Функции белков (тема 5)

1.

Функции
белков

2.

Классификация белков по функциям
Функция
Сущность
Примеры
1. Структурная
Обеспечение
прочности
эластичности тканей
2. Двигательная (сократительная)
Укорочение саркомеров
движение жгутиков
и
мышц,
Коллаген, эластин, кератин
Актин миозин, динеин, кинезин
3. Транспортная
Перенос веществ в клетки и из
клеток и по целому организму
Аквапорины,
белки
ионных
каналов, гемоглобин, альбумины,
трансферрины
4. Каталитическая
Ускорение протекания химических
реакций
Каталаза, амилаза, пептидаза и др.
5. Регуляторная
Регуляция обмена веществ в
организме и взаимодействия с
окружающей средой
Инсулин, соматотропин, глюкагон,
родописин,
6. Защитная
Защита
организма
повреждающих факторов
от
Интерфероны,
фибрин
иммуноглобулины,
7. Запасающая
Сохранение пула аминокислот в
виде полипептидов
Белки семян
белки яиц
растений,
8. Энергетическая
Высвобождение
энергии
распаде аминокислот
Белки пищи или запасные белки
9. Узкоспециализированные
функции (токсины)
Защита от природных
добыча пищи
при
врагов,
казеин,
Различные
гидролитические
ферменты, нейротоксины

3.

1. Структурные белки

4.

5.

α-кератины содержат большое количество цистеина, а также
ароматические аминокислоты. У человека встречаются
главным образом именно α-кератины. Молекулярная масса 1050 кДа.

6.

β-кератины содержат большое количество глицина и не имеют
дисульфидных мостиков. У человека встречаются главным
образом именно α-кератины. Молекулярная масса 10-50 кДа.

7.

8.

9.

10.

Фиброин шелка и
паутины

11.

12.

13.

14.

15.

16.

2. Двигательные белки

17.

18.

19.

20.

21.

3. Транспортные белки

22.

23.

24.

25.

26.

4. Каталитические белки

27.

28.

5. Регуляторные белки

29.

1.Гормоны
2. Рецепторы гормонов и нейромедиаторов
3. Зрительные пигменты

30.

1. Гормоны
Инсули́н (от лат. insula — остров) — гормон пептидной
природы,
образуется
в
бета-клетках
островков
Лангерганса
поджелудочной
железы.
Оказывает
многогранное влияние на обмен практически во всех
тканях. Основное действие инсулина заключается в
снижении концентрации глюкозы в крови. Считается самым
изученным гормоном (более 300 000 цитирований
в PubMed).

31.

32.

33.

34.

Наружная
среда
Плазмалемма
Цитоплазма

35.

36.

37.

2. Рецепторы гормонов и нейромедиаторов и белки клеточной
адгезии

38.

лимфоцит
3
5
6
2
4
7
1
Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы, которые выделяются
на поверхность клетки А и взаимодействуют с рецептором находящейся рядом клетки В.
Таким образом, от клетки А к клетке В передается сигнал, который запускает в клетке В
дальнейшие реакции.

39.

40.

41.

Йодопсин (iodopsinum; от др.-греч. ἰώδης — «подобный цвету фиалки»
+ др. греч. ωπς — глаз) — общее название нескольких
зрительных пигментов человека и некоторых млекопитающих животных.
Эти
пигменты
состоят
из
белковой
молекулы
связанной
с хромофором ретиналем. Содержатся в колбочках сетчатки глаза и
обеспечивают цветовое зрение.
По чувствительности к свету с различными длинами волн различают
три вида колбочек.
1. Колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (мах. 437 нм)
2. M-типа — в зелено-желтой (мах. 533 нм)
3. L-типа — в желто-красной (мах. 564 нм).
Наличие этих трёх видов колбочек (и палочек, чувствительных в
изумрудно-зелёной части спектра) даёт человеку цветное зрение.
Нормализованные графики спектральной
зависимости чувствительности к свету у
человеческих клеток-колбочек различных
видов — коротковолновых, средневолновых и
длинноволновых (синий, зелёный и красный
графики) и клеток-палочек (чёрный график).
УФ
ИК

42.

43.

Норма
Протанопия
Детеранопия
Тританопия

44.

