Сложности в развитии науки требуют упорядочивания и, по возможности, упрощения, в т.ч. в виде формулировки закона или принципа. Принципы структуризации информации могут быть разными, в том числе метафизичские.
Упрощенно белки делят на запасные (белки семян растений, яичный белок), транспортные, защитные, рецепторные, регуляторные, каталитические, питательные, сократительные, структурные, цитоскелетные (формирование внутри- и внеклеточных структур) и др. В базе данных протеома, к примеру, [ ] описано множество функций белков растений ). О функциях белков написаны книги [5, 6 и др.]. В частности, интересен перечень (Таблица 1) D. Whitford (2013 год). [6]
Таблица 1.
Функции белков [по 6]
| Функции белков | Примеры |
| Ферменты или каталитические белки | Трипсин, ДНК-полимераза, лигаза |
| Сократительные белки | Актин, миозин, тубулин, кинезины |
| Структурные и цитоскелетные белки | Кератин, тропоколлаген |
| Транспортные белки | Гемоглобин, церулоплазмин, трансферрин |
| Эффекторные белки | Инсулин, эпидермальный фактор роста,тиреотропный гормон |
| Защитные белки | Иммуноглобулины, тромбин, токсины |
| Белки электронтранспортной цепи | Цитохромоксидазы, ферредоксин, пластоцианин |
| Рецепторы | CD4, рецептор для ацетилхолина |
| Репрессорные белки | Jun, Fos, Cro |
| Шапероны | GroEL, DnaK |
| Белки-хранители | Ферритин |
Метафизический подход может быть философским (без законов; лишь в виде мировоззренческой позиции) и синергетическим (с выводами принципов самоорганизации природы). В философии естествознания выделяют противоречия внешнего и внутреннего, континуального и дискретного(поле — частица, полимеры — мономеры, филаментозные вирусы – сферические вирусы, фибриллярные белки – глобулярные белки …). Данные диады можно рассматривать через тетрады (октадами; написаны через слеш — «/»), но данное сложно и не всегда осмысливается.
Предыдущими работами показана раскладка составляющих самоорганизующихся систем по триаде «флуктуации-функции-структура» [1], а также размерностям «один-два-три-сети (сложности)» [2, 3]. Белки и функции белков (таблица 2) не вписываются единым блоком в самоорганизацию (без учета нуклеиновых кислот, особенностей метаболизма разных видов …), тем не менееданная «игра» (игровая методология) полезна для некоторых аспектов осмысливания массива накопившегося материала в разных омиках [4; https://www.slideshare.net/swamihetal/omics-era?related=2], в том числе протеомике.
Таблица 2.
Некоторые примеры функций белков, распределенныепо уровням организации материи
| Флуктуации, стремящиеся к нулю | Флуктуации | Функции | Структура |
|
Макроорганизменный уровень |
|||
| Катаболизм
|
Игра жизни
(коммуника-ция,защита…) |
Функциональные процессы (жизне- обеспечения) | Анаболизм |
| Вывод по данной тетраде: простую биохимическую диаду «катаболизм-анаболизм» можно усложнить до физиологической тетрады. | |||
| Запасные белки
(источник аминокислот при голодании), транспортные /?/ |
Регуляторные
(белковые, пептидные гормоны …), защитные |
Сократительные
Белки (движение организма) — Актомиозин …
|
Структурные
(опорные) белки — костей — сухожилий |
| Защитные белки | |||
| Фибрин /полимер/
(ограничивает распространение инфекции); антимик- робные пептиды; цитотоксины микро- бов (комбинаторные экзотоксины); порообразующие (С9 компонент комп-мента, перфорины лимфоцитов-килле- ров, порообразующие токсины и др.) |
Ферменты
— Лизоцим — Миелоперок- сидаза, ксан- тиноксидаза (радикалооб- разующие ферменты) / Антиокси- данты (супероксид- дисмутаза, каталаза …) |
Связывающие чужеродный агент (с последующим фагоцитозом …)
— иммуноглобу- лины — С-реактивный белок (С-РБ) — С3b фрагмент системы компле- мента — фибронектины — и др.
