Поміркуйте

Міцність водневого зв'язку є невеликою. Чому тоді водневі зв'язки цілком успішно забезпечують стабільність структури молекул білків?

Згадайте

З якими ферментами ви познайомилися, коли вивчали роботу травної системи в організмі людини?

Класифікація білків

Білки за їхнім складом можна розділити на дві великі групи: прості та складні.

До складу простих білків входять виключно амінокислоти. Такі білки ще називають протеїнами. Простими білками є гістони, які становлять основу хромосом. До цієї самої групи належать альбуміни і глобуліни, які містяться в плазмі крові.

Складні білки (протеїди), крім залишків амінокислот, містять ще й небілкову частину — простетичну групу. Такою групою може бути як органічна, так і неорганічна молекула. Відповідно до складу такої групи, розрізняють різні протеїди. Так, нуклеопротеїди, крім білків, містять нуклеїнові кислоти, глікопротеїди — вуглеводи, а ліпопротеїди — ліпіди. Складні білки також можуть містити залишки орто-фосфатної кислоти або атоми металічних елементів. Наприклад, білок гемоглобін містить велику і складну за будовою простетичну групу — гем, до складу якого входить атом металічного елемета Феруму. Гем забезпечує забарвлення молекули білка.

За формою молекули білки також можна поділити на дві великі групи: глобулярні й фібрилярні.

Молекули глобулярних білків мають вигляд грудочки (мал. 5.1). Ці білки зазвичай легко розчиняються у воді. Більшість ферментів є якраз глобулярними білками, а молекули фібрилярних білків мають вигляд нитки (мал. 5.2). Вони нерозчинні. До них, наприклад, належать кератин (міститься в епідермісі), колаген та еластин (містяться в дермі).

Функції білків

Практично всі функції живих організмів так чи інакше пов’язані з роботою певних груп білків. За допомогою білків організми будують свої структури, здійснюють процеси життєдіяльності й відтворюють самі себе (докладніше про це дізнайтеся з інформації під QR-кодом до цього параграфа).

Ферменти потрібні для здійснення процесів обміну речовин у клітині. Без них реакції обміну перебігають надзвичайно повільно. А часто ці реакції без ферментів узагалі не відбуваються.

Ферменти та їхня роль у клітині

Під час вивчення біології людини ви вже познайомилися з такою групою білків, як ферменти. Ферменти є унікальними молекулами. Вони виконують функцію каталізу, тобто прискорюють хімічні реакції, і роблять вони це надзвичайно ефективно! Наприклад, для взаємодії атмосферного азоту з воднем у процесі синтезу азотних добрив сучасна промисловість використовує температуру 500 °С і тиск у 350 атмосфер! Це за наявності каталізатора — пористого заліза з певними домішками. А ось ґрунтова бактерія азотобактер здійснює ті самі реакції за допомогою ферментів у звичайних умовах. Без високих температур і за нормального тиску.

Як же ферментам удається досягати такого успіху? Секрет у їхній просторовій будові. Будь-який фермент є ланцюжком амінокислот, що певним чином згорнутий у просторі. Згортання ланцюжка відбувається таким чином, щоб радикали амінокислот утворили унікальну структуру — активний центр ферменту. Саме в цьому центрі й відбуваються реакції.

Радикали амінокислот розташовані у просторі певним чином відносно один одного. Вони різні за своїми властивостями, і їхня спільна дія створює умови, у яких відповідна реакція відбувається надзвичайно швидко (мал. 5.3).

У деяких випадках для роботи ферменту потрібний і не-білковий компонент. Це сполука (її називають кофактором), яка приєднується до ферменту й також бере участь у процесі каталізу реакції. Часто кофакторами ферментів є вітаміни.

Ключова ідея

Білки за складом молекул можна поділити на дві великі групи: прості та складні, за формою молекули — на глобулярні та фібрилярні. Прості складаються лише з амінокислот, а складні, крім амінокислот, містять небілкову частину.

У живих організмах білки виконують багато функцій: структурну, каталітичну, захисну, транспортну тощо. Каталітичну функцію здійснюють білки ферменти, які пришвидшують хімічні реакції в кілька десятків разів.

Перевірте свої знання

1. Які функції в живих організмах виконують білки? 2. За якими ознаками класифікують білки?

3. Чи може просторова структура молекули білка впливати на його властивості? Наведіть приклади глобулярних і фібрилярних білків. 4. Яку функцію виконують складні білки? 5. Навіщо живим організмам потрібні ферменти? Яка їхня роль? 6. Як працюють ферменти? 7*. Що може перешкодити роботі ферменту? 8*. На прикладі організму людини поясніть, як білки виконують захисні функції. Підготуйте есе на цю тему або намалюйте плакат.

Це матеріал з підручника "Біологія 9 клас Задорожний" (поглиблений рівень)