Сложный белок: определение, состав, строение, структура, функции, классификация и характеристика. чем отличаются простые белки от сложных?

Размножение белок

Партнера белка выбирает только на сезон спаривания, так как эти зверьки скорее одиночки. Эти грызуны очень плодовиты и могут приносить до трех пометов за сезон. Все зависит от ареала обитания, плотности популяции и количества пищи. Во время гона возле самки собираются от 3 до 6 самцов. Они агрессивно ведут себя с конкурентами, пугают противника урчанием, устраивают погони, бьют по веткам и дерутся. Когда победитель останется один, происходит оплодотворение.

Самка белки строит отдельное гнездо для детенышей. Гнездо для будущего потомства больше и аккуратней жилища обычных белок. Стоит отметить,  что она строит несколько таких гнезд для малышей. В случае опасности она переносит детенышей с места на место. Беременность белки длится от 35 до 38 дней. Детенышей может быть от 1 до 10.

Рождаются бельчата без волосяного покрова, слепые и с весом в 8 грамм. Только через 2 недели потомство белок обрастает волосками, а  видеть они начинают через месяц.

До 50 дней бельчата кормятся молоком. Через 8-10 недель они покидают гнездо и отправляются в самостоятельную жизнь. Через год, а иногда и меньше, бельчата становятся половозрелыми белками. Приблизительно около 70-80% всей популяции белок состоит из молодняка.

Белки, происхождение белков

Белки выполняют главную пластическую функцию в организме. Благодаря им происходит построение растущих и воспроизводство разрушающихся тканей.

В состав белков входят аминокислоты. Одни наш организм в состоянии сам вырабатывать, они и называются заменимые, а другие нет, то есть это незаменимые.

В зависимости от употребляемой пищи бывают белки животного и растительного происхождения. Также существуют специальный препарат – протеин, который продается в аптеках и магазинах здорового и спортивного питания.

Недостаток белка в организме

Недостаток белка в организме наблюдается при длительном нарушении баланса между поступлением и распадом белка в организме, когда процесс распада начинает преобладать. Ее причина заключается в малом потреблении белка с пищей или в преимущественном потреблении белков низкой биологической ценности, которые характеризуются дефицитом незаменимых аминокислот. При этом рацион может удовлетворять потребность организма в энергии за счет углеводов и жиров. Однако энергетическая недостаточность усугубляет нехватку белков: белки начинают расходоваться на энергетические затраты организма, а усвоение поступающего с пищей белка ухудшается.

При нарушении принципов рационального питания, что может быть вызвано неблагоприятными социально-экономическими факторами или увлечением физиологически не обоснованными диетами, возникает так называемая алиментарная белковая недостаточность. Но чаще белковая недостаточность обусловлена различными заболеваниями. Переваривание и всасывание белка нередко нарушаются при болезнях органов пищеварения, особенно поджелудочной железы и кишечника. Повышенный расход или потери белка наблюдаются при активном туберкулезе, инфекционных заболеваниях, болезнях почек, тяжелых травмах и операциях, обширных ожогах, злокачественных новообразованиях, массивных кровопотерях и т. д.

При болезнях печени или почек к данному состоянию могут привести излишне продолжительные малобелковые диеты.

Здоровому взрослому человеку в сутки нужно потреблять около 80-90 граммов белка, половина из которых должна приходиться на долю: животных продуктов.

Белковая недостаточность способствует ухудшению работы пищеварительной системы (особенно печени и поджелудочной железы), эндокринной, кроветворной, иммунной и других систем организма, атрофии мышц. Организм начинает менее эффективно усваивать другие пищевые вещества, что ведет к появлению соответствующих дефицитных состояний, например гиповитаминозов. Снижаются работоспособность и сопротивляемость инфекциям, замедляется выздоровление при различных заболеваниях, в частности заживление ран после операций и травм.

Роль печени в синтезе белков

В печени синтезируются белки, содержащиеся в плазме крови: альбумины, глобулины (за исключением гамма-глобулинов), фибриноген, нуклеиновые кислоты и многочисленные ферменты, из которых некоторые синтезируются только в печени, например ферменты, участвующие в образовании мочевины.

