Białka

Marek Cieplak i Andrzej Sienkiewicz

W organizmach żywych, zarówno roślinnych jak i zwierzęcych, występują dziesiątki tysięcy różnych białek, które pełnią funkcje związane z podtrzymywaniem i regulacją procesów życiowych oraz stanowią materiał budulcowy struktur komórkowych i tkanek. Białka stanowią podstawowy składnik suchej masy komórki (do 70%), a w żywych komórkach katalizują i regulują większość reakcji biochemicznych (enzymy). Struktury złożone z białek spełniają podstawową rolę w przekazie i obiegu sygnałów nerwowych oraz są odpowiedzialne za transport innych molekuł we wnętrzu komórek i przez błony komórkowe. Wyspecjalizowane białka są także składnikami komórek mięśni, skóry i włosów. Jeszcze inne białka pełnią funkcję toksyn, przeciwciał, lub hormonów. Wielkiej różnorodności fizjologicznych funkcji białek towarzyszy wielka rozmaitość ich rozmiarów, kształtów, rozkładu ładunku elektrycznego, oraz zakresu rozpuszczalności w wodzie.

Białko jest liniowym łańcuchem polimerowym zbudowanym z kilkudziesięciu, kilkuset, lub tysięcy monomerów połączonych ze sobą jak koraliki w naszyjniku. Każdy monomer jest jednym z 20 rodzajów naturalnie występujących aminokwasów. Funkcja i właściwości białka w procesach biologicznych określone są przede wszystkim przez jego strukturę w stanie zwiniętym zwanym też stanem natywnym.

Zrozumienie i przewidzenie sposobu zwinięcia się białka na podstawie sekwencji występujących w nim aminokwasów jest jednym z najtrudniejszych i najważniejszych problemów współczesnej biologii molekularnej. Równie ważny jest związany z tym problem projektowania białka, czyli znalezienia sekwencji lub grupy sekwencji aminokwasowych, które zwijają się szybko i odwracalnie do zadanej struktury docelowej. Opracowanie metod projektowania ab initio białek o zadanej funkcji biologicznej doprowadzi do wielu nowych ich zastosowań, np. jako biosensory, lekarstwa czy hormony lub w katalizie czy też w wydajnej konwersji energii, np. energii światła słonecznego w chemiczną (jak w procesie fotosyntezy) albo chemicznej w mechaniczną (jak podczas działania mięśni).

Copyright © 1997-2021 Wydawnictwo Naukowe PWN SA
infolinia: 0 801 33 33 88