Jednostavne i složene proteine. Struktura, funkcije, svojstva, karakteristike, primjeri složenih proteina

Jedna od definicija života glasi: "Život je način postojanja proteina tijela." Na našoj planeti, bez izuzetka organizmi sadrže takve organskih materijala, kao što su proteini. Ovaj članak će opisati jednostavnih i složenih proteina identifikovanih razlike u molekularnoj strukturi, i raspravlja njihove funkcije u ćeliji.

Koje su proteini

Sa stanovišta biohemije - visoke molekularne težine organskih polimera, monomera koji su 20 različitih vrsta aminokiselina. Oni su spojeni kovalentne kemijske veze, inače poznat peptida. Od proteina monomera su amfoterni spojevi, oni sadrže i amino grupe i karboksilnu funkcionalnu grupu. Kemijska veza CO-NH između njih javlja.

Ako je polipeptid se sastoji od aminokiselinskih ostataka veze, formira jednostavan proteina. Molekula polimera, dodatno se sastoji od metalnih jona, vitamini, nukleotidi, ugljenih hidrata - su složeni proteini. Dalje, smatramo da je prostorna struktura polipeptida.

Nivoa organizacije proteinskih molekula

Oni su prikazani u četiri različite konfiguracije. Prvi struktura - linearno, to je najjednostavniji i ima oblik polipeptida lanca tokom svog spiralno formiranja dodatnih vodikove veze. Oni stabilizirati spirala, koji se naziva sekundarna struktura. Tercijarne institucije imaju jednostavnih i složenih proteina, većina biljnih i životinjskih ćelija. Potonji konfiguracija - kvaternerna nastaje u interakciji nekoliko molekula native strukture, Sjedinjene koenzima, naime, kao što proteini imaju složenu strukturu, rade u raznim tjelesnim funkcijama.

Mnoštvo jednostavnih proteina

Ova grupa nije brojna polipeptida. Njihove molekule sastoje samo od ostataka amino kiseline. Uključiti proteina, kao što su histona i globulini. Prvi zastupljene u osnovne strukture, i u kombinaciji sa DNK molekula. Druga grupa - globulini - su glavne komponente krvne plazme. Takav proteina kao što je gama globulin, obavlja funkcije imuni sistem i antitela. Ovi spojevi mogu formirati komplekse, koji sadrže složenih ugljenih hidrata i proteina. Takva fibrilaran jednostavan proteina, kao što su kolagena i elastina, dio vezivnog tkiva, hrskavice, tetiva, kože. Njihova glavna funkcija - izgradnja i podršku.

Tubulin protein je član mikrotubula, koji su komponente cilija i flagella jednoćelijskih organizama kao što su ciliates, Euglena, parazitske flagelati. Ovaj isti protein je član višećelijskih organizama (flagella spermatozoida, jajne cilija, prekriven cilijama epitela tankog crijeva).

Protein albumin služi za zalihe funkciju (npr protein pilećih jaja). U endosperma sjemena žitarica - raž, riža, pšenica - molekula proteina akumulirati. Nazivaju se ćelijski uključaka. Ove supstance se koriste u seme embriona na početku svog razvoja. Osim toga, visok sadržaj proteina u pšenice žižak je vrlo važan pokazatelj kvaliteta brašna. Kruh pečen od glutena bogate brašno ima visok kvalitet ukusa i korisnije. Gluten sadrže tzv teško pšenice. Duboko morske ribe krvne plazme sadrži proteine koji sprečavaju smrt od hladnoće. Oni posjeduju antifriz svojstva, sprečava smrt organizma na niskim temperaturama vode. S druge strane, u sastavu zida ćelije termofilnih bakterija u geotermalnim izvorima sadrži proteine u stanju da zadrži svoju prirodnu konfiguraciju (tercijarne ili kvartarnih struktura) i ne denaturaciju na temperaturama u rasponu od 50 do + 90 ° C.

proteid

Ovi su složeni proteini, koje karakterizira velika raznolikost u vezi sa različitim funkcijama koje su izvršili. Kao što je ranije navedeno, grupa polipeptida, osim proteina dio sadrži protetske grupe. Pod uticajem različitih faktora kao što su visoka temperatura, soli teških metala, koncentriran lužina i kiselina kompleks proteina može mijenjati svoj prostorni oblik, pojednostavljujući ga. Ovaj fenomen se zove denaturacije. Struktura kompleksa proteina poremećen vodikove veze su razbijena, a molekule gube svojstva i funkcije. Po pravilu, denaturacija je nepovratan. Ali neki od polipeptida djelovati kao katalizator, vožnje i signalizaciju funkcije, moguće je renaturalizacije - vraćanje prirodne strukture proteids.