Белки, синтезированные в организме, входят в состав органов, тканей и клеток, ферментов и гормонов (пластическое значение белков), но не запасаются организмом в виде разных белковых соединений. Поэтому та часть белков, которая не имеет пластического значения, при участии ферментов дезаминируется – распадается с освобождением энергии на разные азотистые продукты. Период полураспада белков печени равен 10 дням.

Какие вещества называют белками, или протеинами

Протеин, или белок — это одно из важнейших соединений в организме человека, без которого невозможно представить себе процесс пищеварения и жизнедеятельности. Имеет огромное значение для набора мышечной массы,

Что такое белок

Протеины классифицируют по типу происхождения:

• растительные — усваиваются на 20–40 процентов;
• животные — процент усвоения от 60 до 90 по причине схожести с человеческими.

Выясняя, какие вещества называются белками или протеинами, следует знать, что между ними практически нет разницы, это схожие элементы, имеющие одну идентичную структуру. Белками являются полимерные молекулы, которые выстроены в цепи повторяющихся мономерных звеньев или же из менее крупных элементов, состоящих из аминокислот. Такие субединицы соединяются пептидной связью в определённой последовательности. Протеины — это простые белки, а сложные носят название протеиды.

Полезная информация! Протеины — это те белки, молекулы которых содержат в себе лишь белковые составляющие. При полном гидролизе протеинов образуются аминокислоты.

Образ жизни и характер поведения

Белка обыкновенная не метит свою территорию, как некоторые животные, поэтому на одной территории может проживать несколько особей. Белка предпочитает большую часть своего времени проводить на деревьях, при этом наибольшую активность этот грызун проявляет в утренние и в вечерние часы. В это время суток она занята тем, что ищет для себя пропитание, затрачивая на это почти все свое свободное время. В случае опасности, животное прячется в кроне деревьев.

Белка с легкостью перепрыгивает с дерева на дерево, преодолевая по прямой до 4-х метров и по нисходящей дуге не меньше 15 метров. Хвост у нее служит в качестве руля. В зимнее время больше перемещается по деревьям, а в брачный период, а также когда нет снега – может перемещаться и по земле, прыжками до 1 м в длину.

В глухозимье, когда на улице лютуют морозы или сильные снегопады с метелями, белка обыкновенная находится в своем укрытии, при этом она может покинуть его только в случае сильного голода.

Места обитания

Практически всем известно, что белки живут на деревьях. При этом они ищут деревья с дуплами, где и обустраивают для себя жилище. Для этого они набивают дупло лишайником, сухой травой и листьями.

Гнездо может находиться на высоте до 15 метров, среди густых веток. Диаметр гнезда достигает больше 30 сантиметров и имеет форму шара.

Специалисты заметили, что каждая белка имеет по несколько гнезд, переходя из одного гнезда в другое через каждые несколько дней. Самка перетаскивает свое потомство в зубах. В зимнее время в одном гнезде может проживать по несколько особей, хотя они предпочитают вести уединенный образ жизни.

Миграции

То, что белки зачастую осуществляют длительные миграции, известно давно. Как правило, этот процесс начинается в конце лета, начале осени и связан он с различными природными катаклизмами, такими как пожары, засухи, а также неурожайные годы, связанные с наличием основных беличьих кормов.

Естественно, что они не осуществляют перемещений на расстояние больше 200 километров, а их перемещения ограничиваются близлежащими лесными массивами.

Перемещения характерны тем, что фронт миграции белок растягивается на сотни километров, несмотря на то, что белки перемещаются практически поодиночке. При этом они могут сбиваться в стаи при наличии естественных препятствий.

В процессе миграции белки способны преодолевать:

• Степи.
• Тундру и лесотундру.
• Различные острова.
• Реки и морские заливы.
• Горы.
• Населенные пункты.

Миграция белок имеют довольно негативные последствия, так как белки гибнут от голода, от холода, а также от того, что на них охотятся различные хищники.

Существуют еще сезонные миграции, которые связаны с тем, что молодняк начинает самостоятельную жизнь, а объекты пропитания созревают не в одночасье. При этом сезонные миграции в неурожайные годы могут перерасти в масштабные перемещения.

