Πρωτεΐνες: Δομή και λειτουργία των πρωτεϊνών

Οι πρωτεΐνες είναι οργανικές ουσίες. Αυτές οι μακρομοριακές ενώσεις χαρακτηρίζονται από μία ειδική σύνθεση και με υδρόλυση αποσυντίθενται σε αμινοξέα. μόρια πρωτεΐνης μπορεί να είναι διαφόρων σχημάτων, πολλά από αυτά αποτελούνται από διάφορα πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Πληροφορίες σχετικά με τη δομή της πρωτεΐνης που κωδικοποιείται στο DNA, και η διαδικασία σύνθεσης μορίων πρωτεΐνης που ονομάζεται μετάφραση.

Η χημική σύνθεση των πρωτεϊνών

Μέσος όρος πρωτεΐνη περιέχει:

• 52% άνθρακα?
• 7% υδρογόνο?
• 12% άζωτο?
• 21% οξυγόνο?
• 3% θείο.

πρωτεϊνικά μόρια - είναι πολυμερή. Για να κατανοήσουμε τη δομή, θα πρέπει να γνωρίζετε τι συνιστά μονομερή τους - αμινοξέα.

αμινοξέα

Μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: συνεχώς συμβαίνουν και μερικές φορές αντιμετώπισε. Ο πρώην παρέχει 18 πρωτεΐνης μονομερή αμίδιο και 2: ασπαρτικό οξύ και γλουταμικό οξύ. Μερικές φορές υπάρχουν μόνο τρεις οξέα.

Αυτά τα οξέα μπορούν να ταξινομηθούν με διάφορους τρόπους: τη φύση των πλευρικών αλυσίδων ή τους φορτισμένων ριζών, επίσης μπορούν να διαιρείται με τον αριθμό των ομάδων, CN και COOH.

Η πρωτοταγής δομή της πρωτείνης

Η σειρά των αμινοξέων στην αλυσίδα πρωτεΐνης καθορίζει επόμενα επίπεδα του στον οργανισμό, τα χαρακτηριστικά και τις λειτουργίες. Η κύρια μορφή επικοινωνίας μεταξύ των μονομερών είναι ένα πεπτίδιο. Σχηματίζεται με απομάκρυνση ενός υδρογόνου από μία aminoksloty και ομάδα ΟΗ του άλλου.

Το πρώτο επίπεδο της οργάνωσης της πρωτεΐνης μορίου - μια αλληλουχία αμινοξέων σε αυτό, ακριβώς μια αλυσίδα, η οποία καθορίζει τη δομή των μορίων πρωτεΐνης. Αποτελείται από ένα «σκελετό» που έχουν μια κανονική δομή. Αυτή η επαναλαμβανόμενη αλληλουχία -ΝΗ-CH-CO-. Ορισμένες πλευρικές αλυσίδες των αμινοξέων που παρουσιάζονται ρίζες (R), τις ιδιότητές τους καθορίζει τη σύνθεση της πρωτεϊνικής δομής.

Ακόμη και αν η ίδια μοριακή δομή των πρωτεϊνών, που μπορεί να διαφέρει κατά μόνο ιδιότητες που έχουν μια διαφορετική αλληλουχία από μονομερή στην αλυσίδα. Η σειρά των αμινοξέων σε μια πρωτεΐνη προσδιορίζεται από τα γονίδια και πρωτεΐνες υπαγορεύει ορισμένες βιολογικές λειτουργίες. Η ακολουθία των μονομερών στα μόρια υπεύθυνα για την ίδια λειτουργία, συχνά κοντά σε διαφορετικά είδη. Τέτοια μόρια - ίδια ή παρόμοια με οργανώνει και να πραγματοποιεί διαφορετικούς τύπους οργανισμών, η ίδια λειτουργία - ομόλογες πρωτεΐνες. Οι Δομή, ιδιότητες και τις λειτουργίες των μελλοντικών μορίων που κατά το στάδιο της σύνθεσης των αλυσίδων των αμινοξέων.

Ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά

Η δομή της πρωτεΐνης έχει μελετηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα, και αρχική ανάλυση της δομής τους μας επέτρεψε να κάνει κάποιες γενικεύσεις. Για μεγαλύτερο αριθμό πρωτεΐνες χαρακτηρίζονται από την παρουσία όλων των είκοσι αμινοξέων, εκ των οποίων ιδιαίτερα μεγάλες γλυκίνη, αλανίνη, ασπαρτικό οξύ, γλουταμίνη και λίγο τρυπτοφάνη, αργινίνη, μεθειονίνη, ιστιδίνη. Εξαιρέσεις είναι μόνο μερικές ομάδες των πρωτεϊνών, όπως ιστόνες. Είναι αναγκαίες για τη συσκευασία DNA και περιέχουν πολλά ιστιδίνης.

