Белки являются еще одним важным макроэлементом, который, как и углеводы, состоит из небольших повторяющихся элементов. Но вместо сахара белки состоят из аминокислот. В следующих разделах вы узнаете больше о том, как синтезируются белки и почему они важны в организме.
Аминокислоты
Синтез белков
Белковая структура
Функции белка
Типы аминокислот
Структуры аминокислот
Качество белка
Недостаточное питание белками и энергией
Аминокислоты
Как и углеводороды, белки содержат углерод (C), водород (H) и кислород (O). Однако, в отличие от углеводов (и липидов), белки также содержат азот (N).
Белки состоят из небольших блоков, называемых аминокислотами. Это название, аминокислота, означает, что каждая из них содержит группы аминокислот (NH2) и карбоновых кислот (COOH).
Единственным структурным отличием в 20 аминокислотах является боковая группа.
Для иллюстрации различий в боковой группе рассмотрим глицин и аланин, две простейшие аминокислоты. Для глицина группой R является водород (Н), а для аланина группа R - метил (CH3).
Отдельные аминокислоты соединяются вместе с помощью пептидной связи (зеленой) и показаны на рисунке ниже. Можно заметить, что образование пептидной связи - это реакция обезвоживания (реакция, которая создает связь между двумя молекулами через потерю молекулы воды).
Это та же самая основная реакция, которая связывает моносахариды в более сложные углеводы.
Помимо дипептидов, аминокислоты могут также объединяться в трипептиды (три аминокислоты), олигопептиды (3-10 аминокислот) и полипептиды (10 и более аминокислот). Полипептид - это цепочка аминокислот.
Синтез белка
Синтез белков является критическим для жизни процессом. Это клеточный процесс, который делает белки, необходимые для поддержания жизни и функционирования каждой из наших клеток. Процесс синтеза белка (образования белка) не так прост, как объединение аминокислот для образования полипептида.
Как показано ниже, это довольно сложный процесс. ДНК содержит генетический код, который используется в качестве шаблона для создания мРНК в процессе, известном как транскрипция.
Затем мРНК переходит из ядра в цитоплазму, где она служит шаблоном для процесса трансляции, где тРНК привносят отдельные аминокислоты, которые связываются вместе и образуют полипептид.
Крошечные внутриклеточные структуры, известные как рибосомы, помогают в трансляции. После трансляции полипептид можно сложить или получить структуру, как показано ниже, и обсудить ее в следующем подразделе (белковая структура).
Структура белка
Существует четыре уровня белковой структуры. Первичной структурой является линейная полипептидная цепь.
Вторичная структура возникает, когда водородная связь между аминокислотами в одной полипептидной цепи приводит к образованию таких структур, как бета-плисты и альфа-спутники.
Третичная структура, трехмерное складывание полипептидной цепи, возникает в результате притяжения различных аминокислот полипептидной цепи и взаимодействия между различными вторичными структурами.
Наконец, некоторые белки содержат четвертичную структуру, в которой несколько полипептидных цепочек связываются вместе, образуя большую молекулу.
Гемоглобин, белок, связывающий кислород в наших эритроцитах крови, является примером белка с четвертичным строением.
Функции белка
Существуют различные функции белков в организме, которые описаны ниже.
Структурный
Белки, такие как коллаген, служат в качестве строительных лесов организма и, таким образом, имеют важное значение для структуры тканей.
Ферменты
Мы обсудим ряд ферментов этого класса, и подавляющее большинство из них являются белками. Фермент катализирует (увеличивает скорость) химическую реакцию.
Ключевой частью фермента является его "активный сайт".
Активный участок - это место, куда входит вещество, на которое необходимо воздействовать, известное как субстрат.
Ферменты специфичны для их субстратов, они не катализируют реакции на случайные соединения, проплывающие мимо. Возможно, вы слышали аналогию "замок и ключ", используемую для ферментов и субстратов, соответственно.
После того, как субстрат попадает в активный участок и связывается, фермент слегка изменяет форму (конформацию). Затем фермент катализирует реакцию, которая в приведенном ниже примере расщепляет субстрат на две части.
Продукты этой реакции высвобождаются, и фермент возвращается в исходную или исходную форму. Затем он готов катализировать другую реакцию.
Названия ферментов обычно заканчиваются на -ase, и многие из них называются по субстрату. Например, ферментная амилаза расщепляет связи, обнаруженные в амилозе и амилопектине.
Гормоны
Многие гормоны являются белками. Гормон - это соединение, которое вырабатывается в одной ткани, попадает в кровообращение, а затем воздействует на другой орган.
Большинство гормонов вырабатывается из нескольких органов, совместно известных как эндокринные органы. Инсулин является примером гормона, который является белком.
