Пептиды и белки – это аминокислотные соединения, с помощью которых происходит реализация генетической реализации живых организмов. Аминокислоты, пептиды, белки – это суть одного и того же соединения, но различающиеся между собой количеством молекул из которых они построены. Так в молекуле пептида содержится до 100 остатков аминокислот, а в молекуле белка их гораздо больше 100, что выражается, в том числе, и в молекулярной массе. Белок может быть тяжелее пептида в несколько раз.
Содержание
Структура белков
Белок, это довольно большая и сложная по своей структуре молекула. Белки различаются не только по химическому составу, но так же и по своей структуре в пространстве, задаваемой составляющими белок атомами. Так, какой-то белок может быть структурирован в виде спирали или сложенного листа. А другой, в виде правильного шара или эллипса.
Белки могут быть простыми, состоящими только из альфа-аминокислот, и сложными. Сложные белки могут содержать, помимо альфа-аминокислот, непептидные частицы. Например, в фосфоропротеине, содержится фосфор, а в металлопротеине, соответственно метал, а точнее его ионы. Данные протеины и составляют сложный белок.
В человеческом организме практически нет «чистого» белка. Любой белок представлен в виде сложного, многофункционального соединения. Иногда даже с неорганическими биополимерами.
Виды белков
Белок как кирпичная стена, состоит из большого количества «кирпичей» — аминокислот. В свою очередь «скрепляющий раствор» в этой стене, это пиптиды. Каждый белок по-своему уникален, это достигается последовательностью расположенных в нём аминокислот. Если происходит замена последовательности аминокислот, то молекула меняет свою структура и как следствие – меняется её функция.
К примеру, известно, что синтез гемоглобина регулируется глутаминовой кислотой, но если её заменить на валин, то эритроциты в организме человека, станут серповидные, а не плоские и круглые. Такое явление вызывает анемию, так как серповидный эритроцит переносит по организму крайне мало кислорода, в отличие от правильного – плоского эритроцита. Это заболевание так и называется серповидно-клеточная анемия.
Таким образом, становится понятно, что белки можно разделить по функциям, выполняемым ими в организме:
- Фермент. Данный белок ускоряет любую химическую реакцию, происходящую в клетке. Более того, вещества в клетке синтезируется не в хаотичном порядке, а следуя строгому алгоритму. К примеру, трипсин. Данный фермент, расщепляет связи пептидов между различными аминокислотами. Причём связи строго определённые. Такое его свойство используется в медицине, для заживления ран и ожогов, так как трипсин, расщепляет связи, именно в поражённых тканях, не затрагивая здоровые клетки. Это естественно, приводит к быстрому заживлению любой раны, и используется для лечения, например, ожогов, характерных большой площадью повреждений.
- Регулярный белок. Этот тип белка называется гормон. Например, такой важный и известный всем гормон как инсулин. Данный гормон вырабатывается в поджелудочной железе и отвечает за расщепление и переработку в организме глюкозы. Нарушение уровня глюкозы в крови, так же всем известны, а особенно диабетикам — это диабетическая кома и смерть. Первичная структура пептидов и белков, этой категории людей, знакома не понаслышке, ведь от знания важности этих веществ, зависит их жизнь.
- Рецепторный белок, располагается в клеточной мембране и отвечает за взаимодействие клетки с различными гомонами, белками иммунной системы и с соседними клетками. Наглядно эту работу рецепторного белка можно наблюдать при формировании зародыша человека. Клетки его организма через мембрану взаимодействуют с тестостероном, и от того есть это взаимодействие или нет, плод развивается как мужской организм или как женский.
- Транспортный белок. Данный белок, занимается в организме доставкой различных веществ по кровотоку или по межклеточному пространству. Самый простой пример, это доставка кислорода с гемоглобином и соответственно, удаление из клеток углекислого газа. Понятно, что без такого белка, невозможна жизнь ни в одном организме.
- Структурный белок. Данное вещество отвечает за свойства и структуру тканей организма. Например, коллаген. Без этого вещества невозможно формирование хрящей и соединительной ткани. Другими словами, при низком уровне коллагена в организме, у человека развиваются болезни связанные с плохой работой сердечных клапанов, а также развивается остеогинез – хрупкость костей, сопровождаемая постоянными вывихами суставов.
