Чем определяется многообразие белковых молекул?

Белковые тела играют выдающуюся роль и в построении живой материи, и в осуществлении процессов жизнедеятельности. «Повсюду, где мы встречаем жизнь, мы находим, что она связана с каким-либо белковым телом, и повсюду, где мы встречаем какое-либо белковое тело, не находящееся в процессе разложения, мы без исключения встречаем и явления жизни» (Энгельс Ф. Анти-Дюринг. — Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 20, с 83). Почему именно белки являются важнейшим субстратом жизни? Потому, что они обладают рядом особенностей, которые несвойственны никаким другим органическим соединениям. Гигантские молекулы белков отличаются неисчерпаемым разнообразием структуры при строгой ее специфичности у данного, конкретного белка. Белкам присуща способность к внутримолекулярным взаимодействиям, что обеспечивает динамичность структуры их молекул, изменчивость и пластичность их формы, обратимость переходов из глобулярного состояния в фибриллярное. Обладая многоликими по химическим свойствам радикалами аминокислотных остатков в составе полипептидных цепей, белковые молекулы в целом и отдельные их части способны вступать в разнообразные химические и физические взаимодействия как друг с другом, так и с нуклеиновыми кислотами, полисахаридами, липидами и т. п., образуя надмолекулярные комплексы, составляющие основу субклеточных структур. Важнейшей особенностью механизма возникновения указанных комплексов является безошибочное «узнавание» их ингредиентами друг друга и протекание самого процесса ассоциации по принципу самосборки. Еще одна фундаментальная особенность, белков состоит в том, что их молекулы закономерно изменяют свою структуру под влиянием внешнего воздействия и восстанавливают исходное состояние при его снятии, причем это явление может сопрягаться с акцептированием и преобразованием энергии. И наконец, только белки обладают уникальной способностью каталитически ускорять огромное число химических реакций, протекающих в живом веществе. Даже этот далеко не полный перечень особенностей белковых тел, отличающих их от других биоорганических соединений, свидетельствует о их важной, роли в обеспечении атрибутов жизни. Биологическая ценность белка определяется двумя факторами: аминокислотным составом и усвояемостью белка организмом человека. Организм человека обладает способностью образовывать нужные аминокислоты из других аминокислот, которые, расщепляясь до кетокислот, синтезируются в новые аминокислоты. Однако имеется 8 аминокислот (триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин), которые организм человека не способен синтезировать, но которые входят в состав белковых веществ человека. Эти аминокислоты носят название «незаменимые», они должны поступать в организм из вне, с продуктами питания. По аминокислотному составу белки пищи можно разделить на три группы: к первой относятся белки высокой биологической ценности. Они содержат все незаменимые аминокислоты, причем в пропорциях, выгодных для человека. Это белки животного происхождения – белки яиц, коровьего молока, сыра, мяса, рыбы. Вторая группа – белки невысокой биологической ценности. Они также содержат все незаменимые аминокислоты, но в пропорциях, не выгодных для организма человека. Сюда относятся белки злаковых культур. Третья группа – белки, в которых отсутствует хотя бы одна аминокислота. Такие белки называют неполноценными.