В августе/сентябре месяце происходит масштабное расселение молодняка, при этом особи покидают родные гнезда и удаляются от них на расстояние до70-300 км.

Некоторые взрослые особи все же остаются, но им приходится переключаться на питание низкокалорийной растительностью, с высоким содержанием клетчатки. Например:

• Они питаются лишайниками.
• Почками различных растений.
• Корой молодых побегов.
• Хвоей.

Та молодь, которая осталась, впоследствии окажется основой для пополнения местной популяции белок.

Продолжительность жизни белок

Находясь в природных условиях, всего 10 процентов особей доживает до возраста 4-х лет. При содержании в неволе эти грызуны способны прожить не меньше 10 лет.

Природные места обитания

Ареал белки обыкновенной, которая представляет один из 40 подвидов, распространен на бореальную зону Евразии, начиная от берегов Атлантического океана и заканчивая Камчаткой, Сахалином и о. Хоккайдо. Белка встречается в Сибири, на Дальнем Востоке, а также на европейской части России. На Камчатке первые белки появились где-то в начале прошлого века. Этот вид грызунов неплохо себя чувствует на Тянь-Шане, на Кавказе и в Крыму, где белка встречается, как в виноградниках, так и в садах.

Белка обыкновенная – это типичный лесной житель, который обитает в смешанных хвойно-широколиственных насаждениях, где достаточно пропитания в виде семян различных пород деревьев.

Кроме этого, белка с большим удовольствием селится:

• В кедровниках.
• В зарослях кедрового стланика.
• В ельниках.
• В зарослях лиственных пород деревьев.
• В пихтовых лесах.
• В сосняках.

Ученые определили, что популяции белок заметно снижаются ближе к северным территориям, где встречается сосновое и лиственное редколесье.

Аминокислоты

Белки состоят из аминокислотной цепи. Аминокислоты связываются между собой с образованием пептидных цепей, более 10 аминокислот — полипептиды.

Общая формула аминокислот H 2 N – CHR – COOH. Строение отдельных аминокислот кардинально отличается. Согласно им выделяют три основные группы аминокислот: 

• алифатические;
• ароматические;
• гетероциклические. 

Алифатические кислоты делятся на моноаминомонокарбоновые и моноаминодикарбоновые кислоты. В молекуле трех аминокислот — цистеина, цистина и метионина содержится атом серы. 

Строение аминокислот

Аминокислоты — бесцветные кристаллические вещества. За исключением глицина, все они имеют асимметричный атом углерода и оптически активны. Человеческий белок содержит 20 отдельных аминокислот. Некоторые из них незаменимы (существенны), другие — заменяемы, потому что их можно синтезировать.

Во время катаболизма всех аминокислот образуются шесть веществ, которые участвуют в общем катаболическом процессе. Эти вещества представляют собой пируват, ацетил-КоА, кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат и оксалоацетат. 

Аминокислоты, из которых промежуточные продукты цикла Кребса (α-кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат) образуются во время катаболизма и впоследствии превращаются в конечный продукт оксалоацетат и могут использоваться для гликогенеза, называются гликогенными аминокислотами. 

Некоторые аминокислоты превращаются в ацетоацетат или ацетил-CoA во время катаболизма и могут использоваться для синтеза ацетоновых материалов. Их называют кетогенными. Многие аминокислоты используются в синтезе веществ глюкозы и ацетона, потому что катаболизм производит два продукта, соответствующий метаболит цикла Кребса и ацетоацетат (Tyr, Phe, Trp) или ацетил-КоА (Ile). Такие аминокислоты называют смешанными или гликокетогенными.

Почти все природные аминокислоты (за исключением метионина) реагируют с α-кетоглутаровой кислотой. Эта катализируемая трансаминазой реакция дает глутаминовую кислоту и соответствующую α-кетоновую кислоту. Образовавшаяся глутаминовая кислота подвергается окислительному дезаминированию под действием каталитической глутаматдегидрогеназы.

Чем питается

Орехи – любимое лакомство белок

Рацион белки довольно разнообразен, благодаря чему ей довольно легко искать пищу в лесу. В первую очередь зверек предпочитает лакомиться семенами хвойных деревьев и орехами. Особенное предпочтение отдается желудям и кедровым шишкам. Если же поиски оказываются неудачными, зверек с неменьшим удовольствием перекусит травами, лишайником, ягодами, грибами и другой растительной пищей.

