Rivalry2

HTML Diff

1 added 7 removed

Original 2026-01-01

Modified 2026-02-21

1 <a>#статьи</a>

2 <ul><li>27 май 2025</li>

3 <li>0</li>

4 </ul>Зачем организму белок? Проверьте, все ли функции белков вы знаете.

5 Врач-кардиолог, медицинский редактор с восьмилетним опытом. Изучает психологию, чтобы лучше понимать себя и мир. Любит бег и городской мистицизм.

6 Екатерина Маркина

7 Автор статей по медицине с особым трепетом к докмеду. Поклонник Грегори Хауса и Гарри Поттера. Разговаривает с кошкой и не считает себя сумасшедшей.

8 Из этой статьи вы узнаете:

9 <ul><li>что такое<a>белок</a>;</li>

10 <li>какие<a>виды</a>белков существуют;</li>

11 <li><a>сколько</a>белков в организме;</li>

12 <li>какие<a>функции</a>выполняют белки;</li>

13 <li>можно ли<a>создать</a>новые белки в лаборатории.</li>

14 </ul>Мы завелителеграм-канал "Ты как?". Будем в удобном формате рассказывать о саморазвитии, психологии и о том, как эффективно учиться и строить карьеру в любом возрасте.<a>Подписывайтесь!</a>

15 Белок - это, без преувеличения, "молекула жизни". Отправляя космический зонд в поисках жизни на Марсе, спутниках Юпитера и Сатурна, ученые NASA дают ему задание найти не только воду, но и аминокислоты - строительный материал для белковой молекулы [1]. При их обнаружении можно будет сделать вывод, что жизнь на планете есть или существовала ранее.

16 Если разобрать любой белок, мы получим в среднем 300 аминокислот [2]. Аминокислоты выступают в роли "деталей", из которых можно создать неограниченное количество "конструкций" - белков [3]. Хотя аминокислот всего 20, но их последовательность и количество уникальны в каждом белке [3].

17 Как образуется белок [4]:

18 <ul><li>Сначала аминокислоты выстраиваются в длинные цепочки - пептиды.</li>

19 <li>Они складываются в виде гармошки и образуют спираль.</li>

20 <li>Несколько таких спиралей скручиваются в компактный трёхмерный белок.</li>

21 <li>Несколько белков могут объединиться и создать новую молекулу.</li>

22 </ul>Инфографика: Майя Мальгина для Skillbox MediaДа. В отечественной литературе название "белок" появилось потому, что первые опыты по выделению молекул проводили на яичном белке [5]. Но в мировой науке для их обозначения используют термин "протеин", который ввёл шведский учёный Йёнс Якоб Берцелиус в 1838 году: на греческом prōteios значит "первый по значимости".

23 Йёнс Якоб БерцелиусИзображение:<a>ÖNB Digital</a>С точки зрения химического состава белки классифицируются как простые и сложные. Простые белки состоят исключительно из цепочек аминокислот. Сложные, помимо аминокислот, содержат дополнительные небелковые компоненты [6].

24 Кстати, из названия протеина можно понять, какая его часть дополнительная, например:

25 <ul><li>металлопротеины содержат ионы металлов;</li>

26 <li>хромопротеины включают пигмент;</li>

27 <li>липопротеины представляют собой связку "белок + жир".</li>

28 </ul>Изучением белков занимается отдельная наука - протеомика [7]. В 2001 году по инициативе международного сообщества учёных была создана Организация по изучению протеома человека - Human Proteome Organization, или HUPO [8]. Её основная задача - создать полный перечень белков в организме человека, разработать молекулярный атлас протеинов для каждого органа и каждой ткани. Это позволит понять, как все протеины взаимодействуют друг с другом и какие белки могут появляться при патологиях.

29 По состоянию на апрель 2023 года HUPO уже определила:

30 <ul><li>В человеческом геноме присутствует около 19 778 белков.</li>

31 <li>18 397, или 93,01%, уже идентифицированы.</li>

32 <li>Остальные 1381 называют недостающими - missing protein [8].</li>

33 </ul>Но важно уточнить, что 19 778 - это не общее количество белков в организме, а количество различныхтиповбелков, закодированных в геноме человека. То есть один и тот же ген может создавать разные формы протеинов, после этого они видоизменяются - присоединяют к себе другие вещества и превращаются в более сложные соединения [9].

34 Функция белкового вещества зависит от его формы [2]. Как только белок приобретает свою форму, он может связываться с другими молекулами, чтобы выполнить одну из следующих функций.

