Proteini: Struktura i funkcija proteina

Proteini su organske materije. Ove makromolekularni spojevi odlikuje specifičnom sastavu i hidrolizom razlažu u aminokiseline. Molekula proteina može biti različitih oblika, mnogi od njih se sastoji od nekoliko polipeptidnih lanaca. Informacije o strukturi proteina kodirane u DNK, i proteina molekula sintezu procesa koji se naziva prevođenja.

Kemijski sastav proteina

Prosjek protein sadrži:

• 52% ugljen;
• 7% vodika;
• 12% azota;
• 21% kisika;
• 3% sumpora.

Molekula proteina - su polimeri. Kako bi se razumjeti strukturu, morate znati što čini njihov monomera - aminokiselina.

amino kiseline

Oni se mogu podijeliti u dvije kategorije: stalno javlja, a ponekad i susreli. Bivši daje 18 proteina monomera amid i 2: asparaginske kiseline i glutaminske kiseline. Ponekad postoje samo tri kiseline.

Ove kiseline mogu se svrstati u različite načine: od prirode bočnih lanaca ili na teret im radikala, isto tako se mogu podijeliti po broju grupa, CN i COOH.

Primarna struktura proteina

Redoslijed aminokiselina u proteinskom lancu određuje njegovo kasnije nivoima organizacije, karakteristike i funkcije. Glavni oblik komunikacije između monomera je peptid. Ona se formira uklanjanje vodika iz jedne aminoksloty i OH grupe druge.

Prvi nivo organizacije molekula proteina - sekvence aminokiselina u njemu, samo lanac, koji određuje strukturu molekula proteina. Sastoji se od "kostura" koji imaju redovne strukturu. Ovo ponoviti slijed -NH-CH-CO-. Određeni bočni lanci aminokiselina su predstavljene radikala (R), njihova imovina odrediti sastav proteinske strukture.

Čak i ako istu molekularnu strukturu proteina, mogu se razlikovati samo svojstva koja imaju drugačiji slijed monomera u lancu. Redoslijed aminokiselina u proteinu određuje gena i proteina diktira određene biološke funkcije. Redoslijed monomera u molekula odgovorna za istu funkciju, često u neposrednoj blizini u različitim vrstama. Takve molekule - istim ili sličnim da organizuje i obavlja u različitim vrstama organizama, istu funkciju - homologna proteina. Struktura, svojstva i funkcije buduće molekula se postavljaju u fazi sinteze lanaca aminokiselina.

Neke zajedničke karakteristike

Struktura proteina je studirao dugo vremena, a njihova primarna analiza struktura nam je omogućio da se neke generalizacije. Za veći broj proteina karakteriše prisustvo svih dvadeset aminokiselina, od kojih su posebno velike glicin, alanin, asparaginsku kiselinu, glutamina i malo triptofana, arginin, metionin, histidin. Izuzeci su samo nekoliko grupa proteina, kao što su histona. Oni su potrebni za DNK pakovanje i sadrže mnogo histidin.

Drugi generalizacija: nema zajedničkih obrazaca u aminokiseline u izmjeni loptastog proteina. Ali čak iu dalekoj biološka aktivnost polipeptida su mali fragmenti istog molekula.

sekundarne strukture

Drugi nivo organizacije lanca polipeptid - je njen prostorni položaj, koji se održava od vodikove veze. Luče α-helix i β-puta. Circuit dio ima naredio strukturu, takvim područjima se nazivaju amorfna.

Alfa-helix prirodnih proteina pravozakruchennaya. Strane grupe aminokiselina u spiralu stalno okrenuta prema spolja i nalazi se na suprotnim stranama svoje ose. Ako su nepolarne, tu je njihovo grupisanje na jednoj strani spirale dobijenih luk, koji stvaraju uvjete za približavanje različitih spiralne regija.

Beta-fold - veoma izdužene Helix - imaju tendenciju da ostanu u molekulu proteina i formiraju se u susjedstvu i paralelno na ne-paralelnih slojeva β-nabrane.

