Чем объясняется многообразие функций белков кратко

Обновлено: 05.07.2024

Многообразие функций белков объясняется многообразием их строения. Как известно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Но различное сочетание аминокислотных остатков в молекуле полипептида (число их наименований и последовательность) обеспечивает огромное разнообразие белков. Кроме того, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

В состав белков входит около 20 видов аминокислот, и при их различном сочетании и получается такое колоссальное зазнообразие белковых молекул.

Вопрос 1. Чем объясняется многообразие функций белков?
Уникальные свойства белков заложены в колоссальном разнообразии пространственного строения их молекул. Это разнообразие белков определяется огромным числом возможных сочетаний аминокислотных остатков в длинных, состоящих, как правило, из нескольких сотен остатков, полипептидных цепях белков. Как известно, в состав белков может входить 20 видов аминокислот. Белки образуют различные соединения с различными веществами. Кроме того, белки могут иметь пространственную структуру молекулы. Установлено, что белки могут иметь различные размеры и форму. Многие белки содержат в своём составе такие металлы, как железо, цинк, медь и др. Все это способствует тому, что белки выполняют множество функций.

Вопрос 3. Какую роль играют белки-гормоны?
Белки-гормоны контролирует физиологическую активность тканей и органов и всех жизненных процессов всего организма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста тела, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют белки-ферменты?
Белки-ферменты играют роль катализаторов, т. е. ускоряют химические реакции в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфичностью по отношению к веществу, вступающему в реакцию. Каждая реакция катализируется своим ферментом.

Вопрос 5. Почему белки редко используются в качестве источника энергии?
Мономеры белков - аминокислоты — ценное сырье для построения новых белковых молекул. Поэтому полное расщепление полипептидов до неорганических веществ происходит редко. Следовательно, энергетическая функция, заключающаяся в выделении энергии при полном расщеплении, выполняется белками только в исключительных случаях, когда организм испытывает недостаток жиров или углеводов.

Вопрос 2. Какие функции белков вам известны?

Строительная (пластическая) функция. Белки являются структурным компонентом биологических мембран и органоидов клетки, а также входят в состав опорных структур организма, волос, ногтей, сосудов.
Ферментативная функция. Белки служат ферментами, т. е. биологическими катализаторами, ускоряющими скорость биохимических реакций в десятки и сотни миллионов раз. Примером может служить амилаза, расщепляющая крахмал до моносахаридов.
Сократительная (двигательная) функция. Ее выполняют особые сократительные белки, обеспечивающие движение клеток и внутриклеточных структур. Благодаря им перемещаются хромосомы при делении клетки, а жгутики и реснички приводят в движение клетки простейших. Сократительные свойства белков актина и миозина лежат в основе работы мышц.
Транспортная функция. Белки участвуют в транспорте молекул и ионов в пределах организма (гемоглобин переносит кислород из легких к органам и тканям, альбумин сыворотки крови участвует в транспорте жирных кислот).
Защитная функция. Она заключается в предохранении организма от повреждений и вторжения чужеродных белков и бактерий. Белки-антитела, вырабатываемые лимфоцитами, создают защиту организма от чужеродной инфекции, тромбин и фибрин участвуют в образовании тромба, тем самым помогая организму избежать больших потерь крови.
Регуляторная функция. Ее выполняют белки-гормоны. Они участвуют в регуляции активности клетки и всех жизненных процессов организма. Так, инсулин регулирует уровень сахара в крови и поддерживает его на определенном уровне.
Сигнальная функция. Белки, встроенные в мембрану клетки, способны менять свою структуру в ответ на раздражение. Тем самым передаются сигналы из внешней среды внутрь клетки.
Энергетическая функция. Она реализуется белками крайне редко. При полном расщеплении 1 г белка способно выделиться 17,6 кДж энергии. Однако белки для организма — очень ценное соединение. Поэтому расщепление белка происходит обычно до аминокислот, из которых строятся новые полипептидные цепочки.

Белки-гормоны регулируют активность клетки и всех жизненных процессов организма. Так, в организме человека соматотропин участвует в регуляции роста тела, инсулин поддерживает на постоянном уровне содержание глюкозы в крови.

Вопрос 4. Какую функцию выполняют белки-ферменты?

Ферменты являются биологическими катализаторами, т. е. ускорителями химических реакций в сотни миллионов раз. Ферменты обладают строгой специфичностью по отношению к веществу, вступающему в реакцию. Каждая реакция катализируется своим ферментом.

Вопрос 5. Почему белки редко используются в качестве источника энергии?

Мономеры белков аминокислоты — ценное сырье для построения новых белковых молекул. Поэтому полное расщепление полипептидов до неорганических веществ происходит редко. Следовательно, энергетическая функция, заключающаяся в выделении энергии при полном расщеплении, выполняется белками довольно редко.

Наш организм на 80% состоит из воды. А 85% оставшейся сухой массы составляют белки.