|
Белки-губки
(лактоферрин и др.) – депонирую-щие белки |
| Системный уровень | |||
| Белки нервной
системы, в частнос-ти, участвующие в формировании памяти [то есть стабильные] |
Белки эндокринной,
иммунной систем (иммуно- глобулины, цитокины) |
Белки
пищеварительной, выделительной, дыхательной систем [Специализиро- ванные белки] |
Белки печени
[Базовые]
|
| Перфорины,
гранзимы [Индукторы смерти] |
Цитокины
[Регуляторные молекулы] |
Иммуноглобу-лины
[Запускают цепь реакций] |
|
| Цитокины | |||
| Индукторы
апоптоза (молекулы смерти) – ФНО-альфа* и др. [Смерть клеток] |
Хемокины
[Регуляция движения клеток] |
Индукторы «спус-
ковогокрючка» (интерлейкины, интерфероны …) – каскада дальнейших реакций клетки |
Факторы роста клеток
(пролифера-ции) – КСФ (колониести- мулирующие факторы) |
| Тканевый уровень | |||
| Белки нервной
ткани |
Белки эпите-лиальной и
соединитель-ной (рыхлой) ткани |
Белки
мышечной ткани |
Белки плот-ной (опорной)
соединитель-нойткани |
| Белки соединительной ткани | |||
| Белки
кроветворной ткани |
Белки плазмы крови, лимфы,
тканевой жидкости
|
Белки специализиро-ванных тканей
(- жировой — слизистой — ретикулярной — пигментной) |
Белки скелетной
соединитель-ной ткани (хрящей, костей) |
|
Белки внутренней среды организма (ВСО) (т.е. межклеточной жидкости – тканевой жидкости, плазмы крови, лимфы) |
|||
| ? Альбумин [«не флуктуирующий», держащий константу]
(поддержание онкотического давления) |
Регуляторные белки
ферментных систем |
Транспортные-?
[работающие] белки |
Белки, под-держивающие
структуру жидкости (белки ЭЦМ*, гликокаликса) |
|
Белки ферментных систем |
|||
| Белки
полимеризующиеся (фибрин /свертывающаяся система крови — ССК/) |
Защитные белки
системы комплемента (СК) и др. |
Белки вазоактивные
(регулирующие питание и дыхание клеток тканей; перераспределе-ние) – белки ККС (калликреин-кининовой системы) и РААС* |
Фибрин
(как основа морфогенеза); белки, поддер-живающие жидкое сос-тояние ВСО (фибриноли-тическая система) |
|
Белки системы комплемента |
|||
| Белки, формирую-щие МАК (мембраноатакую-щий комплекс) – полимеризующиеся
(С9 компонент комплемента) |
С1q*, MBP*,
фиколины (в виде «букета тюльпанов») – «вибраторы» |
Каскадные
(С1r→C1s→C4 →C3→C5→C6 →C7→C8) |
Мембрано-зависимые
(работающие гетерофазно – на плотном носителе) /?/ — C3b, C5b, ф. В |
|
Клеточный уровень |
|||
| Шагающие
транспортные белки (динеины- кинезины …) [Машины с «двумя» рабочими состояниями] |
Защитные
белки клетки (рестриктазы, токсины …); сигнальные молекулы межклеточной коммуникации |
Белки, формирующие жгутиковый аппарат
[движение клеток]
Сократительные белки клеток |
Белки адгезии
àКооперация Клеток (друг с другом, с эндотелием сосуда, с ЭЦМ*…) |
|
Субклеточный уровень |
|||
| — Трансмембранные
рецепторы (семейство ТМ- белков) — Белки, формирую- щие ионные каналы (порины бактерий) |
Рецепторы,
регуляторные пептиды клетки, белки для коммуника-цииклеток |
Каскад-активирующиеся
(белки сигнальных путей …)
|
Белки
цитоскелета и матрикса клетки |
|
Белки — регуляторы работы нуклеиновых кислот |
|||
| ?
Клеточный центр |
?
Гистоны, малые (пептидные) регуляторы |
? Ферменты ядра,
большие (белковые) регуляторы каскадов реакций |
?
Якорные белки ядерной мембраны |
|
Биохимический (макромолекулярный; гетерополимерный) уровень |
|||
|
Ферменты (предлагаемое разделение помимо официальных классов энзимов) |
|||
| ?