- Защитный белок. Прежде всего, данный белок создаёт иммуноглобулин, отвечающий за связывание чужеродных, опасных для организма веществ. Без этого белка, невозможна работа иммунной системы человека.
- Сократительный белок. Без этого белка, мышцы человека не смогли бы сокращаться, на клеточном уровне. Всё движение в организме осуществляется под действием этого белка.
- Запасной белок. Это тот белок, который организм накапливает как источник энергии. Например, в куриных яйцах, накапливается яичный альбумин, позволяющий птенцу, расти и развиваться ещё до вылупления на свет. В растениях запасной белок накапливается в зёрнах, для того, что бы поддерживать питательными веществами росток.
Все белки синтезируются из аминокислот, содержащихся в клетках. Последовательность соединения этих аминокислот сохранена в последовательность молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты – той самой ДНК. Синтезируется белок не в ядре клетки, а на её «окраине» — на рибосомах.
Пептиды
Пептиды, синтезируются из отдельного вида белка. Так как эта структура не такая сложная, как белок, и состоит всего из нескольких десятков аминокислот, их структура во всех живых организмах почти одинаковая. То есть пептиды животных схожи по структуру с человеческими, тогда как белки у всех видов организмов разные, ведь они и сложнее и молекулярная масса у них гораздо больше.
Наглядно эта разница в размерах и структуре видна на работе иммунной системы человека. Она легко распознает чужеродный белок и связывает его, с последующим уничтожением, что происходит, например с вирусом. Но пептид, настолько мал, что иммунная система не видит в нём угрозы, и вообще, считает, что это структура её собственного организма. Известно, что пептид любого животного, от мыши до коровы, легко осваивается в организме человека.
И тем не менее, пептид, способен регулировать любой процесс в организме, что и используется в медицине, для достижения различных целей.
Пептиды имеют строго определенную классификацию, по типу своего воздействия на организм:
- Гормоны. Существует ряд гормонов, регулирующих не только процессы в организме, но и отвечающих за её начало. Так гормон окситоцин, воздействует на матку женщины, вызывая её сокращения во время родов. Кроме того, он же отвечает за образование молока в молочных железах матери.
- Продолжая тему пищеварения, следует отметить следующую работу пептидов в организме. Это в первую очередь гастрин, холецистокинин и вазоинтестинальный пептиды. Они не только запускают работу пищеварительной системы, но и принимают участие в выработке желудочных соков и ферментов пищеварения.
- Регуляция тонуса кровеносных сосудов проводится под действием брадикинина, калидина и ангиотензина. Именно эти пептиды повышают и понижают давление крови в артериях.
- Сильное обезболивающее действие на центры боли в мозгу, оказывают пептиды энкефалин, эндорфин и другие опиоиды. Они не только могут защитить мозг от болевого шока, но в нужных ситуациях они отвечают за изменение настроения человека до состояния эйфории. Например, это объясняет способность некоторых индивидуумов получать удовольствие от физической боли – садомазохизм.
- Есть ряд пептидов, способных регулировать процессы в высшей нервной деятельности. Это фазы сна, способность к обучению, долгосрочная и краткосрочная память, эмоции, и страх.
Гормон, вазопрессин, задерживает в организме жидкости, а главное соли, веществ необходимых для работы организма. Он же отвечает за повышение тонуса кровеносных сосудов.
Рилизинг, регулирует работу гипоталамуса расположенного в мозгу человека. А тот в свою очередь, отвечает за работу таких желёз как, щитовидная железа, надпочечники, и даже потовых желез. Рилизинг, заставляет гипофиз вырабатывать гормоны роста, то есть без него человек не сможет расти и развиваться.
Человек в отличие от, например, щенка, всегда знает, когда он насытился. Это действие меланоцит-стимулирующего гормона на центр голода в мозгу. Трудно себе представить работу желудочно-кишечного тракта без такого воздействия. Без этого гормона, человек бы ел постоянно, не останавливаясь. На сегодняшний день, исследования, на предмет других функций пептидов, находятся очень далеко от завершения. Не проходит и года, что бы учёные не открыли, какого ни будь до сих пор не известного, действия этих соединений на организм человека.
