Что такое белки?
Эта информация предназначена для читателей, которые хотят знать больше о белках; но для начала нужно объяснить, что такое атомы и молекулы. Из них состоит вся наша еда.
Все вещества, окружающие нас, состоят из атомов. Кусок железа состоит из атомов железа, золотое кольцо – из атомов золота, дерево – сочетание атомов углерода, водорода и кислорода. Алмаз состоит из атомов углерода, очень плотно соединенных вместе, – именно поэтому он такой твердый. Графит в карандаше тоже состоит из атомов углерода, как и алмаз, но атомы углерода в графите соединены вместе иначе, так что графит легко крошится, а алмаз – самый твердый из материалов, встречающихся в природе. Более сложные вещи, в том числе живые существа, состоят из сочетаний атомов, в частности, атомов водорода, кислорода и углерода.
В природе существует 92 типа атомов, в том числе водород, углерод, азот, железо и золото (мы не учитываем очень редкие атомы, которые существуют лишь очень короткое время в ядерных реакторах). Все эти 92 атома располагаются в порядке атомного веса. Самый легкий атом – водород (атом № 1), самый тяжелый – уран (атом № 92). У каждого химического элемента есть краткое обозначение: H – атом водорода, C – атом углерода, O – атом кислорода, N – атом азота, и так далее. У атомов есть склонность к образованию связей с другими атомами. Когда два или больше атомов соединяются вместе, получается молекула. Самая простая молекула – простое вещество водорода, H2; это два атома водорода, соединенных вместе. Вода состоит из молекул воды, которые, в свою очередь, составлены из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H2O). Молекулы воды тоже предпочитают держаться вместе, так что если соединить вместе миллионы миллиардов молекул воды (H2O), то получится слегка липкий конгломерат, который мы называем каплей воды.
Как и все остальное, белки состоят из атомов. Белок может состоять из сотен или даже сотен тысяч атомов. Эти атомы выстраиваются в определенную форму, которая определяет функциональность и название белка. Некоторые белки выглядят как полые цилиндры и располагаются перпендикулярно к стенкам клетки. Эти белки служат своеобразными входными каналами, которые пропускают в клетку те или иные вещества. Другие белки имеют шарообразную форму. Если разрезать этот шар напополам, то мы увидим, что он полый. Это сделано не просто так: белок ферритин хранит атомы железа. Точно так же, как яблоки хранятся в корзинах, атомы железа прячутся в этом шарообразном белке. Когда у вас берут кровь, чтобы проверить, достаточно ли у вас железа в крови, измеряют именно концентрацию этого белка.
Два типа белков: цилиндрический и шарообразный. Каждый маленький шарик обозначает один атом.
(Источник: David S. Goodsell, the Scripps Research Institute.)
Если говорить конкретнее, белки состоят из аминокислот. Это группы атомов, которые всегда собираются по специфическому шаблону. Каркас аминокислоты всегда выглядит одинаково. К каркасу прикрепляются разные группы атомов, формируя разные аминокислоты. В человеческом организме существует двадцать типов аминокислот (из которых формируются белки), каждая из которых имеет свои группы атомов.
Базовая структура всех аминокислот. H – атом водорода, C – атом углерода, O – атом кислорода, N – атом азота. R – радикал (функциональная группа); к этому месту может прикрепляться любой из двадцати типов небольших атомных групп, по которому затем определяется тип аминокислоты.