35 Белки связывают и переносят вещества из одних тканей в другие или из межклеточного пространства в клетку. Самые известные транспортные белки:

36 <ul><li>Липопротеиды- участвуют в транспорте жиров: холестерина и триглицеридов. Одни липопротеиды доставляют жир из печени в клетки, другие "вылавливают" холестерин из крови и передают клеткам печени. Первые называют "плохим" холестерином, вторые - "хорошим" [10].</li>

37 <li>Трансферрин- транспортирует ионы железа, причем может переносить на своей поверхности больше железа, чем весит сам [10].</li>

38 <li>Альбумин- составляет больше половины белков крови. Альбумины переносят гормоны, лекарства, желчные кислоты, витамины, некоторые микроэлементы, например цинк. Также альбумины могут связывать тяжелые металлы и токсины, чтобы те не навредили организму [7].</li>

39 </ul>Помимо дыхания в лёгких, существует ещё тканевое дыхание: ткани поглощают кислород и отдают накопившийся в них углекислый газ. Чтобы этот обмен произошел, необходимы "дыхательные" белки - гемоглобин и миоглобин.

40 Гемоглобин- белок красных клеток крови, который присоединяет к себе кислород или углекислый газ [11].

41 Миоглобин- в крови практически отсутствует, зато сконцентрирован в мышцах и придаёт им красный цвет [12]. Если гемоглобин легко отдаёт и присоединяет кислород, то миоглобин "запрограммирован" удерживать кислород, пока в нём не возникнет острая необходимость [13]. Такая "аварийная" ситуация возникает, когда нужно больше кислорода, чем доставляет гемоглобин. Например, когда мы активно двигаемся, мелкие сосуды, питающие мышцу, сдавливаются при мышечном сокращении, и миоглобин остается единственным источником кислорода [13].

42 У иммунной системы нет точного "адреса" в организме. Это множество клеток и белковых молекул в составе крови и внутри тканей. Главные защитные белки - это антитела, или иммуноглобулины. У этих молекул своеобразная форма в виде буквы Y. Благодаря ей антитела могут связывать чужеродные белки, чтобы они не навредили организму [14].

43 На поверхности иммуноглобулинов есть углубления разной формы. Они на 100% соответствуют очертаниям антигена - молекулы, против которой действуют антитела. Присутствие таких антител против возбудителя какой-либо болезни называют приобретённым иммунитетом.

44 Зрение, слух, обоняние, вкус и осязание начинаются с чувствительных нервных окончаний - рецепторов [15]. Все они представляют собой специализированные белки разной формы, которые реагируют строго на определённый стимул:

45 <ul><li>фоторецепторы - на световые волны;</li>

46 <li>механорецепторы - на давление или звуковую волну;</li>

47 <li>терморецепторы - на холод или тепло;</li>

48 <li>хеморецепторы - на растворённые молекулы сахара и кислот или летучие ароматические соединения [15].</li>

49 </ul>За это отвечают множество белков, которые называют факторами свёртывания. Они растворены в крови, но в неактивной форме. Как только сосудистая стенка повреждается, факторы свёртывания активируются один за другим. В финале этой цепной реакции образуетсяфибрин - плотный нерастворимый белок, который формирует прочную трёхмерную сеть. На ней фиксируются клетки крови и постепенно формируется прочный тромб, "запечатывающий" повреждённый участок сосуда [16].

50 Сокращение мышц обеспечивается взаимодействием двух нитевидных двух белков -миозинаи актина. Они расположены параллельно друг другу, и когда актин скользит по миозину, мышца сокращается [17].

51 Изображение: Sakurra / iStock / Skillbox MediaОколо 40% массы тела взрослого здорового человека весом около 70 килограммов составляют мышцы, которые примерно на 20% состоят из мышечного белка. Таким образом, в организме человека содержится от 5 до 6 килограммов мышечного белка [18].

52 Обмен веществ протекает, даже когда вы не двигаетесь или спите. Сложные молекулы расщепляются до простых, из простых создаются новые сложные, вредные вещества нейтрализуются, а полезные сохраняются. Все эти процессы происходят при участии ферментов, которые ускоряют химические реакции.

53 Ферменты - это белковые молекулы, каждая из которых действует строго избирательно. Название фермента всегда заканчивается на "-аза", а в начале содержит "краткую справку" о веществе, на которое действует, и даже самой реакции [10]. Например:

54 <ul><li>Алкогольдегидрогеназа - работает в печени и нейтрализует алкоголь. "Дегидро" означает, что фермент удаляет из молекулы этанола (алкоголя) водород [19].</li>

55 <li>АТФ-синтаза - образует (синтезирует) молекулу АТФ, в виде которой клетки аккумулируют энергию. Есть еще АТФаза, которая, наоборот, разрушает АТФ, чтобы получить энергию [19].</li>

