Что такое сигнальная функция

Сигнальная функция белка

Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны. Связывание гормона с рецептором является сигналом, запускающим в клетке физиологические процессы. Гормоны регулируют концентрации веществ в крови и клетках, рост, размножение и другие процессы. Например, инсулин снижает содержание сахара в крови, гормон роста регулирует рост скелета, лептин регулирует аппетит.

Клетки могут взаимодействовать друг с другом на расстоянии с помощью специальных белков, передаваемых через межклеточное вещество. К таким белкам относятся цитокины, факторы роста и др.

Цитокины — небольшие пептидные информационные молекулы. Они регулируют взаимодействия между клетками, определяют жизнедеятельность клеток, их выживаемость, стимулируют или подавляют рост, дифференциацию, функциональную активность и апоптоз (явление программируемой клеточной

смерти), обеспечивают согласованность и упорядоченность действий иммунной, эндокринной и нервной систем. Примером цитокинов может служить фактор некроза опухолей, который передаёт сигналы воспаления между клетками организма.

Белковую природу имеют также некоторые феромоны. Так, половой феромон (sex-inducing pheromone) вольвокса — гликопротеид. Пептидные феромоны встречаются у самых разных организмов — от бактерий (недоступная ссылка) до млекопитающих.

Связанные понятия

В молекулярной биологии и биохимии под термином эффектор или эффекторная молекула обычно понимается малая небелковая молекула, которая селективно связывается с теми или иными белками и регулирует их биологическую активность. В этом смысле эффекторные молекулы работают как специфические лиганды, которые могут повышать или снижать активность ферментов, транскрипцию и экспрессию генов, или внутриклеточный либо межклеточный процесс передачи сигнала. Эффекторные молекулы также могут непосредственно регулировать.

Эстрогеновые рецепторы (ЭР) представляют собой группу белков, находящихся внутри клеток. Они являются рецепторами, которые активируются эстрогенами (например, 17β-эстрадиолом). Существуют два класса эстрогеновых рецепторов: ядерные рецепторы эстрогена (ЭРα и ЭРβ), которые являются членами семейства ядерных рецепторов внутриклеточных рецепторов, и мембранные рецепторы эстрогена (мЭРs) (ГПЭР (ГПР30), ЭР-X и Гк-мЭР), которые в основном являются Г-белковыми рецепторами.

Антимицины — группа вторичных метаболитов, синтезируемых бактериями рода Streptomyces.

δ-Кле́тки (или D-кле́тки) — клетки, вырабатывающие гормон соматостатин; они обнаруживаются в желудке, кишечнике, а также в островках Лангерганса поджелудочной железы.

Циклинзависимые киназы (англ. cyclin-dependent kinases, CDK) — группа белков, регулируемых циклином и циклиноподобными молекулами. Большинство циклинзависимых киназ участвуют в смене фаз клеточного цикла; также они регулируют транскрипцию и процессинг мРНК.

Поликетидсинтазы (ПКС, англ. Polyketide synthase, КФ 6.4) — ферменты или мультиферментные комплексы, синтезирующие поликетиды (вторичные метаболиты, такие как антибиотики, токсины или статины). Поликетидсинтазы обнаружены у бактерий, грибов, животных и растений и имеют большое сходство с синтазами жирных кислот в организации и механизме биосинтеза. Как правило, гены синтазы определённого поликетида входят в один оперон (у бактерий) или в один кластер (у эукариот).

Источник

Основные функции белков в клетке

Благодаря сложности, разнообразию форм и состава, белки играют важную роль в жизнедеятельности клетки и организма в целом.

Белок — это отдельный полипептид или агрегат нескольких полипептидов, выполняющий биологическую функцию.

Полипептид — понятие химическое. Белок — понятие биологическое.

