Общая характеристика и функции белков

Белки

Высшие полисахариды

Высшие полисахариды — высокомолекулярные вещества, молекулы которых содержат от нескольких десятков до многих тысяч остатков моносаха­ридов.

Высшие полисахариды делят на 2 группы — гомо- и гетерополисахариды. Молекулы гомополи-еысаридов построены из остатков одного сахара. Из остатков глюкозы состоят крахмал, целлюло­за, гликоген, каллоза, лихенин, из остатков фрук­тозы — инулин, леван. В состав молекул гетерополисахаридов входят остатки различных моносаха­ридов и их производных — гемицеллюлозы, гумми, слизи. Молекулы высших полисахаридов могут быть как линейными, так и разветвленными. Все поли­сахариды этой группы не обладают восстанавлива­ющими свойствами.

Крахмал — главный запасный полисахарид ра­стений, который откладывается в клетках запаса­ющих органов в виде крахмальных зерен (семена, плоды, корни, клубни, корневища, стебли). Осо­бенно много крахмала в семенах риса (60-80%), кукурузы (65-75%), пшеницы (60-70%), меньше в клубнях картофеля (12-22%). Крахмальные зерна не растворяются в воде, а только набухают. Если взвесь крахмальных зе­рен в воде постепенно нагревать, то может быть достигнута температура, при которой крахмал об­разует очень вязкий коллоидный раствор, называ­емый крахмальным клейстером. Температура клейстеризации различна для крахмала разных расте­ний. Крахмал картофеля клейстеризуется при тем­пературе 55-65°, кукурузы — при 64-71°, пшени­цы — при 60-80°, риса — при 70-80°.

Очень характерным свойством крахмала явля­ется его способность окрашиваться в синий цвет при добавлении раствора йода в йодистом калии.

Целлюлоза (клетчатка) — высший полисахарид, который является основным компонентом клеточ­ной оболочки, образующим ее каркас. В растениях клетчатка всегда связана с други­ми веществами — гемицеллюлозами, лигнином, пектином, липидами, смолами и т. д.

Целлюлоза нерастворима в воде, в ней она толь­ко набухает. Она является очень стойким веще­ством: не изменяется под действием слабых кислот и щелочей даже при кипячении, не растворя­ется в большинстве обычных растворителей. Гидролизуется клетчатка до глюкозы при ки­пячении с концентрированной НС1 или Н₂ SО₄.

Белки — важнейшие природные соединения живой клетки как растительной, так и животной.

Основные функции белков в растительном орга­низме те же, что и в животном.

1. Структурная. Белки участвуют в по­строении всех клеточных органелл.

2. Каталитическая. Все ферменты - белки.

3. Регуляторная. Например, гистоный ряд негистоновых белков регулируют транс­крипцию.

4. Механо-химическая. Белки участву­ют в осуществлении движений цитоплазмы и дру­гих клеточных органелл.

5. Транспортная. Белки-переносчики транспортируют различные вещества как через плазматическую мембрану, так и внутри клетки.

6. Защитная. Например, гидролитичес­кие ферменты лизосом и вакуолей расщепляют вредные вещества, попавшие в клетку. Кроме того, гликопротеины участвуют в защите растений от патогенов.

7. Запасная. Эта функция характерна в основном для растений. Запасные белки откладываются в семенах и используются для питания проростков в процессе прорастания.

В настоящее время функции многих белков еще не выяснены. Кроме того, один белок может вы­полнять две или более функций. Например, неко­торые белки мембран могут выполнять структур­ную и ферментативную функции.

Как правило, содержание белков в растениях ниже, чем у животных. В вегетативных органах количество белка обычно 5-15% от сухой массы. Так, в листьях тимофеевки содержится 7% белка, а в листьях клевера и вики — 15%. Больше белка в семенах: у злаков в среднем 10-20%, у бобовых и масличных — 25-35%.

Наиболее богаты белком семена сои — до 40%, а иногда и выше. В растительных клетках белки обычно связаны с углеводами, липидами и другими соединениями, а также с мембранами. Поэтому их трудно извлекать из растений и получать чистые препараты, особенно из вегетативных органов. В связи с этим в растениях лучше изучены белки семян, где их больше и откуда они легче извлекаются.

Растительные белки по своим свойствам, моле­кулярной массе и структуре молекул близки к бел­кам животного происхождения.

Мономерами белков являются аминокислоты. В составе белков как растительных, так и животных, найдено 20 аминокислот:

В растениях, кроме 20 перечисленных выше, обнаружено большое количество аминокислот (свы­ше 250), которые не входят в состав белковых мо­лекул, а содержатся только в свободном состоянии или встречаются в составе коротких пептидов. Их называют не протеиногенными. Эти аминокислоты присутствуют в растениях в небольших количествах и обычно характерны для небольшой группы рас­тений (семейство, род).

Пептиды, или полипептиды, — это цепочки из нескольких аминокислот, связанных пептидными связями. В состав пептидов могут входить не только протеиногенные, но и непротеиногенные аминокис­лоты.

Пептиды играют важную роль промежуточных продуктов в обмене веществ, и многие из них яв­ляются физиологически очень активными соеди­нениями. Пептидами являются некоторые антибио­тики (грамицидин, лихениформин), гормоны (ин­сулин, окситацин, вазопрессин), токсины (аманитины). Некоторые пептиды представляют собой замкнутую полипептидную цепочку, т. е. являются циклопептидами, а некоторые даже имеют би­циклическое строение. Среди циклопептидов есть сильно токсичные вещества. Например, ядовитый гриб бледная по­ганка (Amanita phalloides) содержит по крайней мере 10 токсичных циклопептидов — аманитинов. Все они имеют молекулярную массу около 1000.

Классификация белков

Рациональной классификации белков пока не существует, т. к. еще не изучены структура моле­кул и функции многих белков.

Все белки как животные, так и растительные, разделяют на две большие группы: простые белки и сложные. Простые белки состоят только из ами­нокислот, связанных пептидными связями, слож­ные в своем составе, кроме белковой части, имеют еще небелковый компонент — простетическую группу.

Далее простые белки классифицируют по фи­зико-химическим свойствам: растворимости в раз­личных растворителях и величине молекулярной массы, а сложные — по природе простетической группы.

Дата добавления: 2014-01-07