56 <li>H+-K+-АТФаза- протонный "насос" в клетках желудка. Он "качает" ионы водорода (H+) в полость желудка в обмен на ионы K+. Ионы водорода вместе с ионами хлора создают в желудке кислую среду. Этот процесс очень энергозатратный, поэтому "насос" содержит АТФазу. Кстати, именно H+-K+-АТФаза - "мишень" для действия таких лекарств, как омепразол или пантопразол. Все препараты этой группы подавляют работу "насоса" и снижают кислотность желудка [20].</li>

57 </ul>Организм не может усвоить пищу в том виде, в каком мы её употребляем. Но в пищеварительной системе есть ферменты для обработки белков, жиров и углеводов:

58 <ul><li>Амилаза - присутствует в слюне и соке поджелудочной железы для превращения сложного углевода крахмала в простую глюкозу.</li>

59 <li>Липаза - расщепляет крупные молекулы жиров (триглицериды) на более простые компоненты: жирные кислоты и глицерин.</li>

60 <li>Пепсин - действует в кислой среде желудка, помогает превратить белок в пептиды. Последние представляют собой цепочки чуть длиннее аминокислот [21].</li>

61 </ul>Есть также ферменты для конкретных питательных веществ, например лактаза, которая нужна, чтобы расщепить лактозу - молочный сахар. У некоторых людей лактазы изначально очень мало, поэтому они не могут усвоить молочные продукты, - это расстройство называют непереносимостью [21].

62 Во всех тканях есть "каркас", который обеспечивает прочность органа и состоит из коллагеновых волокон. Коллаген - самый распространенный белок в организме. Больше всего коллагена в костях, сухожилиях, связках и коже [22].

63 Некоторые гормоны по своей природе - белки. Например:

64 <ul><li>Инсулин - помогает глюкозе проникнуть в клетку.</li>

65 <li>Соматотропин - "гормон роста", стимулирует рост тканей.</li>

66 <li>Тиреотропин - заставляет щитовидную железу выделять больше гормонов.</li>

67 <li>Фолликулостимулирующий и лютеинизирующий - регулируют функцию яичников и менструальный цикл.</li>

68 <li><a>Окситоцин</a> - запускает роды [23].</li>

69 </ul>Есть так называемые "запасающие" белки, способные хранить минералы в организме. Например, железо в организме откладывается в виде ферритина. Это белок сферической формы, в центре которого могут поместиться до 4500 атомов железа [24].

70 Белки - такие же "носители калорий", как углеводы или жиры. При расщеплении 1 грамма белка выделяется 4 ккал энергии, столько же образуется из 1 грамма углеводов. Но учитывая, сколько функций выполняют белковые соединения в организме, крайне нерационально использовать их для получения энергии, если есть углеводы и жиры. Поэтому белок - это резервный источник калорий. Организм решится использовать его, только если израсходованы другие "носители" - углеводы и жиры [25].

71 Более полувека ученые не могли понять, в какой именно последовательности выстраиваются аминокислоты для создания белка. Речь не о случайном порядке, есть какая-то закономерность, которую, как считалось ранее, невозможно разгадать. Но в 2024 году научный мир узнал о работах Дэвида Бейкера, Демиса Хассабиса и Джона Джампера. За революционные достижения в области понимания и создания белков они получили Нобелевскую премию [26].

72 Фото:<a>Institute for Protein Design</a>/<a>60 Minutes</a>/ YouTube /<a>UChicago News</a>/ Skillbox MediaДэвиду Бейкеру удалось придумать новый белок из аминокислот, используя технологию компьютерного дизайна. С тех пор его исследовательская группа разработала множество необычных белковых структур, включая белки, которые можно использовать в качестве лекарств, вакцин, наноматериалов и миниатюрных сенсоров.

73 Демис Хассабис и Джон Джампер разработали модель искусственного интеллекта, которая способна с высокой точностью предсказывать трёхмерную структуру белков по их аминокислотной последовательности [26]. Это значит, что теперь учёные смогут быстрее и эффективнее разрабатывать лекарства, затрачивая меньше усилий и средств. Возможно, именно благодаря этому открытию мир скоро получит доступные препараты для лечения заболеваний.

74 Источники

75 1.<a>Life signs could survive near surfaces of Enceladus and Europa</a>. NASA Science

76 2. Alberts B., Johnson A., Lewis J., et al.<a>Molecular Biology of the Cell. 4th edition</a>. New York: Garland Science; 2002.

77 3. Koshland Daniel E., Haurowitz Felix.<a>Protein: Secondary structure</a>. Encyclopedia Britannica. 2025.

78 4. Nilsson B. L., Soellner M. B., Raines R. T. Chemical synthesis of proteins. Annu Rev Biophys Biomol Struct. 2005. 34. 91-118. DOI:<a>10.1146/annurev.biophys.34.040204.144700</a>.