В биологии функции белков можно разделить на следующие виды:

1. Строительная функция

Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур. Например:

2. Транспортная функция

Некоторые белки способны присоединять различные вещества и переносить их к различным тканям и органам тела, из одного места клетки в другое. Например:

Белки транспортируют в крови катионы кальция, магния, железа, меди и другие ионы.

3. Регуляторная функция

Большая группа белков организма принимает участие в регуляции процессов обмена веществ. Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например:

4. Защитная функция

5. Двигательная функция

6. Сигнальная функция

7. Запасающая функция

8. Энергетическая функция

9. Каталитическая (ферментативная) функция

Ферменты, или энзимы, — особый класс белков, являющихся биологическими катализаторами. Благодаря ферментам биохимические реакции протекают с огромной скоростью. Вещество, на которое оказывает свое действие фермент, называют субстратом.

Ферменты можно разделить на две группы:

10. Функция антифириза

11. Питательная (резервная) функция.

Решай задания и варианты по биологии с ответами

Источник

Роль белков в организме человека: для чего нужны, функции, симптомы избытка и недостатка

Роль белков в организме человека заключается не только в накоплении мышечной массы. Они участвуют во многих процессах. А при дефиците этих соединений, так же как жиров и углеводов, развиваются серьезные заболевания, такие как атрофический гастрит и нарушение функций печени. Так что отказываться от белковой пищи не стоит. А заодно рекомендую узнать, для чего нам нужен белок в организме, чтобы понимать и правильно оценивать его роль. Готовы? Тогда сделаем экскурс в диетологию.

Что такое белки

Белками называют высокомолекулярные органические соединения, состоящие из соединенных определенным образом аминокислот. При поступлении в организме белковые вещества расщепляются, после чего организм имеет возможность синтезировать собственные.

Всего в образовании белковых молекул участвует 22 аминокислоты как строительные элементы. 13 из них могут превращаться одна в другую, а 9 являются незаменимыми аминокислотами. Информация о составе веществ сохраняется в ДНК и передается РНК, а непосредственно синтез белковых соединений в организме из аминокислот происходит в части клетки, которая называется рибосомой.

Роль и функции белков в организме человека

Влияние белков на организм можно описать несколькими функциями. Классификация условна, но она помогает стать более осведомленным в отношении биологической роли белков в организме человека

Каталитическая функция

Все ферменты в организме состоят из белка, а их насчитывается более 3 тысяч! Они участвуют в процессе расщепления пищи на простые составляющие и отвечают за доставку энергии к клеткам. В этом заключается одно из главных значений белков в организме человека.

Защитная функция

Роль белков в организме человека заключается в активизации иммунной системы. Антитела — тоже белковые соединения, защищающие нас от вредоносных микроорганизмов. Именно они формируют сгусток крови на месте открытой раны, поэтому протеин нужен для ускорения регенерации.

Механическую защитную функцию белков в организме выполняет белок коллаген. Он составляет основу межклеточного вещества соединительной ткани. Еще одно белковое соединение, кератин, входит в состав волос, ногтей и влияет на их качество.

Пользу белков для организма ученые видят и в химической защите. Свойство белков в организме связываться с токсинами играет важную роль в детоксикации организма. Ферменты печени расщепляют яды, после чего они выводятся.

Регуляторная функция

Это одна из основных функций белка в организме. Белковые соединения регулируют процессы, происходящие в клетках и в организме. Они обладают удивительной способностью принимать и передавать информацию. Это происходит путем связывания с другими молекулами или под воздействием ферментов. Гормоны, регулирующие метаболизм, также являются белковыми.

Сигнальная функция

Способность белковых соединений передавать информацию некоторые ученые выделяют в отдельную сигнальную функцию. Еще раз хочу повторить, что деление это более условное, и в отношении этого значения белков в организме человека можно говорить о регуляторной.

Для выполнения сигнальной функции белок гормона связывается с рецептором, после чего в клетке запускается ответная реакция. К сигнальным соединениям, передаваемым через межклеточное вещество, относятся цитокины и факторы роста.

Транспортная функция

Свойства гемоглобина многим известны. Он переносит кислород к органам и тканям, выполняя транспортную функцию. Гемоглобин тоже является белковым соединением. Если его уровень в крови низкий, развивается анемия из-за нехватки кислорода и питания.

Транспортные белковые вещества разделяются на каналы и переносчики. Некоторые из них специализируются на доставке только одного вида ионов.

Запасная (резервная) функция

Так называемые резервные белковые вещества запасаются в организме как источник энергии. В основном это соединения, получаемые из семян, яиц и молока. Другие разновидности сохраняются в качестве дополнительного источника аминокислот, из которых вырабатываются биологически активные вещества.

Рецепторная функция

Белковые рецепторы располагаются в цитоплазме или встраиваются в мембраны клеток. Одна часть молекулы воспринимает сигнал (это может быть механическое раздражение, освещение). В другой части происходит конформация (изменение расположения).

Пользу белков для организма ученые видят и в других типах передачи информации. Некоторые из них нужны для запуска химической реакции или выступают ионными каналами, которые периодически закрываются и открываются. У рецепторов, которые встраиваются в мембраны, часть молекулы связывается с сигнальной на поверхности клетки.

Моторная (двигательная) функция

Биологическая роль моторных белков в организме заключается в обеспечении движения нашего тела. Эти соединения оказывают влияние на мышцы, перемещают клетки, активизируют межклеточный транспорт.

Польза белка для спортсменов, поддержания красоты и стройности

Важность белков очевидна. Но особенно высокую потребность в этих соединениях испытывают спортсмены. Белковые соединения выступают основным материалом для строительства мышечной ткани. Регулярно употребляя протеины, люди, которые регулярно занимаются спортом, обеспечивают быстрый рост мышечной массы. Подробнее об особенностях питания для роста мышц можете почитать здесь.

Если вы не занимаетесь спортом активно, это вовсе не означает, что вам не требуются белковые соединения. Для девушек это источник красоты, поскольку белковая пища способствует образованию коллагеновых волокон, которые делают кожу гладкой и упругой. Благодаря строительным белкам в организме человека удается поддержать пышность и блеск волос, прочность ногтей.

Сколько белка нужно потреблять в сутки

Суточную потребность организма в белках определяют на основании пола, возраста и физической активности человека. Среднестатистический взрослый употребляет 0,8 г белковых соединений на 1 кг массы тела.

Тут нужно сразу уточнить момент, что суточная потребность не приравнивается к весу белковых продуктов. Если у вас масса 60 кг, это не означает, что вам нужно съедать всего 60 г мяса в день. Даже в высокобелковых продуктах содержатся другие соединения (вода, витамины, минералы, клетчатка), поэтому расчет нормы ведем на основе содержания чистого протеина, а не массы потребляемой еды.

Спортсменам, людям, ведущим активный образ жизни, требуется 1-1,2 г белковых веществ. Беременным женщинам нужно 1,1 г протеинов на 1 кг массы тела. В этом количестве учитываются соединения как животного, так и растительного происхождения.

Дефицит белка в организме

Если употреблять мало белковых продуктов, в организме образуется дефицит этих веществ. Белковая недостаточность приводит к нарушению метаболизма в печени. При низкой концентрации протеинов в крови увеличивается количество межклеточной жидкости, что характерно для воспалительных процессов.

Несбалансированное питание, о котором я много писала ТУТ, приводит к нарушению обмена веществ из-за отсутствия незаменимых кислот. Снижается кислотность желудка, что опасно развитием атрофического гастрита. При повреждении желудочной слизистой развивается язва.

Из-за нарушения всасываемости белков поджелудочная железа не может функционировать полноценно. Ее клетки перестают выделять ферменты. Развивается целиакия — патология, которая перестает быть редкостью.

При дефиците протеинов страдают волосы, ногти. Они становятся ломкими и сухими. Поскольку кислород не доставляется к органам и тканям, развивается анемия, человек жалуется на постоянное ощущение холода в руках и ногах. Из-за недостатка протеинов и транспортного коллапса замедляется метаболизм, развивается ожирение.

Это далеко не все «прелести» дефицита белка. Но, думаю, этого достаточно, чтобы вы задумались о рациональном потреблении белковых продуктов.

Переизбыток белка в организме

Увлечение «сушкой» и низкоуглеводными диетами, избыточное потребление мясных продуктов может привести к избытку белков организме. Это состояние влечет другие проблемы.

Некоторые белки, по результатам последних исследований (1) ученых Исследовательского центра питания и метаболизма, способны формировать преддиабетическое состояние. Большую роль в этом играет высокая калорийность пищи.

При избыточном потреблении белка страдают почки, вынужденные выводить токсичные вещества, образующиеся в результате распада белковых соединений. Если не изменить диету, развивается почечная недостаточность.

Исследование (2), проводившееся на мышах, диета которых состояла на 35% из протеинов, показало, что из-за излишка белковых соединений страдает почечная функция.

Еще один эксперимент над 96 животными (3) подтвердил, что изменения в работе почек приводили к нарушению метаболизма, в результате которого развивалась ломкость костей.

Негативно избыток белка действует и на печень, поэтому при риске заболеваний этого органа нужно сокращать количество мяса и яиц в рационе.

Полезное видео про роль белка в организме человека

Источники белка

Осознавая важность белков в человеческом организме, нужно правильном составлять рацион. Привожу примеры животных и растительных продуктов, которые обязательно должны быть на вашем столе.

Животные белки

Белковые соединения животного происхождения получают из молока, яиц, разных сортов мяса или рыбы.

Растительные белки

В некоторых зерновых и бобовых присутствуют растительные белки, которые легче усваиваются и считаются более полезными.

Подробнее о белковых продуктах читайте здесь.

Какой белок лучше всего усваивается в человеческом организме

По поводу того, какой белок лучше, растительный или животный, часто идут споры. Однозначного ответа здесь нет. Вещества животного происхождения, как и растительного, важны для организма.

Но в последнее время специалисты стали поощрять растительные источники белковых соединений. В зерновых, бобовых отсутствуют насыщенные жиры и другие вещества, которые могут спровоцировать развитие сердечно-сосудистых заболеваний. Диетологи советуют есть больше растительного протеина, чтобы постепенно сформировать правильные пищевые привычки.

Отчасти такой подход верен. Я думаю, он объясняется именно составом продуктов животного происхождения. Вместе с протеинами в организм попадают и другие вещества, нежелательные жиры, способные вызвать болезни.

Также хочу сказать о том, что растительный белок имеет другую структуру, поэтому легче усваивается. В реалиях России с ее холодным климатом трудно двигаться в сторону вегетарианства.

Но доступность многих продуктов сегодня на прилавках указывает на то, что человек уже может строить рацион по своему усмотрению, в отличие от наших предков, которые довольствовались тем, что удавалось найти. Такая возможность помогает избавиться от многих болезней и нежелательных состояний.

Как понять, хватает ли вам белка

Достаточное количество белка в организме можно проверить, ориентируясь на общее состояние. Если ваши волосы и ногти стали ломкими, вас беспокоит усталость, постоянно мерзнут руки и ноги, у вас налицо дефицит белковой пищи в рационе.

Чтобы подтвердить свои догадки, можно сдать анализ крови и мочи. Низкий гемоглобин укажет на то, что белки не выполняют транспортную функцию, из-за чего вы ощущаете слабость, утомляемость. Есть и другие специальные анализы, но назначать их должен врач.

Проанализируйте свой рацион и выясните, сколько мяса, рыбы, бобовых вы употребляете в течение недели. Если это количество покажется малым, придется пересмотреть меню. Правильно составленный рацион поможет вам обрести здоровье.

