Protein: Cấu trúc và chức năng của protein

Protein là những chất hữu cơ. Các hợp chất phân tử được đặc trưng bởi một thành phần cụ thể và bằng cách thủy phân phân hủy thành các axit amin. phân tử protein có thể được hình dạng khác nhau, nhiều trong số đó bao gồm một số chuỗi polypeptide. Thông tin về cấu trúc của protein được mã hóa trong DNA, và các phân tử protein quá trình tổng hợp gọi là dịch.

Thành phần hóa học của protein

protein trung bình chứa:

• 52% cacbon;
• 7% hydro;
• 12% nitơ;
• 21% oxy;
• 3% lưu huỳnh.

các phân tử protein - là polyme. Để hiểu được cấu trúc, bạn cần phải biết những gì tạo monome của họ - các axit amin.

axit amin

Họ có thể được chia thành hai loại: liên tục xảy ra và đôi khi gặp phải. Các cựu cung cấp 18 protein monome amide và 2: axit aspartic và axit glutamic. Đôi khi chỉ có ba axit.

Những axit có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau: bản chất của chuỗi bên hoặc buộc tội họ gốc, họ cũng có thể được chia cho số lượng các nhóm, CN và COOH.

Cấu trúc cơ bản của protein

Trình tự các axit amin trong chuỗi protein xác định mức độ tiếp theo của các tổ chức, các tính năng và chức năng. Các chính hình thức giao tiếp giữa các monome là một peptide. Nó được hình thành bằng cách loại bỏ một hydro từ một aminoksloty và OH nhóm của người kia.

Mức đầu tiên của tổ chức của phân tử protein - một chuỗi các axit amin trong đó, chỉ cần một dây chuyền, trong đó xác định cấu trúc của phân tử protein. Nó bao gồm một "bộ xương" có một cấu trúc thông thường. Đây chuỗi lặp đi lặp lại-NH-CH-đồng. các gốc tự nhất định chuỗi bên của các axit amin đều có phần giới (R), tài sản của họ xác định các thành phần của cấu trúc protein.

Thậm chí nếu cấu trúc phân tử giống protein, họ có thể khác nhau bởi tính chất duy nhất mà có một chuỗi khác nhau của monome trong chuỗi. Thứ tự của các axit amin trong protein được xác định bởi các gen và protein mệnh lệnh chức năng sinh học nhất định. Trình tự các monome trong phân tử chịu trách nhiệm cho các chức năng tương tự, thường gần gũi các loài khác nhau. phân tử như vậy - giống hoặc tương tự để tổ chức và thực hiện trong các loại khác nhau của các sinh vật, các chức năng tương tự - protein tương đồng. Cấu trúc, tính chất và chức năng của các phân tử trong tương lai được đặt ở giai đoạn tổng hợp chuỗi axit amin.

Một số tính năng phổ biến

Cấu trúc của protein đã được nghiên cứu trong một thời gian dài, và phân tích cấu trúc chính của họ cho phép chúng tôi thực hiện một số khái quát. Đối với một số lượng lớn các protein đặc trưng bởi sự hiện diện của tất cả hai mươi axit amin, trong đó đặc biệt lớn glyxin, alanin, axit aspartic, glutamin và ít tryptophan, arginine, methionine, histidine. Ngoại lệ chỉ có một vài nhóm các protein, chẳng hạn như histone. Họ là cần thiết để đóng gói DNA và chứa rất nhiều histidine.

Tổng quát thứ hai: không có mô hình phổ biến ở các axit amin trong luân phiên của các protein hình cầu. Nhưng ngay cả trong các hoạt động sinh học xa của các polypeptide là những mảnh vỡ nhỏ của các phân tử tương tự.

cấu trúc thứ cấp

Mức thứ hai của tổ chức của chuỗi polypeptide - là vị trí không gian của nó, được duy trì bởi liên kết hydro. Tiết α-helix và β lần. phần mạch đã một cấu trúc có trật tự, khu vực như vậy được gọi là vô định hình.

Alpha-xoắn của protein pravozakruchennaya tự nhiên. nhóm bên của axit amin trong chuỗi xoắn luôn luôn phải đối mặt với ra phía ngoài và nằm trên các cạnh đối diện của trục của nó. Nếu họ không phân cực, có nhóm của họ trên một mặt của xoắn lấy hồ quang, trong đó tạo điều kiện cho sự hội tụ của các vùng xoắn khác nhau.

Beta lần - rất thon dài xoắn - có xu hướng ở lại trong phân tử protein và được hình thành liền kề và song song với không song song lớp β nếp gấp.

