В каких клетках содержится белок
Белки (протеины, полипептиды) — самые многочисленные, наиболее разнообразные и имеющие первостепенное значение биополимеры. В состав молекул белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы, фосфора и железа.
Мономерами белков являются аминокислоты, которые (имея в своём составе карбоксильную и аминогруппы) обладают свойствами кислоты и основания (амфотерны).
Благодаря этому аминокислоты могут соединяться друг с другом (их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен). В связи с этим молекулы белков имеют большие размеры, и их называют макромолекулами.
Структура белковой молекулы
Под структурой белковой молекулы понимают её аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы белка.
В молекулах белков встречается всего (20) видов различных аминокислот, и огромное разнообразие белков создаётся за счёт различного их сочетания.
- Последовательность аминокислот в составе полипептидной цепи — это первичная структура белка (она уникальна для любого белка и определяет его форму, свойства и функции). Первичная структура белка уникальна для любого типа белка и определяет форму его молекулы, его свойства и функции.
- Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали в результате образования водородных связей между —СО и —NН группами разных аминокислотных остатков полипептидной цепи (между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты). Эта спираль — вторичная структура белка.
- Третичная структура белка — трёхмерная пространственная «упаковка» полипептидной цепи в виде глобулы (шарика). Прочность третичной структуры обеспечивается разнообразными связями, возникающими между радикалами аминокислот (гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S–S связями).
- Некоторые белки (например, гемоглобин крови человека) имеют четвертичную структуру. Она возникает в результате соединения нескольких макромолекул с третичной структурой в сложный комплекс. Четвертичная структура удерживается непрочными ионными, водородными и гидрофобными связями.
Структура белков может нарушаться (подвергаться денатурации) при нагревании, обработке некоторыми химическими веществами, облучении и др. При слабом воздействии распадается только четвертичная структура, при более сильном — третичная, а затем — вторичная, и белок остаётся в виде полипептидной цепи. В результате денатурации белок теряет способность выполнять свою функцию.
Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Этот процесс называют ренатурацией.
Разрушение первичной структуры необратимо.
Кроме простых белков, состоящих только из аминокислот, есть ещё и сложные белки, в состав которых могут входить углеводы (гликопротеины), жиры (липопротеины), нуклеиновые кислоты (нуклеопротеины) и др.
- Каталитическая (ферментативная) функция. Специальные белки — ферменты — способны ускорять биохимические реакции в клетке в десятки и сотни миллионов раз. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию. В состав ферментов входят витамины.
- Структурная (строительная) функция — одна из основных функций белков (белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин — хрящи и сухожилия).
- Транспортная функция — белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны (транспортные белки в наружной мембране клеток), транспорт кислорода и углекислого газа (гемоглобин крови и миоглобин в мышцах), транспорт жирных кислот (белки сыворотки крови способствуют переносу липидов и жирных кислот, различных биологически активных веществ).
- Сигнальная функция. Приём сигналов из внешней среды и передача информации в клетку происходит за счёт встроенных в мембрану белков, способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды.
- Сократительная (двигательная) функция — обеспечивается сократительными белками — актином и миозином (благодаря сократительным белкам двигаются реснички и жгутики у простейших, перемещаются хромосомы при делении клетки, сокращаются мышцы у многоклеточных, совершенствуются другие виды движения у живых организмов).
- Защитная функция — антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь, образуя тромб.
- Регуляторная функция присуща белкам — гормонам (не все гормоны являются белками!). Они поддерживают постоянные концентрации веществ в крови и клетках, участвуют в росте, размножении и других жизненно важных процессах (например, инсулин регулирует содержание сахара в крови).
- Энергетическая функция — при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры (при полном расщеплении (1) г белка до конечных продуктов выделяется (17,6) кДж энергии). Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, используются для построения новых белков.
Источники:
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. 9 класс // ДРОФА.
Каменский А. А., Криксунов Е. А., Пасечник В. В. Биология. Общая биология (базовый уровень) 10–11 класс // ДРОФА.