Ako je akcija destabilizirajući faktor ide za dugo vremena, molekula proteina je potpuno uništen. To dovodi do pucanja peptidnih veza primarne strukture. Vraćanje proteina i njegova funkcija više nije moguće. Ovaj fenomen se zove uništenje. Primjer je kuhanje jaja: tečnost proteina - albumin, nalazi se u tercijarne strukture potpuno uništen.

biosintezu proteina

Još jednom, sjećam da je u polipeptidi živih organizama se sastoji od 20 aminokiselina, od kojih su neke nezamjenjiv. Ovo lizin, metionin, fenilalanin, i tako dalje. D. Oni ulaze u krvotok iz tankog crijeva nakon podele to proteinskih proizvoda. Sintetizirati esencijalne aminokiseline (alanin, prolin, serin), gljive i životinje koriste spojevi sadrže azot. Biljke, što autotrofni, samostalno formiraju neophodan sastavni monomera predstavlja kompleks proteina. Za ovaj asimilacije reakcije Oni se koriste nitrati, amonijak, ili azot-free. U nekim vrstama mikroorganizama pružaju se sa kompletan set aminokiselina, dok u drugima samo su neke sintetiziran monomera. Faza biosinteze proteina javljaju u stanicama svih živih organizama. U srži transkripcije dogodi, a u citoplazmi ćelije - program.

Prvi korak - sintezu mRNA prethodnica nastaje enzim RNA polimeraze. On lomi obveznice vodika između DNK lanaca, a jedan od njih je na principu komplementarnosti prikuplja pre-mRNA molekula. Ona je izložena slaysingu da je zrelo, a zatim izlazi iz nukleusa u citoplazmi, formirajući glasnika ribonukleinske kiseline.

Za implementaciju drugoj fazi zahtijeva određenu organele - ribozome i molekularne informacije i prenose ribonukleinske kiseline. Još jedan važan uslov je prisustvo ATP, kao reakcija plastični metabolizam, koji pripada biosinteze proteina javlja sa apsorpcijom energije.

Enzimi, njihova struktura i funkcija

Ovo je velika grupa proteina (oko 2000), obavlja ulogu supstanci utječu na stopu biohemijskih reakcija u ćelijama. Oni mogu biti jednostavni (trepsin, pepsin) ili kompleksa. Kompleks proteina koja se sastoji od apoenzyme i koenzima. Specifičnost proteina u odnosu na spojeve za koje se ponaša, određuje koenzim, a proteids aktivnost je uočena samo u slučaju kada je komponenta protein povezan sa apoenzyme. Katalitičku aktivnost enzima je nezavisna od molekula, već samo aktivni centar. Njegova struktura odgovara hemijske strukture materije katalizovane po principu "ključ-brava", tako da je akcija enzima je strogo specifičan. Funkcija kompleksne proteini su za učešće u metaboličkim procesima i koristeći ih kao akceptora.

Nastava kompleksnih proteina

Oni su razvili biohemičari, na osnovu 3 kriterija: fizikalno-kemijska svojstva, karakteristike i strukturne karakteristike proteids specifičnost. U prvu grupu spadaju i polipeptidi različitih elektrohemijskih svojstva. Oni su podijeljeni u osnovne, neutralne i kisele. U odnosu na proteine vode može biti hidrofilni, amfifilnim i hidrofobna. Druga grupa enzima koji su se ranije smatralo. Treća grupa uključuje polipeptida koji se razlikuju u kemijskom sastavu protetski grupa (je chromoproteids, nucleoproteins, metalloproteins).

Uzmite u obzir svojstva kompleksa proteina u više detalja. Tako je, na primjer, kiseli protein koji je dio ribozomi, sadrži 120 aminokiselina i je svestran. Nalazi se u organele proteina sintezu, kako prokariotskih i eukariotskih stanica. Još jedan član ove grupe - S-100 protein, sastoji se od dva lanca povezana jona kalcijuma. On je član neurona i glija - podrška tkivo nervnog sistema. Zajednička imovina svih kiselih proteina - visok sadržaj dicarboxylic kiseline: glutaminske i asparaginske. Alkalnim proteina uključuju histona - proteina koji čine RNK i DNK nukleinskih kiselina. Specifičnost kemijski sastav je velike količine lizina i arginina. Histona, zajedno sa nuklearnim hromatin hromozoma obliku - kritičan stanične strukture nasljednost. Ovi proteini su uključeni u procese transkripcije i prevođenja. Amfifilnih proteina široko zastupljeni u stanične membrane, formirajući lipoprotein dvosloj. Dakle, grupa proučavao gore raspravljalo kompleks proteina, bili smo uvjereni da je njihova fizikalno-kemijskih svojstava zbog strukture komponente proteina i protetske skupine.