Cấu trúc bậc ba của protein

Mức thứ ba của tổ chức của phân tử protein - gấp xoắn ốc, nếp gấp và vùng vô định hình trong một cấu trúc nhỏ gọn. Điều này xảy ra do sự tương tác giữa các chuỗi bên của các monome mình. liên kết như vậy được chia thành nhiều loại:

• liên kết hydro được hình thành giữa các gốc cực;
• Kỵ nước - giữa không phân cực R-nhóm;
• điện lực hấp dẫn (liên kết ion) - giữa các nhóm, những chi phí mà là ngược lại;
• cầu disulfua - giữa các gốc cysteine.

Loại thứ hai của kết nối (-S = S) thể hiện sự tương tác cộng hóa trị. cầu disulfua tăng cường protein, cấu trúc của chúng trở nên ổn định hơn. Nhưng sự hiện diện của liên kết như vậy không nhất thiết. Ví dụ, cystein có thể rất nhỏ trong chuỗi polypeptide, hoặc nó có gốc nằm ngay gần đó và không thể tạo ra một "cầu nối".

Mức thứ tư của tổ chức

cấu trúc bậc bốn được hình thành, không phải tất cả các protein. Cấu trúc của các protein vào mức độ thứ tư xác định bởi số của chuỗi polypeptide (protomers). Chúng được liên kết với nhau bởi các kết nối tương tự như mức trước đó của tổ chức, ngoài disulfua cầu. Phân tử bao gồm một số protomers, mỗi người trong số họ có đặc biệt (hoặc giống hệt nhau) cấu trúc đại học riêng của mình.

Tất cả các cấp của tổ chức xác định các tính năng mà sẽ phục vụ để có được protein. Cấu trúc của protein ở cấp đầu tiên của tổ chức là rất chính xác xác định vai trò tiếp theo của họ trong các tế bào và cơ thể nói chung.

Các chức năng của protein

Thật khó có thể tưởng tượng thậm chí quan trọng như thế nào là vai trò của các protein trong các hoạt động của tế bào. Trên chúng ta đã xem xét cấu trúc của chúng. Các chức năng của protein phụ thuộc trực tiếp vào nó.

Thực hiện chức năng xây dựng (cấu trúc), chúng tạo thành nền tảng của bất kỳ tế bào chất tế bào sống. Các polyme là những nguyên liệu chính của tất cả các màng tế bào, khi bao gồm trong một phức hợp với lipid. Điều này bao gồm phân chia tế bào thành các ngăn, mỗi trong số đó xảy ra phản ứng của họ. Thực tế là nó đòi hỏi điều kiện riêng của mình, một vai trò đặc biệt quan trọng của pH trung bình cho mỗi quá trình tế bào phức tạp. Protein xây dựng bức tường mỏng, mà phân chia tế bào trong các khoang cái gọi là. Nhưng hiện tượng này đã được gọi là compartmentalization.

Chức năng xúc tác là để điều chỉnh tất cả các phản ứng của tế bào. Tất cả các enzyme có nguồn gốc rất đơn giản hoặc protein phức tạp.

Bất kỳ loại phong trào sinh vật (làm việc cơ bắp, các phong trào trong nguyên sinh tế bào, mi nhấp nháy ở động vật nguyên sinh và t. D.) Được thực hiện protein. Cấu trúc của protein cho phép họ chuyển sang sợi dạng và nhẫn. Chức năng vận chuyển là nhiều chất được vận chuyển qua các protein vận chuyển đặc biệt màng tế bào.

vai trò nội tiết tố của các polyme là dễ hiểu cùng một lúc: vào cấu trúc của một số hormone là các protein, như insulin, oxytocin.

chức năng thay thế được xác định để cho các protein có khả năng tạo tiền gửi. Ví dụ, valgumin trứng, casein sữa, protein lưu trữ hạt giống thực vật - một số lượng lớn các chất dinh dưỡng được lưu trữ trong đó.

Tất cả gân, khớp khớp, xương xương, móng guốc hình thành protein, trong đó đưa chúng ta đến một chức năng của mình - hỗ trợ.

phân tử protein là các thụ thể mang sự công nhận có chọn lọc các chất nhất định. Trong vai trò này, đặc biệt là tiếng glycoprotein và lectins.

Các yếu tố quan trọng nhất của hệ miễn dịch - kháng thể và nguồn gốc hệ thống bổ thể là các protein. Ví dụ, quá trình đông máu được dựa trên những thay đổi trong protein fibrinogen. Các bức tường bên trong của thực quản và dạ dày được lót bằng một lớp bảo vệ của các protein nhầy - Litsinija. Độc tố cũng là các protein của nguồn gốc. nền tảng da, cơ thể động vật được bảo vệ là collagen. Tất cả các chức năng này là các protein bảo vệ.

Vâng, người cuối cùng trong một chức năng hàng - quy định. Có protein kiểm soát hoạt động gen. Đó là, họ điều chỉnh phiên mã và dịch.

Dù vai trò quan trọng bất kỳ protein, cấu trúc protein là các nhà khoa học unriddled trong một thời gian dài. Và bây giờ họ đang mở cách thức mới để sử dụng kiến thức này.