БЕЛКИ

БЕЛКИ, или протеины, сложные, высокомолекулярные соединения, содержащие азот. Б., главная и необходимая составная часть всякой живой клетки, содержатся в животных тканях в большем количестве, чем в растительных. Б. играют первостепенную роль во всех процессах жизнедеятельности. Все ферменты (см.), антитела, вирусы, бактериофаги, многие гормоны и др. биологически активные вещества по своей хим. природе являются Б. Природные Б. (различные ткани ж-ных и р-ний) образуют многочисленную группу соединений, довольно близких друг к другу по элементарному составу. Простые Б. обычно содержат углерода 50 - 55%, водорода 6,6 - 7,3%, кислорода 19 - 24%, азота 15 - 19%, серы 0,2 - 2,4%. Сложные Б. могут содержать также и др. элементы, напр., фосфор (нуклеопротеиды, казеин), железо (гемоглобин). Несмотря на многочисленные работы, выяснившие многие детали хим. структуры, строение молекулы Б. до сих пор полностью не установлено.

Изучение физико-хим. свойств промежуточных и конечных продуктов распада Б. и попытки их синтеза дали богатый материал. Под действием кислот, щелочей или ферментов Б. подвергаются гидролизу (расщеплению с присоединением воды). При этом происходит постепенный распад молекулы Б. В начале гидролиза получаются ещё довольно сложные промежуточные продукты распада (альбумозы, пептоны, полипептиды), к-рые в дальнейших стадиях гидролиза распадаются до аминокислот (см.), из к-рых и построена молекула Б. Аминокислоты соединены между собой в молекуле Б. преимущественно по типу пептидной (кислотноамидной) связи, так что карбоксильная группа одной аминокислоты связана с аминной группой другой:

В наст. время известно ок. 30 аминокислот, входящих в состав различных Б., причём каждый Б. характеризуется определённым качественным и количественным аминокислотным составом. Современное состояние химии Б. не даёт возможности построить рациональную классификацию их. Б. подразделяют на 2 главные группы: протеины (простые Б.) и протеиды (сложные Б., содержащие и небелковые группы: углеводы, нуклеиновые кислоты, пигменты и др.). Каждую из этих групп делят (гл. обр., на основании физико-хим. свойств) на ряд подгрупп. Так, из простых Б. наиболее распространены альбумины (см.), характерные растворимостью в воде (яичные, сывороточные и др.), и глобулины (растворимые в слабых растворах солей). Особую группу образуют кератины (белки волос, ногтей и т. п.), в отличие от других Б. не растворимые и не перевариваемые пищеварительными ферментами.

В природе Б. встречаются почти исключительно в виде коллоидов, но в лабораторных условиях многие из них получены и в кристаллическом состоянии. Растворы Б. имеют все типичные признаки коллоидов. Особенность Б. как коллоидов состоит в высоком сродстве с водой. При определённых условиях растворы Б. переходят в состояние студня (геля). Студни при соприкосновении с водой сильно набухают, т. е. впитывают в большом количестве воду и при этом увеличиваются в объёме. Этот процесс может дойти до полного растворения студня. При нагревании раствора Б. происходит свёртывание. Свёрнутый нагреванием Б. денатурируется, т. е. структура его молекулы нарушается, он теряет многие первоначальные свойства и, в частности, растворимость в воде. Для обнаружения Б. применяют ряд качественных реакций, основанных на появлении осадка или окраски. Количественно Б. обычно определяют по их азоту.

Аминокислоты и Б. образуются в р-ниях из углекислоты, воды и содержащих азот неорганических солей. Нек-рые виды бактерий способны усваивать азот из воздуха (см. Азотобактер). В животном организме, в противоположность растительному, синтеза Б. из такого рода простых веществ не происходит. Поэтому ж-ные (и человек) должны обязательно получать Б. с пищей. Б., поступающие с пищей в кишечник, подвергаются в организме изменениям (см. Обмен веществ). Углерод Б. выделяется из организма в виде углекислоты, водород - в виде воды, а азот - частично в виде аммиачных солей, креатинина и др. продуктов. Главным же конечным продуктом обмена Б. у человека и у большинства ж-ных является мочевина. У млекопитающих азот мочевины составляет ок. 80% выделяемого азота, тогда как у птиц и рептилий 1-е место занимает мочевая кислота. В процессах образования и распада Б. в р-ниях огромную роль играют амиды (см.), особенно амид аспарагиновой кислоты - аспарагин.

В питании ж-ных Б. не столько источник энергии, сколько необходимая составная часть пищи, идущая на восстановление тканей и образование ряда важнейших веществ. Если кормить ж-ное к.-н. одним видом Б. (в смеси с жирами, углеводами, витаминами и солями), то для поддержания азотистого равновесия (равенство потребляемого и выделяемого азота) для разных Б. потребуется разное количество их в пище. Нек-рые Б. вообще не способны поддерживать равновесие даже при огромном их потреблении. Причина этого заключается в том, что они не содержат всех незаменимых, жизненно необходимых аминокислот. Такие Б. называют неполноценными. В суточном рационе обычно потребляется много разных Б., и они взаимно дополняют друг друга. Минимальное количество Б., необходимое для поддержания азотистого равновесия, называется белковым минимумом; однако сам белковый минимум зависит от состава потребляемых Б. Для выработки практической нормы Б. в питании необходимо учесть состав всех Б., попадающих с пищей в организм. В этих целях в наст. время изучается аминокислотный состав не только отдельных Б., но и всей суммы их в различных пищевых продуктах Содержание Б. в разных пищевых продуктах не одинаково. Так, нек-рые пищевые продукты и корма содержат след. количества Б. (в % к сырому веществу): сыр тощий 33,4, горох 22,0, говядина 19,0, пшеница 12,3, овёс 11,7, рожь 11,5, яйцо куриное 10,6, хлеб чёрный 8,0, молоко коровье 4,1, картофель 2,0, капуста 1,9.

В народном х-ве Б. имеют значение не только как продукты питания, но и как пром. сырьё для производства роговых изделий, кожи, клея, пластмасс (казеин), в качестве защитных коллоидов, в фармацевтической пром-сти и т. д.

См. также Кормление.

Б. Збарский

Литература: Недровский Б., Белковая структура клеточного тела, М. - Л.. 1946; Палладии А., Учебник биологической химии, 12 изд., М., 1946; Талмуд Д., Строение белка, М. - Л., 1940.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620