79 5. Липкин В. М., Шуваева Т. М.<a>Белки (в биологии)</a>. Большая российская энциклопедия: научно-образовательный портал. 2023

80 6. Jain A., Jain R., Jain S. Protein Analysis in Food. In: Basic Techniques in Biochemistry, Microbiology and Molecular Biology. Springer Protocols Handbooks. Humana, New York, NY. 2020. DOI:<a>10.1007/978-1-4939-9861-6_41</a>.

81 7. Шугалей И. В., Гарабаджиу А. В., Целинский И. В.<a>Химия белка: учебное пособие</a>. - СПб.: Проспект Науки, 2010. - 200 с.

82 Развернуть список

83 8.<a>The Human Proteome Organization</a>(HUPO).

84 9. Wang M., Zhang R., & Su D. How many proteins are there in humans. Chinese Science Bulletin. 2017. 62. 3256-3261. DOI:<a>10.1360/N972016-01016</a>.

85 10. Емельянов В. В., Максимова Н. Е., Мочульская Н. Н.<a>Биохимия: учеб. пособие</a>. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2016. 132 с.

86 11. Human Biochemistry by G. Litwack (2008). Table 14-4, page 889.

87 12. Trivedi D. J., Kulkarni S. P., Mudaraddi R. Primary Myoglobinuria: Differentiate Myoglobinuria from Hemoglobinuria. Indian J Clin Biochem. 2017 Jul. 32(3). 367-369. DOI:<a>10.1007/s12291-016-0607-4</a>.

88 13. Агаджанян Н. А., Смирнов В. М. Нормальная физиология: Учебник. Москва: ООО "Издательство "Медицинское информационное агентство“", 2012.

89 14. Janeway C. A. Jr, Travers P., Walport M., et al.<a>Immunobiology: The Immune System in Health and Disease</a>. 5th edition. New York: Garland Science; 2001.

90 15. Ткачук В. А., Воротников А. В., Тюрин-Кузьмин П. А. Основы молекулярной эндокринологии. Рецепция и внутриклеточная сигнализация. Учебное пособие. Министерство образования и науки РФ. Москва: ГЭОТАР-Медиа. 2017.

91 16. Risser, F., Urosev, I., López-Morales, J. et al. Engineered Molecular Therapeutics Targeting Fibrin and the Coagulation System: a Biophysical Perspective. Biophys Rev 14, 427-461 (2022). DOI:<a>10.1007/s12551-022-00950-w</a>.

92 17. Алипов Н. Н. Основы медицинской физиологии. Второе издание. Москва: Практика, 2012.

93 18. Haurowitz, Felix, Koshland, Daniel E.<a>Keratin</a>. Encyclopedia Britannica, 2025.

94 19. Li H. Mitochondria and the Future of Medicine: The Key to Understanding Disease, Chronic Illness, Aging, and Life Itself. The Yale Journal of Biology and Medicine. 2019. 92 569-570.

95 20. Маев И. В., Андреев Д. Н., Заборовский А. В. Фундаментальные основы кислотопродукции в желудке. Медицинский совет. 2018. 3. 7-14.

96 21. Струтынский А. В., Ройтберг Г. Е. Внутренние болезни. Система органов пищеварения: учеб. пособие, 6‑е изд. Москва: МЕДпресс-информ, 2021. 576 с.

97 22. Потехина Ю. П.<a>Структура и функции коллагена</a>. Нижегородская государственная медицинская академия, 2016.

98 23. Haurowitz, Felix, Koshland, Daniel E.<a>Protein hormones</a>. Encyclopedia Britannica, 2025.

99 24. Крюкова Е. В. Анемия хронических заболеваний. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2020. 160 с.

100 25.<a>Protein in diet</a>. MedlinePlus Medical Encyclopedia.

101 26.<a>The Nobel Prize in Chemistry 2024</a>. Nobelprize.org

102 - Хотите стать востребованным специалистом с высокой зарплатой?

102 + <a>Бесплатный тест: какая профессия вам подходит?Узнайте ответ за 8 минут и пройдите бесплатную консультацию профориентолога. К тесту!</a>

103 - Откройте доступ к 5 бесплатным курсам по IT, дизайну, маркетингу и другим топовым направлениям. Определите, какая сфера вам ближе, и узнайте, как в неё попасть.

104 - <a>Пройти курс</a>

105 - Мечтаете работать в IT, но не знаете, с чего начать?

106 - Откройте доступ к 4 бесплатным IT-курсам. Попробуйте себя в Java, Python, тестировании ПО, SQL и Excel. Определите, какое направление вам подходит, и получите подарки.

107 - <a>Пройти курс</a>

108 - <a>Хотели бы работать на удалёнке? ➞Освойте IT, дизайн или маркетинг. Пройдите 5 онлайн-курсов для старта работы по топовым digital-профессиям. Пройти курс→</a>