Лернер Г. И. Биология: Полный справочник для подготовки к ЕГЭ: АСТ, Астрель.
https://ours-nature.ru/lib/b/book/1063747118/348
Источник
Белок является важным строительным материалом нашего
организма. Из него состоит каждая клетка организма, он входит в состав
всех тканей и органов. Кроме того, особая разновидность белков исполняет
роль ферментов и гормонов в живом организме.
Помимо строительной функции, белок также может являться источником
энергии. А в случае избытка белка, печень «предусмотрительно»
преобразует белок в жиры, которые откладываются про запас в организме
(как избавиться от такого жира?).
В теле человека содержится 22 аминокислоты: 13 аминокислот
организм может синтезировать самостоятельно из имеющегося строительного
материала, а 9 из них он может получить только с пищей.
В процессе усвоения организмом белки распадаются на аминокислоты,
которые в свою очередь поставляются в разные части организма, для
выполнения своих основных функций. Белки (в виде аминокислот) входят
в состав крови, являются составляющими гормональной системы, щитовидной
железы, влияют на рост и развитие организма, регулируют водный и кислотно-щелочной
баланс организма.
Продукты богатые белками:
Указано ориентировочное количество в 100 г продукта
Молоко сухое
28,5 г
«Сервелат»
24 г
Сыр «Российский»
23,2 г
| Индейка | 21,6 | Палтус | 18,9 | Брынза | 17,9 | Вареная колбаса | 12,1 | |||
| Куриный окорочок | 21,3 | Телятина | 19,7 | Сельдь | 17,7 | Пшено | 12,0 | |||
| Мясо кролика | 21,2 | Говядина | 18,9 | Говяжья печень | 17,4 | Овсянка | 11,9 | |||
| Горбуша | 21 | Свиная печень | 18,8 | Свиные почки | 16,4 | Свинина жирная | 11,4 | |||
| Креветки | 20,9 | Баранья печень | 18,7 | Фундук | 16,1 | Хлеб пшеничный | 7,7 | |||
| Куры | 20,8 | Цыплята | 18,7 | Минтай | 15,9 | Сдобная выпечка | 7,6 | |||
| Семга | 20,8 | Миндаль | 18,6 | Сердце | 15 | Рисовая каша | 7 | |||
| Семя подсолнечника | 20,7 | Кальмар | 18 | Грецкий орех | 13,8 | Хлеб ржаной | 4,7 | |||
| Сайра мелкая | 20,4 | Скумбрия | 18 | Докторская варенка | 13,7 | Кефир нежирный | 3 | |||
| Баранина | 20 | Творог нежирный | 18 | Гречневая ядрица | 12,6 | Молоко | 2,8 |
Суточная потребность в белках
Рекомендуемая потребность в белках для взрослого человека 0,8 г на 1кг веса. Этот показатель можно найти в таблицах расчета идеальной массы тела.
Фактический вес человека в данном случае не учитывается, вследствие того, что аминокислоты предназначены для клеточной массы тела, а не для жировых отложений.
Согласно правилам диетологии, белковая пища должна составлять около 15% от общей калорийности ежедневного рациона. Хотя этот показатель может варьироваться в
зависимости от рода деятельности человека, а также состояния его здоровья.
Потребность в белках возрастает:
- Во время болезни, особенно после операции, а также в период выздоровления.
- Во время работ, требующих сильного физического напряжения.
- В холодное время года, когда организм затрачивает больше сил на обогрев.
- Во время интенсивного роста и развития организма.
- Во время спортивных соревнований, а также подготовки к ним.
Потребность в белках снижается:
- В теплое время года. Это связано с химическими процессами в организме, происходящими при воздействии тепла.
- С возрастом. В преклонном возрасте обновление организма происходит медленнее, поэтому белков требуется меньше.
- При заболеваниях, связанных с усваиваемостью белков. Одной из таких болезней является подагра.
Усваиваемость белков
Когда человек
употребляет углеводы, процесс их переваривания начинается еще во время
пребывания их во рту. С белками же всё по-другому. Их переваривание
начинается только в желудке, при помощи соляной кислоты. Однако, поскольку
молекулы белка являются очень крупными, перевариваются белки достаточно
трудно. Для улучшения усвоения белков, необходимо употреблять продукты,
содержащие белок в наиболее усваиваемой и легкой его форме. К таковым
относится белок яиц,
а также белок, содержащийся в кисломолочных продуктах, таких как кефир,
ряженка, брынза и т.д.