Η δεύτερη γενίκευση: δεν υπάρχουν κοινά πρότυπα στα αμινοξέα στην εναλλαγή των σφαιρικών πρωτεϊνών. Αλλά ακόμη και στο μακρινό βιολογική δραστικότητα των πολυπεπτιδίων είναι μικρά θραύσματα των ίδια μόρια.

δευτερεύουσα δομή

Το δεύτερο επίπεδο της οργάνωσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας - είναι χωρική θέση της, η οποία διατηρείται με δεσμούς υδρογόνου. Εκκρίνουν α-έλικας και β-πλάσια. μέρος του κυκλώματος έχει μια οργανωμένη δομή, οι περιοχές αυτές ονομάζονται άμορφα.

Άλφα-έλικα των φυσικών πρωτεϊνών pravozakruchennaya. Πλευρικές ομάδες των αμινοξέων στην έλικα που αντιμετωπίζουν πάντα προς τα έξω και βρίσκονται σε απέναντι πλευρές του άξονά του. Αν αυτά είναι μη-πολικά, υπάρχει ομαδοποίηση τους στη μία πλευρά της έλικας που λαμβάνεται τόξου, οι οποίες δημιουργούν συνθήκες για τη σύγκλιση των διαφόρων ελικοειδείς περιοχές.

Βήτα-πλάσια - ιδιαίτερα επίμηκες έλικας - τείνουν να παραμένουν στο μόριο πρωτεΐνης και διαμορφώνονται γειτονικά και παράλληλα προς μη παράλληλες β-πτυχωτή στρώματα.

Η τριτοταγής δομή της πρωτεΐνης

Το τρίτο επίπεδο της οργάνωσης της πρωτεΐνης μορίου - αναδίπλωση σπείρες, πτυχώσεις και άμορφες περιοχές σε μια συμπαγή δομή. Αυτό συμβαίνει λόγω της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πλευρικών αλυσίδων των ίδιων των μονομερών. Τέτοιοι δεσμοί χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες:

• Οι δεσμοί υδρογόνου που σχηματίζονται μεταξύ πολικών ρίζες?
• Υδρόφοβη - μεταξύ μη-πολικών R-ομάδες?
• ηλεκτροστατικές ελκτικές δυνάμεις (ιοντικούς δεσμούς) - μεταξύ των ομάδων, οι επιβαρύνσεις οι οποίες είναι αντίθετες?
• δισουλφιδικές γέφυρες - μεταξύ των ριζών κυστεΐνης.

Ο τελευταίος τύπος σύνδεσης (-S = S-) αντιπροσωπεύει ομοιοπολική αλληλεπίδραση. Δισουλφιδικές γέφυρες ενισχύσει τις πρωτεΐνες, δομή τους γίνεται πιο σταθερή. Όμως, η παρουσία τέτοιων συνδέσεων δεν το κάνει απαραίτητα. Για παράδειγμα, κυστεΐνη μπορεί να είναι πολύ μικρή στην πολυπεπτιδική αλυσίδα, ή ρίζες είναι κοντά και δεν μπορεί να δημιουργήσει μια «γέφυρα».

Το τέταρτο επίπεδο της οργάνωσης

Τεταρτοταγή δομή σχηματίζεται, όχι όλες τις πρωτεΐνες. Η δομή των πρωτεϊνών στο τέταρτο επίπεδο καθορίζεται από τον αριθμό των πολυπεπτιδικών αλυσίδων (πρωτομερή). Συνδέονται μεταξύ τους με τις ίδιες συνδέσεις με το προηγούμενο επίπεδο του οργανισμού, εκτός από την δισουλφιδικές γέφυρες. Το μόριο αποτελείται από έναν αριθμό των πρωτομερή, το καθένα από αυτά έχει τη δική του ειδική (ή πανομοιότυπες) τριτοταγή δομή του.

Όλα τα επίπεδα του οργανισμού καθορίζουν τα χαρακτηριστικά που θα χρησιμεύσει για να πάρετε πρωτεΐνη. Η δομή της πρωτεΐνης στο πρώτο επίπεδο της οργάνωσης είναι με μεγάλη ακρίβεια καθορίζει μεταγενέστερη ρόλο τους στο κύτταρο και τον οργανισμό ως σύνολο.

Οι λειτουργίες των πρωτεϊνών

Είναι δύσκολο ακόμη και να φανταστεί κανείς πόσο σημαντικός είναι ο ρόλος των πρωτεϊνών στην κυτταρική δραστηριότητα. Πάνω έχουμε εξετάσει τη δομή τους. Οι λειτουργίες των πρωτεϊνών εξαρτώνται άμεσα από αυτό.