Они выполняют огромное количество жизненно важных функций в организме. Поэтому они по праву считаются одним их важнейших компонентов питания.

С диетической точки зрения обеспечение организма адекватным количеством белка является одной из ключевых оценок любой диеты и определяет ее эффективность, переносимость и влияние на здоровье. В то же время не нужно забывать, что для правильного и здорового функционирования организма одних только белков мало. Любое питание должно быть сбалансировано и включать все необходимые компоненты.

Что происходит с белком в организме?

В большинстве тканей и органов постоянно происходят два процесса: синтез и распад белка. Оба процесса происходят одновременно, хотя в физиологическом плане регулируются разными факторами.

В мышечной ткани, если синтез белка преобладает над разрушением, происходит рост мышц за счёт увеличения количества миофибрилл, появления новых митохондрий или объема внутриклеточный жидкости (саркоплазмы). Иными словами, для того, что мышцы росли нужно или увеличить синтез, или уменьшить распад, или и то и другое. То же самое касается белков плазмы и других органов. Понижение их уровня может приводить к снижению иммунитета, сопротивляемости инфекционным заболеваниям.

В разных тканях скорость обмена белка сильно отличается. В плазме белки разрушаются и восстанавливаются за часы, в связках - за месяцы или годы.

Процесс обмена довольно затратен для организма. Он составляет примерно 15-20% от всего базового метаболизма человека. Поэтому силовые тренировки и питание, насыщенное белками, увеличивают расход калорий. В литературе это называют "ускорением метаболизма".

Одним из факторов, которые влияют на синтез белка, является питание. Попадая в кровь, аминокислоты положительно влияют на процессы синтеза и подавляют распад. Избыток белка в организме нужно куда-то использовать, и в некоторых пределах он идет на построение мышечной ткани.

Однако одно лишь увеличение потребления белка не приводит к росту мышц. Поскольку мышечная ткань, в отличие от жировой, не склонна к накопительству. Большие запасы жира позволяют организму пережить тяжелые времена, тогда как мышечная ткань сама по себе энергозатратна и при расщеплении дает меньше энергии. Поэтому насыщение организма "лишним" белком через некоторое (короткое) время приводит к запуску процессов расщепления этого белка. Сигналом для накопле ния белка (не только снижения распада, но и увеличения синтеза) служат силовые нагрузки.

Кардио тренировки и тренировки на выносливость не обладают таким свойством.

При таком виде нагрузки стимулируется увеличение митохондрий и ферментов, отвечающих за энергетическое снабжение клеток. Кроме того, при длительные тренировки приводят к тому, что белок начинает использоваться в качестве источника энергии. Что в свою очередь приводит к потере мышечной массы.

Еще одним фактором, который влияет на процессы синтеза и распада белка, является инсулин. Это гормон, который выделяется в ответ на повышение в крови уровня углеводов. Инсулин затормаживает процесс разрушения белка (белково сберегающая функция углеводов).

Сколько белка нужно в день?

Согласно текущим рекомендациям (ВОЗ) потребность в белке составляет 0. 6 - 0. 8 г на кг веса. Тем не менее ряд исследований показывает, что для людей сидячих профессий (минимальная активность) минимальным количеством нужно считать 1 - 1. 2 г на кг веса.

У спортсменов потребности в белке выше. В видах спорта, где акцент делается на выносливость, это связано с тем, что при продолжительных тренировках белок используется для получения энергии, за их счет может покрываться до 10% калорий.

В силовых видах спорта повышенные потребности белка требуется для восстановления мышечной ткани. На основе исследований можно утверждать, что для силовых спортсменов потребность в белке 1. 2 - 1. 7 г, для видов спорта, ориентированных на выносливость - 1. 2 - 1. 3 г на кг массы тела. Но при этом следует учитывать, что данные цифры применимы для профессиональных спортсменов, которые занимаются 5-7 раз в неделю.

Расчет необходимого количества белка ведется относительно "идеального" веса. "Идеальный" вес - это ориентировочный вес, при котором у мужчин будет около 10 - 12% жира, а у женщин - 18 - 20%, что является неплохим ориентиром для фигуры. Для того, чтоб вычислить это значение, следует из роста вычесть 110 для новичков, которые только начинают заниматься спортом. Для продвинутых любителей - 105.

Для людей, которые не занимаются спортом или только начинают заниматься, разумно потреблять 1 - 1. 2 г белка на кг "идеального" веса.

Если при этом планируется похудение, то количество белка следует увеличить до 1. 5 - 1. 8 г.

Для тех, кто занимается спортом для личных, не профессиональных целей достаточно потреблять 1. 5 - 1. 8 г белка на кг "идеального" веса. При похудении можно поднять планку до 1. 5 - 2 г белка на кг "идеального" веса.

Потреблять выше 2 - 2. 2 г белка не только не имеет смысла, но и вредно для здоровья.

Читайте также: