Човешкото тяло съдържа повече от петдесет хиляди протеини, които се различават по структура, структура и функция. Те са изградени от различни аминокиселини, всяка от които заема различна позиция в полипептидната верига. Към днешна дата няма единна класификация, която да отчита различните параметри на протеините. Някои от тях се различават по формата на молекули, тук се разграничават глобуларни и фибриларни протеини, за които ще говорим днес.
Глобулни протеини
Това включва протеини, в чиито молекули има вериги от полипептиди, които имат сферична форма. Тази протеинова структура е свързана с хидрофилни (те имат водородни съединения с вода) и хидрофобни (отблъскват водата) взаимодействия. Този тип включва екзими, хормони, които имат протеинова природа, имуноглобулини, протеини, албумини, както и протеини, които изпълняват регулаторни и транспортни функции. Това е по-голямата част от човешките протеини.
Exims
Eximes (ензими)се намират във всички клетки, с тяхна помощ някои вещества се превръщат в други, тъй като те драстично променят скоростта на трансформациите, допринасяйки за разграждането, разделянето и синтеза на веществата от продуктите на разпада. При всички реакции, протичащи в организма, те играят ролята на катализатор, регулират метаболизма. Известни са повече от пет хиляди различни ензими. Всички те извършват до няколко милиона действия в секунда. Но те допринасят за ускоряването на определени реакции, като имат ефект само върху определени вещества. Ензимите премахват мъртвите клетки, токсините и отровите. Те са катализатори за всички процеси в тялото и ако не са достатъчни, тогава теглото на човек се увеличава поради натрупването на отпадъци в тялото.
Имуноглобулини
Антителата (имуноглобулини) са съединения от протеини, които се появяват в резултат на отговор на приема на бактерии и вируси, както и токсини. Те не им позволяват да се размножават и неутрализират токсичните вещества. Имуноглобулините разпознават и свързват чужди вещества, унищожават ги, образувайки имунни комплекси и след това отстраняват тези комплекси. Те също така предпазват тялото от повторно заразяване, тъй като антителата срещу пренесените заболявания остават за дълъг период от време. Понякога тялото произвежда анормални антитела, които атакуват собственото му тяло. Това се случва най-често поради наличието на автоимунни заболявания. По този начин глобуларните и фибриларните протеини изпълняват основни функции в човешкото тяло, поддържайки нормалното му състояниежизненост.
Хормони с протеинова природа
Това включва хормони на панкреаса, паращитовидната жлеза и хипофизата (инсулин, глюкагон, хормон на растежа, TSH и други). Някои регулират въглехидратния метаболизъм чрез повишаване и понижаване на нивата на кръвната захар, други стимулират клетъчния растеж и активността на щитовидната жлеза, а трети регулират половите жлези. По този начин всички те регулират физиологичните функции. Тази тяхна работа се свежда до инхибиране или активиране на ензимни системи.
Фибриларни протеини
Фибриларните протеини са тези, които имат структура под формата на нишка. Те не се разтварят във вода и имат много голямо молекулно тегло, чиято структура е силно регулаторна, стига до стабилно състояние поради взаимодействия между различни вериги от полипептиди. Тези вериги са синхронно една за друга в една и съща равнина и създават така наречените фибрили. Фибриларните протеини включват: кератин (коса и други рогови обвивки), еластин (съдове и бели дробове), колаген (сухожилия и хрущяли). Всички тези протеини изпълняват структурна функция в тялото. Включени са също миозин (мускулно свиване) и фибрин (съсирване на кръвта). Този вид протеин изпълнява поддържащи функции, които придават здравина на тъканите. По този начин всички видове фибриларни протеини играят незаменима роля в анатомията и физиологията. От тях се образуват защитни обвивки на човек, участват и в създаването на поддържащи елементи, тъй като са част от съединителната тъкан, хрущялите, сухожилията, костите и дълбоките слоеве на кожата. Във водате не се разтварят.
кератини
Фибриларните протеини включват кератини (алфа и бета). Алфа-кератините са основната група фибриларни протеини, те образуват обвивки, които изпълняват защитна функция. Те са представени в сухото тегло на косата, ноктите, перата, вълната, черупките и т.н. Различните протеини имат прилики в състава на аминокиселините, съдържат цистеин и имат полипептидни вериги, които са подредени по същия начин. Бета-кератините съдържат аланин и глицин, те са част от мрежата и коприната. По този начин кератините са "твърди" и "меки".