Εκτέλεση κτιρίου (δομική) λειτουργία, που αποτελούν τη βάση κάθε ζωντανό κύτταρο κυτταρόπλασμα. Αυτά τα πολυμερή είναι το κύριο υλικό όλων των κυτταρικών μεμβρανών, όταν περιλαμβάνεται σε ένα σύμπλοκο με λιπίδια. Αυτό περιλαμβάνει την κυτταρική διαίρεση σε διαμερίσματα, καθένα από τα οποία συμβαίνουν αντιδράσεις τους. Το γεγονός ότι απαιτεί τους δικούς του όρους, ένα ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο που διαδραματίζουν οι μέσου ρΗ για κάθε μία από τις πολύπλοκες κυτταρικές διαδικασίες. Πρωτεΐνες χτίσει λεπτά τοιχώματα, οι οποίες διαιρούν το κύτταρο στα λεγόμενα διαμερίσματα. Ωστόσο, το φαινόμενο έχει κληθεί διαμερισματοποίηση.

Η καταλυτική λειτουργία είναι να ρυθμίζει όλες τις κυτταρικές αντιδράσεις. Όλα τα ένζυμα προέλευσης είναι απλές ή σύνθετες πρωτεΐνες.

Οποιεσδήποτε είδη κίνησης οργανισμών (εργασία των μυών, την κίνηση στο κύτταρο πρωτόπλασμα, ακτινωτό αναλαμπών σε πρωτόζωα και t. D.) διεξάγεται πρωτεΐνες. Η δομή των πρωτεϊνών τους επιτρέπει να κινηθεί προς μορφή ινών και δαχτυλίδια. Η λειτουργία μεταφοράς είναι ότι πολλές ουσίες μεταφέρονται δια μέσου των ειδικών πρωτεΐνες φορείς κυτταρικής μεμβράνης.

Ορμονικές ρόλος αυτών των πολυμερών είναι κατανοητό ταυτόχρονα: σχετικά με τη δομή ενός αριθμού ορμονών είναι πρωτεΐνες, όπως ινσουλίνη, οξυτοκίνη.

λειτουργία Αντικατάσταση καθορίζεται έτσι ώστε οι πρωτεΐνες είναι σε θέση να σχηματίζουν αποθέσεις. Για παράδειγμα, valgumin αυγά, καζεΐνη γάλακτος, πρωτεΐνες αποθήκευσης σπόρων φυτών - ένα μεγάλο αριθμό θρεπτικών ουσιών που αποθηκεύονται εκεί.

Όλες οι τένοντες, κοινή άρθρωση, σκελετός οστά, οπλές σχηματίζεται πρωτεΐνες, που μας φέρνει σε ένα άλλο από τα καθήκοντά τους - που υποστηρίζουν.

πρωτεϊνικά μόρια είναι οι υποδοχείς μεταφέρουν την επιλεκτική αναγνώριση ορισμένων ουσιών. Σε αυτό το ρόλο, ιδιαίτερα γνωστή γλυκοπρωτεΐνες και λεκτίνες.

Οι πιο σημαντικοί παράγοντες της ανοσίας - αντισωμάτων και η προέλευση σύστημα συμπληρώματος είναι πρωτεΐνες. Για παράδειγμα, η διαδικασία της πήξης του αίματος βασίζεται σε αλλαγές στην πρωτεΐνη ινωδογόνο. Τα εσωτερικά τοιχώματα του οισοφάγου και του στομάχου επενδύεται με ένα προστατευτικό στρώμα των βλεννογόνων πρωτεϊνών - Litsinija. Οι τοξίνες είναι επίσης πρωτεΐνες των προελεύσεων. θεμέλιο δέρμα, προστατευόμενο ζωικό σώμα είναι το κολλαγόνο. Όλες αυτές οι λειτουργίες είναι προστατευτικές πρωτεΐνες.

Λοιπόν, η τελευταία σε μια σειρά λειτουργίας - κανονιστική. Υπάρχουν πρωτεΐνες που ελέγχουν την εργασία του γονιδιώματος. Δηλαδή, ρυθμίζουν τη μεταγραφή και τη μετάφραση.

Όποια και αν είναι το σημαντικό ρόλο που διαδραματίζουν οποιεσδήποτε πρωτεΐνες, πρωτεϊνική δομή ήταν unriddled επιστήμονες για μεγάλο χρονικό διάστημα. Και τώρα που ανοίγουν νέους τρόπους για να χρησιμοποιήσουν αυτή τη γνώση.