6. Защитные белки

45.

46.

47.

7. Запасающие белки

48.

49.

50.

51.

8. Энергетическая функция белков

52.

Полная энергия распада 1 г глюкозы
составляет 17,2 кДж.
При распаде 1 г жира выделяется 38,9 кДж
Использование белков как источника энергии клетками будет
происходить только в крайнем случае!

53.

9. Узкоспециализированные функции
(токсины)

54.

55.

56.

Ботулотоксин, ботокс (ботулинический токсин, токсин
ботулизма) — нейротоксин белковой природы,
вырабатываемый
бактериями
Clostridium
botulinum. Сильнейший органический яд из известных
науке органических токсинов. и одно из самых ядовитых
веществ. Ботулотоксин является одним из самых
сложных белков, синтезируемых живыми организмами.
Его масса составляет около 150 кДа. Смерть наступает
от гипоксии, вызванной нарушением обменных
процессов
кислорода,
асфиксией
дыхательных
путей,
параличом
дыхательной
мускулатуры и сердечной мышцы.
В современной практике препараты на основе
ботулотоксина (Ботокс, Ксеомин, BTXA, Диспорт,
Нейронокс)
используются
для
лечения
гиперактивности поперечно-полосатой мускулатуры и
мышц сфинктеров, гиперфункции экзокринных желёз,
различных
болевых
синдромов
спастического
характера. В косметологии токсин применяется для
разглаживания мимических морщин, аналогичным
способом — для купирования мигреней.
Clostridium botulinum

57.

Рици́н — белковый токсин растительного происхождения, чрезвычайно
токсичен (особенно в виде аэрозоля, для человека средняя смертельная доза
(ЛД50) составляет 0,3 мкг/кг перорально). Рицин представляет собой белый
порошок без запаха, хорошо растворимый в воде. Молекулярная масса —
около 67 кДа. Рицин не проникает через кожу. Пути отравления — обычно
введение в кровь, чуть хуже проникновение через лёгкие (этот метод для
рицина не всегда вызывает отравление).
Ricinus communis
Касторовое масло («касторка») — растительное масло,
получаемое из растения клещевина обыкновенная,
смесь триглицеридов рицинолевой, линолевой и олеиновой
кислот. Известное слабительное средство Касторовое масло
является основой ряда мазей и бальзамов (в том числе мази
Вишневского). Касторовое масло применяется как средство
для укрепления волос
При
проглатывании,
симптомы
появляются
меньше чем через 6 часов и
включают в себя тошноту и
диарею
(возможно
с
кровью), низкое кровяное
давление, галлюцинации и
припадки. Смерть может
наступить через 36-72 часа.

58.

Мелиттин
—
токсический
линейный полипептид, цитолитический,
обладает
свойствами
поверхностноактивного
вещества.
Выделен
из
пчелиного
яда.
Образован
26
остатками 12-и аминокислот. Основной
компонент
(свыше
50
%
сухого
вещества) и основное действующее
начало яда. Мелиттин оказывает прямое
гемолитическое
действие.
Имеет
антибактериальные, противовирусные и
противовоспалительные свойства.

59.

Биологически активные начала ядов змей разделяют
на три группы:
1) высокотоксичные термостабильные полипептиды,
или
низкомолекулярные
белки,
лишенные
ферментных свойств;
2) крупномолекулярные
белки-ферменты,
обладающие высокой токсичностью;
3) белки, обладающие различными ферментными
свойствами,
но
лишенные
выраженной
токсичности. Некоторые из ферментов последней
группы могут прямо или косвенно потенцировать
действие основных токсинов.

60.

