Белки (протеины)¶

Белки (протеины) — это высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков аминокислот, соединённых пептидной связью. Являются одним из трёх основных макронутриентов (наряду с жирами и углеводами) и выполняют в живых организмах структурные, каталитические, транспортные, защитные и регуляторные функции. Слово «протеин» происходит от греческого proteios — «первичный, главный».

¶Состав и строение

Белок состоит из 20 стандартных аминокислот, соединённых амидной (пептидной) связью. Последовательность аминокислот в цепи называется первичной структурой и определяется генетическим кодом. Далее цепь складывается во вторичную (α-спирали, β-слои), третичную (пространственная конфигурация) и, при наличии нескольких цепей, четвертичную структуру. Складывание определяется химическими взаимодействиями между боковыми цепями аминокислот.

¶Классификация

По форме белки делятся на:

• Глобулярные — шаровидные, растворимы в воде (альбумины, ферменты, гемоглобин);
• Фибриллярные — вытянутые волокна (коллаген, кератин, миозин);
• Мембранные — встроены в клеточные мембраны.

По функции выделяют ферменты (катализируют реакции), транспортные (гемоглобин переносит кислород), защитные (антитела), структурные (коллаген), регуляторные (гормоны, например инсулин), сократительные (актин, миозин).

¶Функции в организме

Белки участвуют практически во всех жизненных процессах: катализируют биохимические реакции, переносят вещества по организму, обеспечивают иммунитет, поддерживают структуру тканей, участвуют в мышечном сокращении и передаче нервных импульсов. При расщеплении белка высвобождается энергия — около 4 ккал на грамм.

¶Пищевые источники и нормы

Основные источники белка в рационе — мясо, рыба, птица, яйца, молочные продукты, бобовые, орехи и злаки. Животные белки считаются полноценными, так как содержат все незаменимые аминокислоты; растительные часто ограничены по отдельным аминокислотам (например, лизину в злаках). Суточная норма для взрослого человека составляет около 0,8–1 г на килограмм массы тела, для спортсменов и людей с повышенной физической нагрузкой — до 1,5–2 г.

¶История изучения

Термин «протеин» ввёл в 1838 году нидерландский химик Герард Мюлдер. В 1839 году он совместно с Йонсом Якобом Берцелиусом показал, что белки — это основа живой материи. В 1902 году Эмиль Фишер предложил пептидную теорию строения белков. В 1958 году Фредерик Сэнгер определил первую аминокислотную последовательность белка — инсулина, за что получил Нобелевскую премию. В 1962 году Макс Перут и Джон Кендрю расшифровали структуру гемоглобина и миоглобина.

¶Белок и здоровье

Недостаток белка в рационе приводит к нарушению роста, снижению иммунитета, отёкам (голодный отёк) и мышечной дистрофии. Избыточное потребление белка, особенно при заболеваниях почек, может усиливать нагрузку на выделительную систему. В спортивном питании протеиновые добавки (сывороточный, казеиновый, соевый) используются для поддержания мышечной массы.

¶Интересные факты

• Самый распространённый белок на Земле — рубиско (фермент рибулозобисфосфаткарбоксилаза), участвующий в фотосинтезе.
• Человеческий организм содержит около 100 тысяч различных белков.
• Некоторые белки способны к самосборке — например, вирусные капсиды.

¶История изучения

Термин «протеин» ввёл в 1838 году нидерландский химик Герард Мюлдер. В 1839 году он совместно с Йонсом Якобом Берцелиусом показал, что белки — это основа живой материи. В 1902 году Эмиль Фишер предложил пептидную теорию строения белков. В 1958 году Фредерик Сэнгер определил первую аминокислотную последовательность белка — инсулина, за что получил Нобелевскую премию. В 1962 году Макс Перут и Джон Кендрю расшифровали структуру гемоглобина и миоглобина.

¶Источники

• Ленинджер А. «Основы биохимии»
• Структура белков и аминокислот — учебные материалы по биохимии
• Национальные рекомендации по питанию населения