При възникване на разликите между епителните клетки, в процеса на развитие на индивида, те се кератинизират, метаболизмът им спира, клетката умира и тя се кератинизира. Клетките на кожата съдържат кератин, който заедно с колаген и еластин образува влагоустойчив слой на епидермиса, кожата става еластична и издръжлива. При триене и натиск клетките произвеждат кератин в големи количества със защитна цел. В резултат на това се появяват мазоли или израстъци. Мъртвите кожни клетки започват непрекъснато да се ексфолират и се заменят с нови. По този начин бета-кератините играят важна роля в животинското царство, тъй като са основният компонент на рогата и човките. Алфа-кератините са характерни за човешкото тяло, те са неразделна част от косата, кожата и ноктите, а също така влизат в костния скелет, определяйки неговата здравина.
колаген
Фибриларнапротеините, по-специално колагенът с еластин, са компоненти на съединителната тъкан, съставляват по-голямата част от хрущялите, съдовите стени, сухожилията и други неща. Колагенът е представен в гръбначните животни с една трета от общата маса на протеините. Неговите молекули произвеждат полимери, наречени колагенови фибрили. Те са много здрави, издържат на огромно натоварване и не се разтягат. Колагенът се състои от глицин, пролин и аланин, не съдържа цистеин и триптофан, а тирозин и метионин присъстват тук в малки количества.
Също така, хидроксипролинът и хидроксилизинът играят важна роля в образуването на фибрили. Промените в структурата на колагена водят до развитие на наследствени заболявания. Колагенът е много силен и не се разтяга. Всяка тъкан има свои собствени видове колаген. Този протеин има много функции:
- защитен, характеризиращ се с осигуряване на здравина на тъканите и защитата им от нараняване;
- поддръжка, поради свързването на органите и образуването на техните форми;
- възстановяващо, характеризиращо се с регенерация на клетъчно ниво.
Освен това, колагените придават еластичност на тъканите, предотвратяват развитието на кожни меланоми и участват в образуването на клетъчни мембрани.
Еластин
По-горе изследвахме кои протеини са фибриларни. Това включва и еластин, който има свойства, подобни на каучук. Неговите нишки, които се намират в белодробната тъкан, съдовите стени и връзките, могат да се разтягат много пъти спрямо обичайната си дължина. След спиране на натоварванетотяхното въздействие, те се връщат в първоначалното си положение. Съставът на еластин съдържа най-вече пролин и лизин, хидроксилизинът го няма. По този начин функциите на фибриларните протеини са очевидни. Те играят важна роля в развитието на тялото. Еластинът осигурява разтягане и свиване на органи, артерии, сухожилия, кожа и др. Помага на органите да възстановят първоначалните си размери след разтягане. Ако в човешкото тяло липсва еластин, тогава се образуват сърдечно-съдови промени под формата на аневризми, дефекти на сърдечните клапи и т.н.
Сравнение на глобуларни и фибриларни протеини
Тези две групи протеини се различават по формата на молекулите. Глобуларните протеини имат полипептидни вериги, които са усукани много плътно в овални структури. Фибриларните протеини имат полипептидни вериги, които са успоредни една на друга и образуват слой. Според механичните свойства GBs не се компресират и не се изправят, докато FBs, напротив, имат такава способност. GBs не се разтварят във вода, но FBs се разтварят. Освен това тези протеини се различават по своите функции. Първите изпълняват динамична функция, докато вторите изпълняват структурна. Глобуларните протеини могат да бъдат представени под формата на ензими и антитела, както и хемоглобин, инсулин и др. Примери за фибриларни протеини: колаген, кератин, фиброин и други. Всички тези видове протеини са незаменими, недостатъчното им количество в организма води до сериозни нарушения и патологии.
По този начин глобуларните и фибриларните протеини играят незаменима роля в нормалния животгръбначни организми. Те осигуряват дейността на органи, тъкани, кожа и други неща, изпълняват много функции, необходими за пълноценното развитие на организма.