Если вам понравилась статья, подписывайтесь на мой блог, оставляйте комментарии. Жду вас снова!

Список источников:

Нутрициолог-диетолог, разбираю состав и влияние продуктов, макро- и микронутриентов, трав, экстрактов, концентратов на здоровье, молодость и внешность более 12 лет

Источник

Сигнальная функция белка

Сигнальная функция белков — способность белков служить сигнальными веществами, передавая сигналы между тканями, клетками или организмами.

Сигнальную функцию выполняют белки-гормоны. Связывание гормона с рецептором является сигналом, запускающим в клетке физиологические процессы. Гормоны регулируют концентрации веществ в крови и клетках, рост, размножение и другие процессы. Например, инсулин снижает содержание сахара в крови, гормон роста регулирует рост скелета, лептин регулирует аппетит.

Клетки могут взаимодействуют друг с другом на расстоянии с помощью сигнальных белков, передаваемых через межклеточное вещество. К таким белкам относятся цитокины, факторы роста и др.

Ссылки

Полезное

Смотреть что такое «Сигнальная функция белка» в других словарях:

Регуляторная функция белков — ― осуществление белками регуляции процессов в клетке или в организме, что связано с их способностью к приёму и передаче информации. Действие регуляторных белков обратимо и, как правило, требует присутствия лиганда. Постоянно открывают всё новые и … Википедия

Белки — У этого термина существуют и другие значения, см. Белки (значения). Белки (протеины, полипептиды[1]) высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа аминокислот. В живых организмах… … Википедия

Протеин — Кристаллы различных белков, выращенные на космической станции «Мир» и во время полётов шаттлов НАСА. Высокоочищенные белки при низкой температуре образуют кристаллы, которые используют для получения модели данного белка. Белки (протеины,… … Википедия

Протеины — Кристаллы различных белков, выращенные на космической станции «Мир» и во время полётов шаттлов НАСА. Высокоочищенные белки при низкой температуре образуют кристаллы, которые используют для получения модели данного белка. Белки (протеины,… … Википедия

Человек разумный — Запрос «Человек» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Запрос «Люди» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Человек … Википедия

Источник

Регуляторная функция белков

Регуляторная функция белков ― осуществление белками регуляции процессов в клетке или в организме, что связано с их способностью к приёму и передаче информации. Действие регуляторных белков обратимо и, как правило, требует присутствия лиганда. Постоянно открывают всё новые и новые регуляторные белки, в настоящее время известна, вероятно, только малая их часть.

Существует несколько разновидностей белков, выполняющих регуляторную функцию:

Содержание

Белки, участвующие в межклеточной сигнализации

Белки-гормоны (и другие белки, участвующие в межклеточной сигнализации) оказывают влияние на обмен веществ и другие физиологические процессы.

Гормоны — вещества, которые образуются в железах внутренней секреции, переносятся кровью и несут информационный сигнал. Гормоны распространяются безадресно и действуют только на те клетки, которые имеют подходящие белки-рецепторы. Гормоны связываются со специфическими рецепторами. Обычно гормоны регулируют медленных процессы, например, рост отдельных тканей и развитие организма, однако есть и исключения: например, адреналин (см. статью адреналин) — гормон стресса, производное аминокислот. Он выделяется при воздействии нервного импульса на мозговой слой надпочечников.При этом начинает чаще биться сердце, повышается кровяное давление и наступают другие ответные реакции. Также он действует на печень(расщепляет гликоген). Глюкоза выделяется в кровь, и ее используют мозг и мышцы как источник энергии.

Белки-рецепторы

К белкам с регуляторной функцией можно отнести также белки-рецепторы. Мембранные белки — рецепторы передают сигнал с поверхности клетки внутрь, преобразовывая его. Они регулируют функции клеток за счет связывания с лигандом, который «сел» на этот рецептор снаружи клетки; в результате активируется другой белок внутри клетки.