С наступлением брачного периода белки добавляют в рацион яйца птиц, насекомых и личинки. Это требуется для доставки в организм необходимых витаминов и веществ.

Интересный факт: после окончания зимы, ранней осенью, белки иногда поедают кости животных. Очевидно, это связано с недостатком кальция в организме.

Перед наступлением зимы белки делают в гнездах запасы. Последние состоят из грибов, желудей, шишек и орехов, поскольку такая пища хранится гораздо больше времени, нежели трава и ягоды.

Продукты богатые белком

Существует довольно много источников таких элементов. Животные продукты богатые белком, бывают следующие:

1. Куриное мясо. 100 г продукта включает около 20 г белков. При этом такое мясо почти не содержит жира. Это актуально для людей, которые контролируют свой вес или занимаются спортом.
2. Рыба. Самыми ценными источниками белка считаются тунец и лосось. Помимо этого, в продуктах имеются ценные кислоты омега-3, которые обеспечивают стабилизацию функций сердца и улучшают настроение.
3. Свинина. В зависимости от жирности мяса в 100 г продукта может присутствовать 11-16 г белков. Также свинина включает витамины группы В.
4. Яйца. В 1 яйце присутствует 6 г белка. Также продукт включает витамин В12 и холин.
5. Говядина. На 100 г продукта приходится 19 г белков. Также говядина включает железо, карнитин и креатин

К растительным источникам белков стоит отнести следующее:

1. Бобовые. Эти продукты включают большое количество белков. 100 г гороха содержит 23 г этих компонентов, а в сое присутствует 34 г белков.
2. Орехи. Они представляют собой ценные источники белков и включают ненасыщенные жирные кислоты.
3. Грибы. Эти продукты включают 2-5 % белков от общего количества. При этом есть сведения, что пищевые компоненты из грибов усваиваются с большим трудом.
4. Гречка. В 100 г продукта присутствует 13 г белков. В гречке нет глютена, потому она вызывает аллергических реакций. При этом крупа включает фитонутриенты, которые сказываются на выработке инсулина и восстанавливают метаболизм.

Виды белков, их особенности и в каких продуктах содержатся

Все имеющиеся в продуктах питания белки разделяются на простые и сложные. Простые белки еще называют протеинами, а сложные — протеидами. Отличаются они тем, что простые состоят только лишь из полипептидных цепей, а сложные, кроме молекулы белка, содержат еще и простетическую группу — небелковую часть. Проще говоря, протеины — это чистый белок, а протеиды — не чистый белок.

Каждый отдельно взятый вид белка оказывает разное действие на организм и по-разному способствует росту мышечной массы. Обусловлено это разным химическим составом и особенностями структуры молекул.

Лучшей белковой пищей считается та, что имеет животное происхождение, так как в ней содержится больше питательных элементов и аминокислот, но не нужно пренебрегать и растительными белками. В идеале соотношение должно выглядеть так:

• 70-80% пищи – животное происхождение;
• 20-30% пищи – растительное происхождение.

Если рассматривать белки по степени усвояемости, то их можно разделить на две большие категории:

Быстрый белок

Молекулы быстрых белков расщепляются до своих простейших компонентов очень быстро. Основными источниками таких белков обычно служат продукты животного происхождения, такие как:

• Рыба;
• Куриная грудка;
• Яйца;
• Морепродукты.

Медленный белок

Медленные протеины весьма полезны людям, поставившим перед собой цель сбросить вес. Они превосходно и надолго утоляют чувство голода, восстанавливают мышцы, обогащают их аминокислотами и предохраняют мускулатуру от разрушения В медленных белках молекулы расщепляются до своих простейших компонентов крайне медленно.