Ферменты электронтранс-портной цепи («on-off»?) — Цитохромоксидаза — Ферредоксин |
Ферменты
(с активным реактогенным центром) |
Ферменты для специфической мишени (обычно комплесные) типа
— С3- и С5-конвер- тазы системы комплемента — RISC* … (конформацион-ные ансамбли) |
Каталитичес-кие белки
(структурно скрепляющие)
|
| Комбинаторные белки (классификация по строению):
сложные белки (гликопротеины, липопротеины, нуклеопротеины …) |
?
Рецепторы на вибрирующей основе |
Активаторы –
ингибиторы функционалов; сами функционалы (белки – «роботы») |
Белки, формирующие бочки, поры, губки
— шапероны — белки протеасом — … |
|
Химический уровень |
|||
| ?
Металлопротеины (гемоглобин, хлорофилл …) |
? Пептиды с подвижной
вторичной и третичной конфигура-цией |
?
Фосфопротеины (…), легко реагирующие с посредниками («спусковые крючки») |
? Пептиды из нескольких аминокислот
(«неподвиж-ные»; без вторичной и третичной структуры) |
|
Физический уровень |
|||
| Белки с эффектами туннелирования …
/?/ (перенос /вернее, перескок/ квантов «энергии»)
|
Белки с Бозе-эйнштейнов-ской
жидкостью, экситонами (флуктуирую-щая электро-динамика)? |
?
Работающие с периодикой (периодической сменой заряда – динеины-кинезины – шагающие белки, …) |
?
Белки-световоды /?/ |
|
Итоговая синергетическая трактовка |
|||
| Комбинаторные,
полимеризующиеся, агрегирующие |
Флуктуирую-щие (неравно-
весное состо-ние белка [7]) |
Каскадные,
«периодичные» (ритмичные-?), «роботы» |
Структурные
(опорные), в т.ч. полимеры |
Примечание: * РААС – ренин-ангиотензин-альдостероновая система
ф. – фактор
ФНО-альфа– фактор некроза опухолей альфа
ЭЦМ – экстрацеллюлярный матрикс
С1q – первый субкомпонент комплемента
MBP – манноза-связывающий белок
RISC – РНК-индуцированный сайленсинг комплекс
Геном только человека включает 25 тысяч белок-кодирующих генов. Расписать данные белки в какую-то более-менее удачную систему – задача будущего. Представленное деление весьма примитивно и приближенно, но не позволяет путать и смешивать (однолинейно) белки, значимые для организменного уровня (патологические отложения прионов, амилоидных белков в разных местах организма; альбумин, предотвращающий отек мозга /при гепатите – снижении онкотического давления/), и, к примеру, сугубо внутриклеточные.
Список литературы:
- Ложкина А. Н. Метафизика в философии биологии и медицины. Попытка синтеза // Новые задачи современной медицины: материалы международной научной конференции. — Пермь: Меркурий, 2012. С. 13-24.
- Ложкина А.Н. Метафизический подход к иммунологии // Евразийский союз ученых. – 2016. – Вып. 1 (22). – C. 99-103.
- Ложкина А.Н. От детерминизма к метафизике. Размерности некоторых форм в биологии (редукционистский подход) // Развитие современной науки: теоретические и прикладные аспекты. № 03. – C. 175-181. https://media.wix.com/ugd/cb673c_b3a971aae5234d91aa895b805db4338d.pdf
- Barh D., Blum K., Madigan M. A. (ed.). OMICS: biomedical perspectives and applications. – CRC Press, 2016. – 584 p.
- Kessel A., Ben-Tal N. Introduction to proteins: structure, function, and motion. – CRC Press, 2010. – 592 p.
- Whitford D. Proteins: structure and function. – John Wiley & Sons, 2013.
- Terazima, M., Kataoka, M., Ueoka, R., & Okamoto, Y. (Eds.).Molecular science of fluctuations toward biological functions. – Springer, 2016. – 269 p.[schema type=»book» name=»ФУНКЦИИ БЕЛКОВ С МЕТАФИЗИЧЕСКОЙТОЧКИ ЗРЕНИЯ (НАБРОСКИ)» description=»Резкий рост информации в базах данных (протеом, геном, транскриптом, микробиом и пр.) требует разработки методологии биоинформатики для крупномасштабного анализа и синтеза. В данной работе сделана попытка разделения белков по функциям с метафизической точки зрения.» author=»Ложкина Анна Николаевна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-01-17″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.10.16_31(2)» ebook=»yes» ]