ГДЗ: Параграф § 8 / Биология 10 класс

Денатурация – это нарушение вторичной, третичной и четвертичной структур белка, приводящее к потере его биологических свойств. Первичная структура (последовательность аминокислот) при этом, как правило, не разрушается. Процесс, обратный денатурации, при котором восстанавливается природная структура белка, называется ренатурацией. Ренатурация возможна только при устранении слабого денатурирующего фактора и сохранении первичной структуры.

Ионы тяжёлых металлов (например, \( Hg^{2+} \), \( Pb^{2+} \)) взаимодействуют с сульфгидрильными группами ( \( -SH \) ) аминокислоты цистеина, которые участвуют в формировании дисульфидных связей ( \( -S-S- \) ), стабилизирующих вторичную и третичную структуры белка. Это взаимодействие приводит к разрушению этих структур и необратимой денатурации белка.

Некоторые белки являются токсинами (например, нейротоксины) или выполняют защитную функцию (например, антитела), и их употребление в пищу может быть вредным. Также некоторые белки могут быть не полностью расщеплены пищеварительными ферментами или содержать компоненты, не усваиваемые организмом, или же выполнять критически важные функции, не связанные с питанием, в организме, который их синтезировал.

• Коллаген: структурная (основа соединительной ткани).
• Родопсин: рецепторная (в сетчатке глаза, восприятие света).
• Сывороточный альбумин: транспортная, запасающая.
• Инсулин: регуляторная (регуляция уровня глюкозы).
• Кератин: структурная (основа волос, ногтей).
• Фибрин крови: защитная (свертывание крови).
• Гемоглобин: транспортная (перенос кислорода).
• Пепсин желудочного сока: ферментативная (расщепление белков).
• Миоглобин: запасающая (запас кислорода в мышцах).

При окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Белки используются как источник энергии в последнюю очередь, поскольку их основные функции (структурная, ферментативная, транспортная, регуляторная и др.) более важны для жизнедеятельности организма. Организм предпочитает использовать в качестве основного источника энергии углеводы и жиры, сохраняя белки для выполнения их специфических функций.

Различают обратимую и необратимую денатурацию. Факторы, вызывающие денатурацию:

• Нагревание до 40 °С (обратимая, вторичная/третичная структура).
• Нагревание выше 40 °С (необратимая, вторичная/третичная/четвертичная структура).
• Рентгеновское излучение (необратимая, вторичная/третичная/четвертичная структура).
• Концентрированные растворы кислот и щелочей (необратимая, вторичная/третичная/четвертичная структура).
• Растворы солей лёгких металлов (Na, K, Ca, Mg) (обратимая, вторичная/третичная структура).
• Растворы солей тяжёлых металлов (Cu, Hg, Pb, Sn) (необратимая, вторичная/третичная/четвертичная структура).
• Органические растворители и детергенты (чаще необратимая, вторичная/третичная/четвертичная структура).

Денатурация белка

Необходимо дополнить сведения о белках следующей информацией:

• Функции: Ферментативная, структурная, двигательная, транспортная, регуляторная, рецепторная, защитная, энергетическая, запасающая, токсическая.
• Свойства: Денатурация (обратимая/необратимая), ренатурация, могут быть растворимы (глобулярные) или нерастворимы (фибриллярные) в воде.
• Классификация: Простые (протеины) и сложные (протеиды, например, хромопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, металлопротеиды, фосфопротеиды, нуклеопротеиды).