Продукты животного происхождения,богатые медленными белками:

Продукты растительного происхождения, богатые медленными белками:

• Бобовые культуры: горох, фасоль, соевые бобы, арахис
• Злаки, крупы и хлопья: овсянка, пшеница, гречка, рожь, рис и кукуруза

Если рассматривать белок через призму бодибилдинга, то здесь подразумевается высококонцентрированный белок (протеин). Самыми распространенными протеинами считаются такие (в зависимости от того, как их получают из продуктов):

• Из сыворотки – быстрее всех усваивается, добывается из сыворотки и отличается самым высоким показателем биологической ценности;
• Из яиц – всасывается в течении 4-6 часов и характеризуется высоким значением биологической ценности;
• Из сои – высокий уровень биологической ценности и быстрое усвоение;
• Казеиновый – усваивается дольше остальных.

Атлетам вегетарианцам нужно запомнить одну вещь: растительный белок (из сои и грибов) является неполноценным (в частности по составу аминокислот).

Важно также уметь сочетать разные виды белков для получения максимального усвоения поступающей в желудок пищи. Хорошие результаты в этом плане дает совместное употребление яичного белка и блюд из кукурузной крупы, комбинации соя и пшено, рожь и молоко

Быстрые и медленные белки одинаково нужны как организму худеющего человека, так и тому, кто мечтает набрать вес.

Белка зимой. Как белка готовится к зиме?

К приходу зимы все белки готовятся основательно. Прежде всего, они делают множество укрытий для своих съестных запасов, которые также заблаговременно собирают. Как правило, они собирают желуди, орехи и грибы, которые затем прячут в дуплах деревьев или вырытых норах. К сожалению, собранные беличьи запасы часто разворовываются другими животными, а про некоторые свои укрытия пушистые грызуны и вовсе забывают. Впрочем, эта забывчивость белок идет на пользу лесу, так как забытые белками семена, желуди и орехи часто прорастают и обзаводятся новыми насаждениями.

Что же касается поведения белок в зимнее время, то во время сильных морозов белки сидят в своих дуплах, погруженные в полудрему. Если же зимние холода не такие сильные белки ведут обычный активный образ жизни, порой даже разворовывают тайники мышей и бурундуков.

Ареал обитания – где живут белки

Ареал обитания обыкновенной белки

Белки широко распространены по всему миру. Единственные территории, где не обитает ни один из видов – это Антарктика и Австралия. Живут зверьки преимущественно в лесных местностях, поскольку большая часть их рациона растет на деревьях.

Каждая белка имеет собственный дом, который тщательно обустраивает. Животное селится в дуплах деревьев. Чтобы было теплее, оно приносит туда листву, траву и лишайник, заполняя ими пространство внутри ствола.

Если обустроить собственный дом не получается, белка вполне может выгнать птиц из гнезда неподалеку и поселиться в нем. Также большинство особей предпочитают одновременно иметь несколько укромных мест, поэтому обживают все дупла деревьев в окрестностях. Так им проще делать запасы и прятаться от посторонних глаз. Причем одним домиком может пользоваться несколько особей одновременно.

Протеин животного происхождения

Старший офицер питания продовольственной и сельскохозяйственной организация Эллен Маулхофф (США) говорит, что особенно в развивающихся странах рыба и другое мясо, а также яйца и молоко являются важным источником высокого качества белка и микроэлементов, которые труднее получить из растений. Другие белки животного происхождения, имеющие высокое значение — водорастворимые субпродукты процесса сыроделия.

Проблема белкового оптимума

Минимальное количество белков пищи, необходимое для восполнения разрушающихся белков организма, или величина распада белков организма при исключительно углеводном питании, обозначается как коэффициент изнашивания. У взрослого человека наименьшая величина этого коэффициента около 30 г белков в сутки. Однако этого количества недостаточно.

Жиры и углеводы оказывают влияние на расход белков сверх минимума, необходимого для пластических целей, так как они освобождают то количество энергии, которое требовалось для расщепления белков сверх минимума. Углеводы при нормальном питании уменьшают расщепление белков в 3-3,5 раза больше, чем при полном голодании.

Для взрослого человека при смешанной пище, содержащей достаточное количество углеводов и жиров, и массе тела 70 кг норма белка в сутки равна 105 г.

Количество белка, полностью обеспечивающее рост и жизнедеятельность организма, обозначается как белковый оптимум и равно у человека при легкой работе 100-125 г белка в сутки, при тяжелой работе — до 165 г, а при очень тяжелой — 220-230 г.