U tercijarne strukture proteina

Treći nivo organizacije molekula proteina - dvokrilna spirale, nabori i amorfne regija u kompaktnu strukturu. Ovo nastaje zbog interakcije između bočni lanci samih monomera. Takvi linkovi su podijeljeni u nekoliko vrsta:

• vodoničnih se formiraju između polarnih radikala;
• Hidrofobnim - između nepolarne R-skupine;
• elektrostatičke atraktivan snage (ionske veze) - između grupa, optužbe koje su u suprotnosti;
• disulfid mostove - između cistein radikala.

Potonji tip veze (-S = S-) predstavlja interakciju kovalentne. Disulfid mostova jačanje proteina, njihova struktura postaje stabilna. Ali prisustvo takve veze ne nužno. Na primjer, cistein može biti vrlo malo u lancu polipeptida, ili radikali su u blizini i ne može stvoriti "most".

Četvrti nivo organizacije

Kvartara struktura se formira, nisu svi proteini. Struktura proteina na četvrtom nivou određen broj polipeptidna lanca (protomers). Oni su međusobno povezani istim vezama kao i prethodni nivo organizacije, pored disulfid mostova. Molekula se sastoji od niza protomers, svaki od njih ima svoj poseban (ili identični) tercijarne strukture.

Svi nivoi organizacije određuju funkcije koje će poslužiti da se proteina. Struktura proteina na prvom nivou organizacije je vrlo precizno određuje njihov kasniji ulogu u ćeliji i organizma u cjelini.

Funkcije proteina

Teško je i zamisliti koliko je važna uloga proteina u aktivnosti ćeliji. Iznad smo pogledali njihove strukture. Funkcije proteina su direktno ovisni o njoj.

Obavljanje funkcije (strukturne) zgrade, oni čine osnovu svake žive ćelije citoplazmi. Ovi polimeri su glavni materijal svih stanične membrane, kada se sastoji u kompleksu sa lipidima. To uključuje podjela ćelija u pregrade, od kojih je svaki javljaju njihove reakcije. Činjenica da je potrebno njegovim okvirima, posebno važnu ulogu srednja pH za svaku kompleksa ćelijski procesa. Proteini graditi tanke zidove, koji dijele ćeliju u tzv pregrade. Ali fenomen je nazvan compartmentalization.

Katalitičkog funkcija je da se reguliše svim mobilnim reakcije. Svi enzimi porijekla su jednostavni ili kompleksni proteini.

Bilo koja vrsta organizama kretanja (mišićnog rada, kretanje u protoplazma ćeliji, cilijarnog treperenja u protozoa i t. D.) se vrši proteina. Strukture proteina im omogućava da se presele u obliku vlakana i prstenje. Funkcija saobraćaj je da mnoge supstance se prevoze preko specifičnih nosač proteina ćelijske membrane.

Hormonske uloga ovih polimera je razumljivo odjednom: o strukturi niz hormona su proteini, kao što su inzulin, oksitocin.

Zamjena funkcija se određuje tako da se proteini su u stanju da formiraju depozite. Na primjer, valgumin jaja, kazein, proteini skladištenja sjemena biljka - veliki broj hranjivih tvari pohranjene u njemu.

Sve tetive, zajednički artikulacija, kostur kosti, kopita formirana proteina, što nas dovodi do drugog svoje funkcije - podrška.

Proteinskih molekula su receptori nosi selektivno priznavanje određenih supstanci. U ovoj ulozi, posebno poznat glikoproteina i lektini.

Najvažniji faktori imuniteta - antitela i dopuna sistema porijekla su proteini. Na primjer, proces zgrušavanja krvi se temelji na promjenama u fibrinogena proteina. Unutrašnjim zidovima jednjaka i želuca su obloženi zaštitnim slojem sluzi proteina - Litsinija. Toksini su proteine nastanku. temelj kože, zaštićena životinja tijelo je kolagen. Sve ove funkcije su zaštitne proteine.

Pa, posljednji u funkciji redom - regulatorni. Tu su proteini koji kontroliraju genom rad. To jest, oni reguliraju transkripciju i prevođenje.

Bez obzira na važnu ulogu puštao proteini, proteinske strukture bio unriddled naučnici dugo. I sada se otvaraju nove načina za korištenje ovog znanja.