Тема 5:Свойства белков

Различают химические, физические и биологические свойства белков.

Физическими свойствами белков являются наличие молекулярной массы, подвижность в электрическом поле, обусловленная зарядом молекул белка. Способность адсорбировать на поверхности и захватывать внутрь молекулы низкомолекулярных органических соединений и ионов.

Химические свойства белков. Имея значительное число кислотных и основных групп, белки проявляют амфотерные свойства. Кислые свойства обусловлены остатками аспарагиновой и глутаминовой кислоты.

Основные свойства белков обусловлены остатками аминокислот аргинина, лизина и гистидина. Растворимость белка сильно зависит от концентрации солей, то есть от ионной силы раствора. В дистиллированной воде белки растворяются плохо, однако их растворимость возрастает по мере увеличения ионной силы. При высокой ионной силе ионы солей забирают гидратную оболочку у молекул белка, что приводит к агрегации и выпадению белков в осадок (явление высаливания). Используя различие в растворимости, можно с помощью обычных солей разделить смесь белков.

К биологическим свойствам белка относят каталитическую и гормональную активность, то есть способность воздействовать на целые группы реакций в организме. Некоторым белкам присущи токсические свойства, патогенная активность, защитные и рецепторные функции, ответственность за явления клеточной адгезии. Еще одно свойство белков – денатурация. Денатурация, как правило, затрагивает третичную и частично вторичную структуры бел­ковой молекулы и не сопровождается какими-либо изменениями пер­вичной структуры.

Когда на белок происходит какое-либо внешнее воздействие, например, повышенная температура, наличие воды, белковая молекула начинает разрушаться постепенно, форма за формой. Когда происходит разрушение первичной структуры белка, то говорят, что произошел гидролиз белков. Гидролиз белков – это процесс разрушения первичной формы белковой молекулы под действием внешних факторов. Этот сложный процесс может протекать как в кислой среде, так и в среде щелочного типа. Обязательными участником такого естественного процесса, как гидролиз белков в организме, является фермент – пептидаза – гидролаза.

Разрушение вторичной или более высокой формы молекулы называется денатурацией.Денатурация может произойти в обратимом и необратимом варианте. Обратимая денатурация происходит при разрушении слабых связей в молекуле белка, а необратимая – при нарушении сложных сильных ковалентных связей.

Денатурация белков происходит при нагревании и замораживании пищевых продуктов под действием кислот, щелочей, резких механических воздействий и других факторов.

При денатурации белков происходят следующие основные изменения:

-резко снижается растворимость белков;

-теряется биологическая активность, способность к гидратации;

-улучшается атакуемость протеолитическими ферментами;

В результате потери белками видовой специфичности пищевая ценность продукта не снижается.

Поступая в организм, белки, взаимодействуя с пищеварительным соком, ферментами расщепляются до аминокислот. Аминокислоты всасываются через стенки кишечника в кровь и разносятся к органам, где расходуются на построение и обновление клеток. Часть аминокислот поступает в печень, где происходит их дальнейшее расщепление.

В таблице 1 приведены продукты, богатые белком.

Таблица 3

Продукты, богатые белком приведены в таблице

Принято считать, что 1 г идеального белка должен содержать изолейцина - 40, лейцина - 70, лизина - 55, метионина с цистином - 35, фенилаланина с тирозином - 60, триптофана - 10, треонина - 40 и валина - 50 мг.

Белки - источник энергии. При окислении 1г. выделяется 4,0 ккал.

Недостаток или избыток белков приводит к тяжёлым заболеваниям. Неполноценное белковое питание приводит к заболеванию Дауна. Избыток белков к болезни печени, почек, перевозбуждение нервной системы.

Ферменты.

Ферменты – особая группа белков, представляющая собой специфические катализаторы обмена веществ. Они обычно ускоряют скорость химических реакций и не входят в состав их конечных продуктов. Они состоят из двух компонентов: белка (ферона или апофермента), обуславливающего специфичность фермента и простетической группы - кофермента, обуславливающей активность фермента. Имеются однокомпонентные ферменты состоящие только из белковой части, пепсин, липаза, рибонуклеаза и др.)

Двухкомпонентные и многокомпонентные ферменты содержат в своём составе металлы, входящие в их простетические группы. Железо входит в состав цитохромов, участвующих в процессе дыхания. Медь, молибден, цинк и др., а также некоторые витамины. В названии фермента обязательно присутствует название субстрата, т. е. того соединения, на которое воздействует данный фермент, и окончание - аза. (Липаза на жиры, протеаза на белки, алкогольдегидрогеназа на спиртосодержащие продукты и т.д.)

Ферменты легко денатурируются и изменяются под действием химического и физического воздействия, температуры и влажности. Активность ферментов повышается при увеличении температуры до определённой температуры, затем снижается. При Т = 100 градусов ферменты инактивируются.

Ферменты, участвующие в обмене веществ, разделяют на конститутивные, выполняющие одну и туже функцию и адаптивные, которые образуются при наличии потребности, например, при изменении условий проживания, состава продуктов питания и т.д.).

Гормоны.

Термин – гормон (возбуждаю, побуждаю) был введён в 1905 г. учёными У. Бейлисом и Э. Старлингом при открытии гормона секретина, вырабатываемого в двенадцатипёрстной кишке и стимулирующего выработку сока поджелудочной железы и отделение желчи.

Гормоны – сигнальные вещества, образующиеся в клетках эндокринных желёз. Известно более сотни веществ, наделённых гормональной активностью. Под влиянием внешних и внутренних раздражителей возникают импульсы в специализированных чувствительных рецепторах. Таким образом организм защищает себя от негативных факторов. Импульсы поступают в ЦНС. Гормоны оказывают действие на ткани, вызывая физиологические ответные реакции организма. Гормоны служат химическими носителями информации и для запуска гормональной информации необходимо несколько минут или часов. В десятки раз медленнее, чем передача импульса через ЦНС.

Гормоны представляют из себя, либо белки, либо липиды. Главное условие функционирования эндокринной системы – вырабатывание гормонов, имеющих закодированную информацию, которая воздействует на специальные рецепторы, расположенные в клетках – мишенях, образуя гормоно – рецепторный комплекс и воздействуют на определённые эффекторные органы, способные защищать организм от негативного воздействия.

Контрольные вопросы:

1.Дайте характеристику свойствам белков.

2.Укажите принципиальные различия между процессами гидролиза и денатурацией белков.

3.Составьте перечень продуктов питания богатых белками животного и растительного происхождения.

4.В чём заключается сущность ферментов. Укажите их строение, классификацию.

5. В чём сущность гормонов. Их биологическое назначение.