Количество белка в сутки должно быть по массе не меньше 17% от общего количества пищи, а по энергии — 14%.

Особенности и типы липопротеидов

Сложный белок липопротеид отличается хорошо выраженной двойственной гидрофильной и гидрофобной природой. Ядро молекулы (гидрофобную часть) образуют неполярные эфиры холестерола и триацилглицериды.

Снаружи в гидрофильной зоне располагаются белковая часть, фосфолипиды, холестерол. Выделяют несколько разновидностей белков липопротеидов в зависимости от их структуры.

Основные классы липопротеидов:

• Сложный белок высокой плотности (ЛВП, α-липопротеины). Перемещает холестерин к печени и периферическим тканям.
• Низкой плотности (ЛНП, β-липопротеины). Кроме холестерина транспортируют триацилглицериды и фосфолипиды.
• Очень низкой плотности (ЛОНП, пре-β-липопротеины). Выполняют функцию, подобную ЛНП.
• Хиломикроны (ХМ). Транспортируют жирные кислоты и холестерин из кишечника после поступления пищи.

Такая сосудистая патология, как атеросклероз, возникает в результате неправильного соотношения разных типов липопротеинов в крови. По характеристике состава можно выявить несколько тенденций изменения структуры фосфолипидов (от ЛВП до хиломикронов): уменьшение доли белка (от 80 до 10%) и фосфолипидов, увеличение процента триацилглицеридов (от 20 до 90%).

Физико-химические свойства белков

Белки проявляют свойства амфотерности (от греч. «двойственность). Они могут в зависимости от различных факторов проявлять как кислотные, так и основные свойства.

Также белки могут быть растворимыми или не растворимыми в воде. На растворимость могут влиять как сама структура белка, так и характер растворителя, pH самого раствора или ионная сила.

Белки могут быть гидрофобными или гидрофильными. Последние в основном располагаются в ядре, цитоплазме или межклеточном веществе.

Еще одно свойство белков это денатурация. Это так называемая потеря четвертичной, третичной структур. Белки отлично приспособлены для жизни и функционирования в условиях организма, но при резком изменении внешних условий структура белка может разрушиться.

Среди таких воздействий выделяют ультразвук, высокие и низкие температуры, облучения, встряхивания, вибрации, а также действие кислот или щелочей. Денатурация может быть как частичной, так и полной, или же обратимой и необратимой.

Какие бывают белки: классификация, свойства и функции

Различают несколько видов пептидов в организме человека. По своему строению они делятся на простые и сложные. Первые состоят только из аминокислот (протеины), другие в своей молекуле имеют дополнительные элементы органической или неорганической природы (протеиды) или из нескольких простых белков — полипептиды. Также по своей структуре они делятся на такие классы:

• Первичные;
• Вторичные;
• Третичные (это первый этап строения глобулы);
• Четвертичные (например, гемоглобин).

На заметку. Последние две из них способны выполнять свои функции.

Задачи пептидов в организме:

• «Строительный» материал или основа — входят в состав кожи, волос, ногтей, мембран клеток и так далее.
• Участие в пищеварении — гормоны и ферменты (к примеру, гормоны поджелудочной железы на жир).
• Защита — как часть иммунной системы, СРБ белок, свертывающей системы крови и т. д.
• Участие в движении, ведь белки являются частью мышечных волокон.
• «Поддержание красоты» — коллагеновые волокна, белок кератин (keratin) волос и ногтей.
• Участие в реакциях — катализаторы, сигнальные элементы.
• Транспортирование веществ.
• В составе мембраны клеток являются рецепторами.
• Энергетическая — при денатурации (разрушении) связей молекулы высвобождается энергия.

Свойства полимерных молекул определяются их структурой и составом (формулой):

Роль белков

• Растворимость в воде — растворимые и нерастворимые.
• Молекулярность — высоко и низкомолекулярные.
• По содержанию аминокислот — заменимые и незаменимые белки.
• Гидролиз-способность под действием различных кислых или щелочных веществ распадаться на отдельные аминокислоты, то есть нарушается первичная структура.
• Денатурация — нарушение сложной структуры (выпрямление), потеря ее стабилизации, под влиянием различных факторов.