Согласно теории раздельного питания, белковая пища хорошо сочетается с различной зеленью и листовыми овощами. Современные диетологи утверждают, что белок лучше
усваивается в присутствии жиров и углеводов, которые являются основными источниками энергии для организма.
Поскольку белковая пища в организме задерживается значительно дольше углеводистой, то чувство сытости после употребления белков сохраняется значительно дольше.
Полезные свойства белка и его влияние на организм
В зависимости от своей специализации белки
выполняют в организме различные функции. Транспортные белки,
например, занимаются доставкой витаминов, жира и минералов ко всем
клеткам организма. Белки-катализаторы ускоряют различные химические
процессы, происходящие в организме. Также существуют белки, которые
борются с различными инфекциями, являясь антителами к различным
заболеваниям. Кроме того, белки являются источниками важных
аминокислот, которые необходимы как строительный материал для
новых клеток и укрепления уже имеющихся.
Взаимодействие с эсенциальными элементами
Все в природе взаимосвязано, и также все взаимодействует в нашем организме. Белки, как часть всеобщей экосистемы, взаимодействуют с другими элементами нашего организма – витаминами, жирами и углеводами.
Мало того, помимо простого взаимодействия, белки участвуют также в трансформации одного вещества в другое.
Что касается витаминов, то на каждый грамм потребленного белка,
необходимо употребить 1 мг витамина
С. При недостатке витамина С, будет усвоено только то количество
белка, на которое хватит содержащегося в организме витамина.
Опасные свойства белков и предостережения
Признаки нехватки белка в организме
- Слабость, нехватка энергии. Потеря работоспособности.
- Снижение либидо. При медицинских исследованиях может обнаружиться нехватка некоторых половых гормонов.
- Низкая сопротивляемость различным инфекциям.
- Нарушение функций печени, нервной и кровеносной системы, функционирования кишечника, поджелудочной железы, обменных процессов.
- Развивается атрофия мышц, замедляется рост и развитие организма у детей.
Признаки избытка белка в организме
- Хрупкость костной системы, возникающая в результате закисления организма, которая приводит к вымыванию кальция из костей.
- Нарушение водного баланса в организме, что также может привести
к отекам, и неусваиваемости витаминов. - Развитие подагры,
которую в старину называли «болезнью богатых людей», также является
прямым следствием избытка белка в организме. - Избыточный вес также может стать следствием неумеренного потребления белков. Это связано с деятельностью печени, которая лишний для организма белок преобразовывает в жировую ткань.
- Рак кишечника, по утверждению некоторых научных источников, может стать следствием повышенного содержания пуринов в пище.
Факторы, влияющие на содержание белка в организме
Состав и количество пищи. Так как незаменимые
аминокислоты организм не может синтезировать самостоятельно.
Возраст. Известно, что в детском возрасте количество
белка, необходимого для роста и развития организма, более чем в
2 раза превышает потребность в белке человека средних лет! В пожилом
возрасте все обменные процессы протекают гораздо медленнее, а, следовательно,
потребность организма в белках существенно сокращается.
Физический труд и профессиональный спорт. Для поддержания
тонуса и работоспособности спортсменам и людям, занимающимся интенсивным
физическим трудом, требуется увеличенная в 2 раза норма потребления
белка, так как в их организме очень интенсивно проходят все обменные
процессы.
Белковая пища для здоровья
Как мы уже говорили, существуют 2 большие группы белков: белки, являющиеся
источниками заменимых и незаменимых аминокислот.
Незаменимых аминокислот всего 9: треонин, метионин, триптофан,
лизин, лейцин, изолейцин,
фенилаланин, валин. Именно в этих аминокислотах особо нуждается наш
организм, так как усваиваются они только из пищи.
В современной диетологии существует такое понятие, как полный
и неполный белок. Белковая пища, содержащая все незаменимые
аминокислоты, называется полным белком, неполным белком считается
пища, содержащая лишь некоторые из незаменимых аминокислот.
К продуктам, содержащим полноценный высококачественный белок, относятся
мясные, молочные продукты, морепродукты и соя. Пальма первенства в
списке таких продуктов принадлежит яйцам, которые по медицинским критериям
считаются золотым стандартом полноценного белка.
