Белки: классификация функциональная
При классификации по функциям выделяют следующие классы белков:
1. ФЕРМЕНТЫ - белки, обладающие каталитической активностью. Почти все химические реакции, протекающие в клетке и в совокупности составляющие жизнь клетки, катализируются ферментами. К настоящему времени открыто более 2000 различных ферментов, каждый из которых служит катализатором какой-то определенной реакции.
2. ТРАНСПОРТНЫЕ БЕЛКИ - белки, специфически связывающие и переносящие те или другие молекулы и ионы через мембраны клеток (как внутрь клетки,так и во вне), а также от одного органа организма к другому. Например, гемоглобин, содержащийся в эритроцитах, при прохождении крови через легкие связывает кислород и доставляет его к периферическим тканям, где кислород высвобождается и используется для окисления компонентов пищи - процесса в ходе которого производится энергия. Плазма крови содержит липопротеины, осуществляющие перенос липидов из печени в другие органы. В клеточных мембранах присутствуют типы транспортных белков,- пермеазы,- способные связывать глюкозу, аминокислоты и другие метаболиты и переносить их как внутрь, так и во вне клеток.
3. ПИЩЕВЫЕ И ЗАПАСНЫЕ БЕЛКИ - белки предназначенные для потребления зародышами растений и животных на первых стадиях их развития. Наиболее известными примерами таких белков служат белки семян пшеницы, кукурузы и риса. К пищевым белкам относится яичный альбумин - основной компонент яичного белка, и казеин , главный белок молока. В ферритине, встречающемся в животных тканях, запасено железо.
4. СОКРАТИТЕЛЬНЫЕ И ДВИГАТЕЛЬНЫЕ БЕЛКИ - белки, которые обеспечивают клетку или организм способностью сокращаться , изменять форму и передвигаться. Актин и миозин представляют собой нитевидные белки, функционирующие в сократительной системе скелетной мышцы, а также во многих немышечных тканях ( цитоскелет эукариотических клеток) . Другим примером таких белков служит тубулин - белок из которого построены микротрубочки , являющиеся важными элементами цитоскелета, ресничек и жгутиков, при помощи которых клетки передвигаются. Длинные клетки нервной системы животных также содержат микротрубочки.
5. СТРУКТУРНЫЕ БЕЛКИ - белки образующие волокна, навитые друг на друга или уложенные плоским слоем, выполняющие опорную или защитную функцию, скрепляющие биологические структуры организмов и придающие им прочность. Главным компонентом хрящей и сухожилий является фибриллярный белок коллаген , имеющий очень высокую прочность на разрыв. Связки содержат эластин - структурный белок, способный растягиваться в двух измерениях. Волосы, ногти и перья состоят почти исключительно из прочного нерастворимого белка кератина. Главным компонентом шелковых нитей и паутины служит белок фиброин .
6. ЗАЩИТНЫЕ БЕЛКИ - белки, защищающие организм от вторжения других организмов или предохраняющие его от повреждений. Защитными белками являются иммуноглобулины ( или антитела), образующиеся у позвоночных и обладающие способностью распознавать чужеродные клетки,- проникшие в организм бактерии или вирусы или клетки самого организма, переродившиеся в раковые, а также чужеродные для организма белки, и прочно связываться с ними. Фибриноген и тромбин - белки, участвующие в процессе свертывания крови; они предохраняют организм от потери крови при повреждении сосудистой системы. Белки змеиного яда, бактериальные токсины и токсичные белки растений, например, рицин, вероятно, также в определенном смысле можно отнести к защитным белкам.
7. РЕГУЛЯТОРНЫЕ БЕЛКИ - белки участвующие в клеточной или физиологической активности. К регуляторным белкам относятся многие гормоны, такие как инсулин , регулирующий обмен глюкозы, гормон роста , синтезируемый в гипофизе, паратиреоидный гормон , регулирующий транспорт ионов кальция и фосфатов и др. Регуляторные белки, называемые репрессорами , регулируют биосинтез ферментов в бактериальных клетках.
Имеется много других белков, функции которых уникальны , что затрудняет их классификацию. Так, например, монеллин - белок, содержащийся в одном из африканских растений, имеет очень сладкий вкус. Он стал предметом изучения как нетоксичное и не способствующее ожирению вещество, которое может быть использовано вместо сахара. Плазма крови некоторых антарктических рыб содержит белки со свойствами антифриза, предохраняющие кровь этих рыб от замерзания. Шарниры в местах прикрепления крыльев у ряда насекомых состоят из белка резилина, обладающего почти идеальной эластичностью.
