Универсальной системы классификации белков не существует. Имеется лишь несколько общеупотребительных систем классификации, частично противоречащих одна другой. С точки зрения ключевых свойств белков все они имеют ограниченную ценность. Однако эти системы и соответствующая терминология используются в клинических лабораториях.
Классификация белков, основанная на их растворимости
Классификация белков, основанная на их растворимости, была введена в 1907–1908 гг. и используется до сих пор, особенно в клинической биохимии (таблица 1). Строго установленных границ между классами не существует. Например, четкое разграничение между альбуминами и глобулинами невозможно, если исходить только из их растворимости в воде и солевых растворах. Поэтому глобулины подразделяют на псевдоглобулины, легко растворимые в воде, и эуглобулины, нерастворимые в воде, свободной от солей.
Таблица 1. Классификация белков, основанная на их растворимости
Альбумины
Растворимы в воде и солевых растворах. Не имеют особенностей в смысле содержания отдельных аминокислот
Глобулины
Слаборастворимы в воде, но хорошо растворимы в солевых растворах. Не имеют особенностей в смысле содержания отдельных аминокислот
Проламины
Растворимы в 70-80%-ном этаноле, но нерастворимы в воде и в абсолютном этаноле. Богаты аргинином
Гистоны
Растворимы в солевых растворах
Склеропротеины
Нерастворимы в воде и солевых растворах. Повышено содержание глицина, аланина и пролина
Классификация белков, основанная на форме молекул
Если исходить из отношения осей (продольной и поперечной), можно выделить два больших класса белков. У
глобулярных белков
отношение составляет менее 10 и в большинстве случаев не превышает 3-4. они характеризуются компактной кладкой полипептидных цепей. Примерами служат
инсулин
, альбумины и глобулины плазмы крови, многие ферменты.
Фибриллярные белки
, у которых отношение осей превышает 10, состоят из пучков полипептидных цепей, спирально навитых друг на друга и связанных между собой поперечными ковалентными или водородными связями. Примерами служат кератин, миозин, коллаген и фибрин.
Белки также классифицируют в соответствии с их функциями; например, можно подразделять белки на структурные, каталитические и транспортные (таблица 2).
Таблица 2. Классификация белков, основанная на их функциях
Классификация белков, основанная на их физических свойствах
Для ряда белков, представляющий медицинский интерес, существуют специализированные системы классификации, позволяющие устанавливать различия
в пределах семейств сходных белков. Например, широко используются две и обсуждается третья система номенклатуры липопротеинов плазмы. В первой системе липопротеины классифицируют в соответствии с их поведением в электрическом или гравитационном поле; так, на основе электрофоретической подвижности при рН 8,6 различают «стартовые» aльфа1-, альфа2-, бета- и гамма-липопротеины. Вторая система классификации липопротеинов основана на их плотности в гидратированном состоянии; в этом случае различают
хиломикроны, ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП и ЛПОВП
. Возможен и третий тип классификации, основанный на первичной структуре апобелков. В этой системе различают шесть классов липопротеинов плазмы, характеризующихся присутствием апобелков А, В, С, D, Е и F соответственно. Апобелки можно различать, используя иммунологические критерии.
Классификация белков, основанная на трехмерной структуре
Белки можно разграничивать и на основании того, имеют ли они четвертичную структуру. Кроме того, ценной основой для классификации белков служит структурное сходство ряда белков, выявляемое главным образом с помощью рентгеновской кристаллографии. Например, белки, связывающие нуклеотиды, обычно характеризуются присутствием в их третичной структуре «нуклеотидсвязывающего домена» и, возможно, являются эволюционно родственными белками.