Большинство гормонов действуют на клетку, только если на ее мембране есть определенный рецептор — другой белок или гликопротеид. Например, β2- адренорецептор находится на мембране клеток печени. При стрессе молекула адреналина связывается с β2- адренорецептором и активирует его. Далее активированный рецептор активирует G-белок, который присоединяет ГТФ. После многих промежуточных этапов передачи сигнала происходит фосфоролиз гликогена. Рецептор осуществил самую первую операцию по передаче сигнала, ведущего к расщеплению гликогена. Без него не было бы последующих реакций внутри клетки.

Внутриклеточные регуляторные белки

Белки регулируют процессы, происходящие внутри клеток, при помощи нескольких механизмов:

Белки-регуляторы транскрипции

Транскрипционный фактор — это белок, который, попадая в ядро, регулирует транскрипцию ДНК, то есть считывание информации с ДНК на мРНК (синтез мРНК по матрице ДНК). Некоторые транскрипционные факторы изменяют структуру хроматина, делая его более доступным для РНК-полимераз. Существуют различные вспомогательные транскрипционные факторы, которые создают нужную конформацию ДНК для последующего действия других транскрипционных факторов. Еще одна группа транскрипционных факторов — это те факторы, которые не связываются непосредственно с молекулами ДНК, а объединяются в более сложные комплексы с помощью белок-белковых взаимодействий.

Факторы регуляции трансляции

Трансляция — синтез полипептидных цепей белков по матрице мРНК, выполняемый рибосомами. Регуляция трансляции может осуществляться несколькими способами, в том числе и с помощью белков-репрессоров, которые, связываются с мРНК. Известно много случаев, когда репрессором является белок, который кодируется этой мРНК. В этом случае происходит регуляция по типу обратной связи (примером этого может служить репрессия синтеза фермента треонил-тРНК-синтетазы).

Факторы регуляции сплайсинга

Внутри генов эукариот есть участки, не кодирующие аминокислот. Эти участки называются интронами. Они сначала переписываются на пре-мРНК при транскрипции, но затем вырезаются особым ферментом. Этот процесс удаления интронов, а затем последующее сшивание концов оставшихся участков называют сплайсингом (сшивание, сращивание). Сплайсинг осуществляется с помощью небольших РНК, обычно связанных с белками, которые называются факторами регуляции сплайсинга. В сплайсинге принимают участие белки, обладающие ферментативной активностью. Они придают пре-мРНК нужную конформацию. Для сборки комплекса(сплайсосомы) необходимо потребление энергии в виде расщепляемых молекул АТФ, поэтому в составе этого комплекса есть белки, обладающие АТФ-азной активностью.

Существует альтернативный сплайсинг. Особенности сплайсинга определяются белками, способными связываться с молекулой РНК в областях интронов или участках на границе экзон-интрон. Эти белки могут препятствовать удалению одних интронов и в то же время способствовать вырезанию других. Направленная регуляция сплайсинга может иметь значительные биологические последствия. Например, у плодовой мушки дрозофилы альтернативный сплайсинг лежит в основе механизма определения пола.

Протеинкиназы и протеинфосфатазы

Важнейшую роль в регуляции внутриклеточных процессов играют протеинкиназы — ферменты, которые активируют или подавляют активность других белков путем присоединения к ним фосфатных групп.

Протеинкиназы регулируют активность других белков путем фосфолирования — присоединения остатков фосфорной кислоты к остаткам аминокислот, имеющих гидроксильные группы. При фосфорилировании обычно изменяется функционирование данного белка, например, ферментативная активность, а также положение белка в клетке.

Существуют также протеинфосфатазы — белки, которые отщепляют фосфатные группы. Протеинкиназы и протеинфосфатазы регулируют обмен веществ, а также передачу сигналов внутри клетки. Фосфорилирование и дефосфорилирования белков — один из главным механизмов регуляции большинства внутриклеточных процессов.

Источник