Токсины первой группы, в основном относящиеся к нейротоксинам,
содержатся в ядах аспидов, морских змей, некоторых тропических
гремучих. У большинства аспидов и морских змей эти нейротоксины
представлены основными полипептидами с мол. весом 6 - 7 кДа,
состоящими из 61 — 62 аминокислотных остатков в одной цепи с
четырьмя перекрестными дисульфидными связями, у змей pод
Bungarus — более крупными полипептидами из 71 - 74 аминокислотных
остатка с пятью дисульфидными связями), у палестинской гадюки — из
108 аминокислотных остатков с 3 дисульфидными связями.
Naja haje
Кротоксин — наиболее мощный нейротоксин, обнаруженный в яде гремучей змеи
Crotalus atrox — представляет собой комплексное соединение фосфолипазы А2 и
низкомолекулярного полипептида. В ядах некоторых аспидов (кобры и др.) обнаружены
также полипептиды, обладающие кардиотоксическим и цитолитическим действием. К
ним близок низкомолекулярный токсин тропических гремучников — кротамин.
Echis carinatus
Gloydius halys
Действующие начала в ядах
большинства гадюковых змей и
щитомордников
это
термолабильные белки с высокой
протеазной
активностью,
геморрагическим,
некротизирующий
и
свертывающим кровь действием.

61.

Чёрная ма́мба (лат. Dendroaspis polylepis) — ядовитая змея, распространённая
в Африке. Обитает в полузасушливых районах центральной, восточной и южной
части континента — главным образом в саваннах и редколесьях, где ведёт
наземный образ жизни, изредка забираясь на деревья и кустарники. Длина змеи
может превышать 3 м, что делает её второй по величине ядовитой змеёй
после королевской кобры. Это также одна из наиболее быстрых змей в мире, на
коротких дистанциях развивающая скорость свыше 11 км/час. Змея приобрела
печальную славу чрезвычайно опасной, укус которой до появления противоядий
неизменно приводил к летальному исходу. К тому же многие профессионалы
отмечают, что чёрные мамбы очень легко возбуждаются и крайне агрессивны. Яд
чёрной мамбы содержит быстродействующие нейротоксины и кардиотоксины,
в том числе кальцисептин — блокатор кальциевых каналов L-типа. Однако
основные компоненты яда мамбы —дендротоксины, блокаторы потенциалзависимых калиевых каналов нервных волокон. Яд также содержит блокаторы
некоторых типов мускариновых холинорецепторов. За один укус змея вводит до
400 мг яда (чаще 100—120 мг), а смертельная доза для взрослого человека
составляет 10-15 мг. Известны случаи, когда смерть наступала в течение 45
минут после укуса. Для человека вероятность летального исхода без
немедленного введения противоядия составляет 100 %.

62.

Гюрза́, или левантская гадюка (лат. Macrovipera lebetina, перс. / ‫گرزه‬gurza/ от
/ ‫گرز‬gurz/ — «железная дубинка, булава, палица») — вид ядовитых змей из
рода гигантских гадюк семейства Гадюковых.
Гюрза — одна из самых опасных змей для домашних животных и человека. В
критической ситуации она способна совершать броски на длину тела в сторону
противника, время броска в среднем составляет 0,08 секунд (быстрее кобры),
тогда как время реакции человека — 0,1-0,2 секунды, поэтому люди
практически не способны среагировать на бросок этой змеи. О своем
намерении атаковать она почти не предупреждает, поэтому даже опытные
змееловы становились её жертвами. Мощное и мускулистое тело крупного
экземпляра не так просто удержать в руке. Гюрза, пытаясь освободить голову,
совершает резкие и сильные рывки. Иногда ей удается даже укусить ловца,
пронзив для этого свою нижнюю челюсть.
Яд гюрзы обладает резко выраженным гемолитическим действием и по
токсичности уступает только яду кобры. При укусе эта змея вводит 50 мг яда, и
без своевременного и правильного лечения нередки случаи гибели.

63.

64.

Самой ядовитой змеей на планете, которая живет на
суше, считается тайпан. Также ее называют жестокой
змеей. Это имя ей дали не случайно: то количество
яда, которое выделяет пресмыкающееся, может убить
100
человек
или
250
тысяч
мышей.
Тайпаны в 50 раз более ядовиты, чем кобры, и в 10
раз — чем гремучие змеи. Потенциально после укуса
смерть взрослого человека наступает через 45 минут.
Oxyuranus scutellatus
Oxyuranus microlepidotus
Так вот, в мире существует змея, которая почти
в 100 раз более ядовита, чем тайпан,
это
кольчатый
(желтогубый)
плоскохвост. Несколько миллиграммов яда
могут убить тысячу человек. Однако змея
миролюбива, и чаще всего от ее укуса
страдают рыбаки, когда достают сети из воды.
Laticauda colubrina