Неполноценный белок чаще всего содержится в орехах,
различных семенах, хлебных злаках, овощах, бобовых, некоторых фруктах.
Сочетая в одном приеме пищи продукты, содержащие неполноценный белок
с полноценным, можно добиться максимального усвоения неполноценного
белка. Для этого достаточно включить в свой рацион лишь небольшое
количество продуктов животного происхождения, и польза для организма
будет существенной.
Белок и вегетарианство
Некоторые люди по своим морально-этическим убеждениям, полностью
исключили мясные продукты из своего рациона. Наиболее известные из
них – Ричард Гир, звезда «Голубой лагуны» Брук Шилдс, великолепная
Памела Андерсон, а также непревзойденный российский юморист Михаил
Задорнов.
Однако, для того, чтобы организм не чувствовал себя обделенным, необходима
полноценная замена рыбе и мясу. Тем, кто употребляет молоко, творог,
яйца, конечно же, легче. Тем же, кто полностью отказался от животных
белков, приходится проявлять большую изобретательность, чтобы организм
не страдал от недостатка белка. Особенно это касается детского быстрорастущего
организма, который при недостатке аминокислот способен притормозить
рост и нормальное развитие.
Благодаря определенным исследованиям, связанным с изучением усвоения
растительного белка организмом, стало известно, что определенные сочетания
такого белка могут обеспечить организм полным набором незаменимых
аминокислот. Вот эти сочетания: грибы–злаки; грибы–орехи; бобовые–злаки;
бобовые–орехи, а также разные виды бобовых, сочетающиеся в одном приеме
пищи.
Но это всего лишь только теория и пройдет время, прежде чем она будет
полностью подтверждена либо опровергнута.
Среди растительных белковых продуктов, звание «чемпиона» по содержанию
белка достается сое. В 100 граммах сои содержится более 30% полноценного
белка. Японский суп «мисо», соевое мясо и соевый соус – это далеко
не все деликатесы, которые готовят из этого удивительного продукта.
Грибы, чечевица, фасоль и горох содержат в 100 граммах от 28 до 25%
неполноценного белка.
Авокадо сравнимо
по содержанию белка со свежим коровьем молоком (в нем содержится около
14% белкового вещества). Кроме того, фрукт содержит полиненасыщенные
жирные кислоты Омега-6 и пищевые волокна. Орехи, гречка, брюссельская
и цветная капуста, а также шпинат и спаржа
завершают наш далеко не полный список продуктов, богатых растительным
белком.
Белки в борьбе за стройность и красоту
Для желающих оставаться всегда подтянутыми и красивыми, диетологи
рекомендуют придерживаться определенной схемы питания до и после тренировок:
- 1 Для того, чтобы нарастить мышечную массу
и приобрести спортивную фигуру рекомендуется есть белковую пищу
за час до тренировки. Например, половину тарелки творога
или другой кисломолочный продукт, куриную грудку или индюшку с рисом,
рыбу с салатом, омлет с овсянкой. - 2 Для обретения спортивной фигуры,
есть разрешается уже через 20 минут после тренировки. Притом, употреблять
следует белковую и углеводистую пищу, но никак не жиры. - 3 Если цель тренировки – обрести стройность
и изящество, без наращивания мышечной массы, тогда белковую пищу
следует употреблять не ранее, чем через 2 часа после окончания занятий.
Перед тренировкой не есть белки в течение 5 часов вообще. Последний
прием пищи (углеводы) за 2 часа до занятий. - 4 А теперь насчет поддержания правильного
метаболизма в организме. По утверждению диетологов, белки
рекомендуется употреблять во второй половине дня. Они сохраняют
длительное время чувство сытости, а это является отличной профилактикой
обильных ночных трапез. - 5 Красивая кожа, пышные и блестящие волосы,
крепкие ногти – результат деятельности достаточного количества
незаменимых аминокислот в рационе питания, действующих совместно
с витаминами и микроэлементами.
Мы собрали самые важные моменты о белках в этой иллюстрации и
будем благодарны, если вы поделитесь картинкой в социальной сети или
блоге, с ссылкой на эту страницу:
Достоверность информации
5
Другие популярные нутриенты:
Источник