Белтъците са сложни органични съединения с много важни биологични функции в живите организми. Те са основата на живота и участват във всички жизненоважни процеси на организма. Белтъците могат да бъдат обединени около няколко основни вида: градивна, каталитична, регулаторна, транспортна, защитна, съкратителна, енергийна. Наричат се още протеини и са най-застъпени в клетката.
- Белтъците в градивната група притежават свойството да събират по специфичен начин и изграждат различни компоненти в клетката - мембрани, клетъчни органели и други
- Белтъците в в каталитичната група ускоряват протичането на химичните реакции в клетката
- Белтъците в регулаторната група регулират процеси
- Белтъците в транспортната група могат да се свързват с различни вещества и да ги пренасят от едно място на друго
- Белтъците от защитната група изпълняват защитна функция като свързват и обезвреждат чужди молекули, попаднали в организма
- Белтъците в съкратителната група участват в мускулните съкращения
- Белтъците в енергийната група осигуряват резервни вещества и енергия за тялото
Белтъците са природни високомолекулни съединения (хетеробиополимери). Белтъчната молекула е образувана от аминокиселини, които са свързани помежду си чрез пептидни връзки. В състава на белтъците влизат химичните елементи въглерод, водород, кислород, азот, сяра, фосфор, желазо, магнезий и други. Молекулната им маса варира от 5000 до няколко милиона. Белтъците съставляват около половината от сухото телесно тегло при живите организми.
Белтъците са аморфни или кристални вещества. Под действие на някои соли те се пресичат (коагулират) и се утаяват. Такъв е случаят със съсирването на кръвта под действие на соли. Пресичането може да бъде обратимо и необратимо - обратимо се извършва под действието на като соли магнезиевите, калциевите, натриевите соли, а необратимото под действието на тежки соли като тези на тежки медали като мек, живак, олово, кадмий и други. Именно поради тази причина е особено опасно за здравето на живите организми попадането на соли на тежки елементи в състава на тялото им. При попадане на такива соли трябва незабавно да се приеме прясно мляко, за да може именно млякото да е белтъкът, който да реагира на внесените йони.
Белтъците също могат да се разграждат. Известна е фразата, че навсякъде, където има живот, има и белтък, и обратното, ако има белтък, който не е в процес на гниене, има живот.
В храната на хората белтъците са необходими за възстановяване или преместване на съществуващите молекули или за растежа на тялото, но също така могат да бъдат използвани и като енергетичен източник.
Структура на белтъците
Всеки белтък има уникална пространствена структура. Тя се оформя след синтеза на полипептидната верига и се определя от последователността на свързване и състава на аминокиселините. Тя се дели на четири равнища:
- Първична структура - тя се представя във вид на линейна последователност от амино-киселинни остатъци. Броят и подреждането на аминокиселините в полипептидната верига се нарича първична структура на белтъка. Аминокиселинната последователност определя крайната триизмерна форма на белтъчната молекула;
- Вторична структура - тя представлява нагъването на основната верига. Новата полипептидна верига не остава опъната. Тя има склонност да се свива по дължината си и да заема определено нагънато положение на пространството. Това става спонтанно поради възникване на слаби водородни връзки между отделни полипептидни групи. Нагъването става по два начина - във вид на спирала, при която полипептидната верига се усуква около ос, подобна на спирала или във вид на нагънат лист, при който водородните връзки възникват между пептидните групи на успоредно разположени части на една полипептидна верига или различни полипептидни вериги. Спиралната или листовидната форма, която придобиват белтъчните молекули в резултат на възникването на водородни връзки между отделни участъци, се нарича вторична структура. Всички белтъци имат първична и вторична структура. Най-често срещаната вторична структура е дясновъртящата се спирална форма, наречена α-спирала.; тя се среща при белтъци като кератина от косата, рогата, ноктите и вълната и спомага за обяснението на физичните свойства на тези структури. Кълбовидните белтъци (глобулините) са кръгли, плътни, разтворими молекули, образувани в резултат на процес на допълнително прегъване, включващо взаимодействие между различни части на вече правилно прегнатата "вторична" структура; това представлява "третичната структура" на молекулата. Глобулини са ензимите, антителата и много други. Някои белтъци като хемоглобина, показва "четвъртична" структура, при която сложните с третична структура молекули се приспособяват една към друга, така че образуват по-голямо натрупване на белтък.;
- Третична структура - броят и подреждането на спиралните и листовите участъци са постоянни и типични за всеки белтък. Тези участъци никога не обхващат цялата дължина. Освен спиралните и листовите участъци в белтъчната молекула се образуват от допълнителни извивки, при което полипептидната верига се стреми да заеме пространствена структура с най-голяма стабилност. Тя се поддържа стабилна благодарение на голям брой слаби водородни връзки. Допълнителното нагъване на полипептидната верига в пространството се нарича третична структура. Това нагъване придава завършена форма на белтъка и определя неговвата биологична активност. Всички белтъци имат първична, вторична и третична структура;
- Четвъртична структура - полипептидната верига обикновено е с ограниечна дължина. Въпреки това има белтъци, които имат големи размери, получени от събирането на повече от една полипептидна верига. Отделните полипептидни вериги се наричат субединици. При събирането на суб единиците наред с активните центрове се оформят и допълнителни регулаторни центрове.
Смилане на белтъците
Под действието на ензима пепсин. Пепсинът се синтезира в неактивна форма като зимолен, наречен пепсинорен в главните клетки на стомашната лигавица. Пепсинът има нисък pH оптимум (1,5 -2). В стомаха има и HCl с pH (1,0).
Пепсинът хидролизира избирателно пептидни връзки във вътрешността на полипептидната верига, образувани от ароматни или дикарбоксилови аминокиселини, например тирозин или глутамат.
Смилането на белтъците продължава в червата под действието на ензими, съдържащи се в панкреатичния сок.