Neki kompleks ćelijsku membranu proteini su u stanju da prepoznaju različite kemijske spojeve, kao što su antigeni i reagiraju na njih. Ova signalizacije funkcija proteids, to je vrlo važno za selektivnih procesa apsorpcije, supstance iz vanjskog okruženja, i da ga zaštiti.

Glikoproteini i proteoglikana

Oni su složeni proteini koji se razlikuju između biohemijski sastav protetski grupe. Ako je kemijski veze između komponenti proteina i ugljikohidrata dijela - kovalentno-glikozida, kao supstance se nazivaju glikoproteini. Apoenzyme su predstavili molekule mono- i oligosaharida, primjeri takvih proteini su protrombina, fibrinogen (proteini uključeni u koagulacije krvi). Kortiko- i GONADOTROPNIH hormona, interferoni, enzima i membrane su glikoproteini. U molekule proteoglikana proteina deo je samo 5%, a ostatak kao protetski grupa (geteropolitsaharid). Oba dijela su povezana glikozidne obveznica grupe-treonin i arginin grupe OH i NH₂-glutamina, i lizin. Proteoglikana molekule igraju vrlo važnu ulogu u metabolizmu ćelije vode soli. U nastavku je sto složenih proteina, proučavali smo.

metalloproteins

Ovi materijali sadrže kao dio svoje molekularne ion jednog ili više metala. Uzmite u obzir primjere kompleksa proteina koji pripadaju gore grupi. To je prije svega enzima kao što su citokrom oksidaze. Nalazi se na cristae mitohondrija i aktivira sintezu ATP-a. Ferrin i transferin - proteid sadrže željezo ione. Porijekla depoziti ih u ćelijama, a drugi je transport proteina u krvi. Još jedna metalloproteins - alfaamelaza sadrži kalcij iona je uključena u sastav pljuvačke i gušterače sok, koji učestvuju u cijepanje škroba. Hemoglobin je kako metalloproteins i hromoproteidov. On služi kao transportni protein koji prenosi kiseonik. Rezultat je spoj od oksihemoglobin. Udisanje ugljičnog monoksida, ili ugljičnog monoksida-zove, njegova hemoglobina molekula čine vrlo stabilan spoj eritrocita. Brzo širi organa i tkiva, što uzrokuje trovanje ćelije. Kao rezultat toga, nakon produženog udisanja ugljičnog monoksida smrt nastupa od gušenja. Hemoglobin djelomično nosi i ugljen-dioksida formiran u katabolički procesi. Iz krvotoka ugljen-dioksida u pluća i bubrega, i od njih - na vanjsko okruženje. Neki rakova i školjki transport proteina koji prenosi kiseonik, je ključaonicu. Umjesto željeza sadrži bakar iona, tako životinjska krv nije crvena i plava.

hlorofil funkcija

Kao što smo ranije spomenuli, složeni proteini mogu formirati komplekse sa pigmentima - boji organske materije. Njihova boja ovisi o hromoformnyh grupe koje selektivno apsorbiraju određene spektar sunčeve svjetlosti. U biljnih ćelija ima zelenu plastids - hloroplasti sadrže klorofil pigment. Ona se sastoji od atoma magnezija i na višehidroksilni alkohol, phytol. Oni su povezani sa molekula proteina, i sami sadrže hloroplasti thylakoids (ploče), ili membrane povezani u knjižnici - aspekt. Oni su fotosintetski pigmenti - klorofil - i dodatni karotenoida. Ovde su svi enzimi koriste u fotosintetskih reakcije. Tako chromoproteids, među kojima su klorofil, obavljaju važne funkcije u metabolizmu, odnosno u reakcijama asimilacije i deasimilacije.

virusnih proteina

Oni uključuju predstavnike ćelijski oblicima života, ulazi u kraljevstvo Vira. Virusi ne imaju svoje aparat protein-sintezu. Nukleinskih kiselina DNK ili RNK, može izazvati sintezu većine čestica sopstvene ćelije zaražene virusom. Jednostavna virusi sastojati samo od proteinskih molekula, kompaktno okupili u spiralne strukture ili poliedarskih oblik, kao što je virus mozaika duvana. Kompleks virusi imaju dodatne membrane čine dio plazme membrane ćelije domaćina. Kao što se može uključiti glikoproteina (hepatitis B virus, virus velikih boginja). Glavna funkcija glikoproteina - priznanje specifičnih receptora na membrani ćelije domaćina. Sastav dodatnih virusnih membrane i proteina uključuju enzime pružanje reduplikacija DNK ili RNK transkripcija. Na osnovu navedenog, može se zaključiti sljedeće: virusnih proteina čestica granate imaju specifičnu strukturu, ovisno o proteine domaćina ćelije.

U ovom članku smo s obzirom na karakteristike složenih proteina, studirao njihovu strukturu i funkciju u ćelijama različitih organizama.