Белки в живых организмах выполняют разнообразные функции, молекулы этих соединений определяют структуру и форму клетки, обеспечивают узнавание и связывание различных молекул, катализ и регуляцию химических реакций, протекающих в организме.
1. Одна из важнейших функций белков — каталитическая. При той температуре и кислотности среды, которая характерна для живой клетки, скорость большинства химических реакций мала. Тем не менее реакции в клетке протекают с очень большой скоростью. Увеличение скорости химических реакций достигается за счет функционирования биологических катализаторов — ферментов.
2. По сравнению с химическими катализаторами ферменты имеют ряд особенностей:
Их каталитическая эффективность необычайно высока: ферменты ускорять химические реакции в раз, это значительно выше, чем эффективность химических катализаторов.
Ферменты очень специфичны: обычно фермент катализирует лишь одну реакцию (то есть превращение одного вещества, называемого субстратом) или нескольких реакций одного типа.
Кроме того, активность ферментов в большинстве случаев регулируется различными химическими соединениями, имеющимися в клетке.
Важным свойством некоторых ферментов является сопрягать две химические реакции и таким образом осуществлять энергетически невыгодные процессы синтеза сложных веществ за счет энергии, выделяющейся, например, при гидролизе АТФ и других высокоэнергетических соединений.
3. Вторая важная функция белков — это структурная функция. Из структурных белков формируются элементы цитоскелета. К структурным белкам относится, например, фибриллярный белок -кератин, который образует промежуточные филаменты эпителиальных клеток, входит в состав волос, когтей, рогов и копыт млекопитающих, а также фибриллярный белок коллаген, основной структурный белок соединительной и костной ткани
4. Другие типы белков обеспечивают двигательную функцию. По цитоскелетным нитям — микротрубочкам и микрофиламентам АТФ- или ГТФ-зависимо перемещаться моторные белки. Так, по микротрубочкам «ходят» динеины и кинезины, а по актиновым нитям — миозин. Актин и миозин входят не только в сократимые волокна мышечных клеток — миофибриллы, но и участвуют в изменении формы других типов клеток.
5. Некоторые белки выполняют транспортную функцию.
а) Прежде всего, это белки мембран, осуществляющие активный перенос веществ из окружающей среды в клетку и обратно. К транспортным белкам относятся также некоторые белки, встроенные в биологические мембраны и формирующие в них поры (каналы).
б) Это также белки крови, которые связывают и переносят различные вещества. Наиболее известным из транспортных белков является гемоглобин, который осуществляет перенос кислорода из легких в ткани.
6. Белки также осуществлять защитную функцию. При попадании в организм животных или человека вирусов, бактерий, чужеродных белков или других полимеров в организме происходит синтез белков, которые называют антителами, или иммуноглобулинами. Антитела связываются с чужеродными полимерами, которые называют антигенами.
ВРОДЕ ТАК
Задача 1. Запишите уравнения реакций, при которых можно получить кислород в лаборатории.
В лаборатории кислород можно получить в результате термического разложения некоторых солей:
2KClO3 = 2KCl + 3O2 (в присутствии MnO2),
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2,
2KNO3 = 2KNO2 + O2,
или в результате каталитического разложения пероксида водорода (катализатор MnO2):
2Н2О2 = 2Н2О + О2,
или электролизом воды:
2H2O 2H2 + O2.
Задача 2. При разложении 97,65 г оксида ртути (II) образовалось 4,48 л кислорода (н. у.). Вычислите долю разложившегося оксида ртути (II) (в мас. %).
Дано:
m (HgO) = 97,65 г
V (O2) = 4,48 л
M (HgO) = 217 г/моль
Найти:
ω (HgO)
Запишем уравнение реакции разложения оксида ртути (II):
2HgO = 2Hg + O2.
Вычислим количество образовавшегося кислорода:
,
моль.
По уравнению реакции разложения из 2 моль оксида ртути (II) образуется 1 моль кислорода, то есть соотношение n (HgO) : n (O2) = 2 : 1, по условию задачи образовалось 0,2 моль кислорода, следовательно разложилось 0,4 моль оксида ртути (II).
Вычислим массу разложившегося оксида. Количество вещества связано с массой вещества соотношением:
.
Тогда масса оксида ртути (II) равна:
m (HgO) = n (HgO) · M (HgO) = 0,4 · 217 = 86,8 (г).
Определим массовую долю разложившегося оксида:
(%).
ответ: ω (HgO)разл. = 88,9 %.
