Protein: Struktur dan fungsi protein

Protein adalah bahan-bahan organik. Sebatian makromolekul dicirikan oleh komposisi tertentu dan oleh hidrolisis mengurai menjadi asid amino. molekul protein boleh pelbagai bentuk, ramai di antara mereka terdiri daripada beberapa rantai polipeptida. Maklumat mengenai struktur protein yang dikodkan dalam DNA, dan molekul protein proses sintesis dipanggil terjemahan.

Komposisi kimia protein

Purata protein mengandungi:

• 52% karbon;
• 7% hidrogen;
• 12% nitrogen;
• 21% oksigen;
• 3% sulfur.

molekul protein - adalah polimer. Untuk memahami struktur, anda perlu tahu apa yang menjadi monomer mereka - asid amino.

asid amino

Mereka boleh dibahagikan kepada dua kategori: sentiasa berlaku dan kadang-kadang dihadapi. Bekas menyediakan 18 protein monomer amide dan 2: asid aspartik dan asid glutamik. Kadang-kadang hanya terdapat tiga asid.

Asid ini boleh dikelaskan dalam cara yang berbeza: sifat rantaian sampingan atau berpesan kepada mereka radikal, juga ia boleh dibahagikan dengan bilangan kumpulan, CN dan COOH.

Struktur utama protein

Susunan asid amino di dalam rantai protein menentukan tahap berikutnya organisasi, ciri-ciri dan fungsi. Utama bentuk komunikasi antara monomer adalah peptida. Ia dibentuk oleh penyingkiran hidrogen dari satu aminoksloty dan kumpulan OH yang lain.

Tahap pertama organisasi molekul protein - urutan asid amino di dalamnya, hanya rantai, yang menentukan struktur molekul protein. Ia terdiri daripada "rangka" mempunyai struktur biasa. Urutan berulang -NH-CH-bersama. radikal rantaian sampingan yang tertentu daripada asid amino dibentangkan (R), harta mereka menentukan komposisi struktur protein.

Walaupun struktur molekul yang sama protein, mereka mungkin berbeza dengan sifat-sifat sahaja yang mempunyai urutan yang berbeza monomer dalam rantai. Susunan asid amino dalam protein yang ditentukan oleh gen dan protein menentukan fungsi biologi tertentu. Urutan monomer dalam molekul bertanggungjawab untuk fungsi yang sama, sering rapat dalam spesies yang berbeza. molekul itu - sama atau serupa dengan menyusun dan melaksanakan dalam pelbagai jenis organisma, fungsi yang sama - protein homolog. Struktur, sifat dan fungsi molekul masa depan dibentangkan di peringkat sintesis rantaian asid amino.

Beberapa ciri-ciri yang sama

Struktur protein yang telah dikaji masa yang lama, dan analisis struktur utama mereka membenarkan kami untuk membuat beberapa generalisasi. Untuk nombor yang lebih besar protein dicirikan oleh kehadiran semua dua puluh asid amino, yang glycine terutamanya yang besar, alanine, asid aspartik, glutamin dan tryptophan sedikit, arginine, methionine, histidine. Pengecualian adalah hanya beberapa kumpulan protein, seperti histon. Mereka diperlukan untuk pembungkusan DNA dan mengandungi banyak histidine.

Generalisasi kedua: tidak pola biasa dalam asid amino pada pertukaran protein globular. Tetapi dalam aktiviti biologi yang jauh daripada polypeptides adalah serpihan kecil daripada molekul yang sama.

struktur menengah

Tahap kedua organisasi rantaian polipeptida - adalah kedudukan spatial, yang dikekalkan oleh ikatan hidrogen. Merembeskan α-helix dan β-kali ganda. sebahagian litar mempunyai struktur lebih awal tempat itu dipanggil amorfus.

Alpha-helix protein pravozakruchennaya semula jadi. kumpulan sisi asid amino dalam helix sentiasa menghadap ke arah luar dan di pihak yang bertentangan dengan paksinya. Jika mereka bukan kutub, terdapat perkumpulan mereka di sebelah helix diperolehi arka, yang mewujudkan keadaan untuk penumpuan kawasan heliks yang berbeza.

Beta-kali ganda - helix sangat panjang - cenderung untuk tinggal dalam molekul protein dan terbentuk bersebelahan dan selari dengan lapisan β-berlipat tidak selari.

Struktur pengajian tinggi protein

Tahap ketiga organisasi molekul protein - lipatan pilin, lipatan dan kawasan-kawasan amorfus dalam struktur padat. Ini berlaku disebabkan oleh interaksi antara rantaian sisi monomer diri mereka sendiri. Pautan tersebut dibahagikan kepada beberapa jenis:

• ikatan hidrogen terbentuk antara radikal polar;
• Hidrofobik - antara bukan kutub R-kumpulan;
• elektrostatik daya-daya tarikan (bon ionik) - antara kumpulan, caj yang dikenakan yang bertentangan;
• jambatan disulfida - antara radikal cysteine.

Jenis kedua sambungan (-S = S-) mewakili interaksi kovalen. jambatan disulfida mengukuhkan protein, struktur menjadi lebih stabil. Tetapi kehadiran pautan tersebut tidak semestinya. Sebagai contoh, cysteine mungkin sangat sedikit dalam rantaian polipeptida, atau ia radikal berhampiran dan tidak boleh membuat "jambatan".

tahap keempat organisasi

struktur terdiri dr empat terbentuk, tidak semua protein. Struktur protein pada tahap keempat ditentukan dengan jumlah rantaian polipeptida (protomers). Mereka dihubungkan oleh sambungan yang sama seperti tahap sebelumnya organisasi, selain daripada disulfida jambatan. molekul ini terdiri daripada beberapa protomers, setiap daripada mereka mempunyai sendiri khas (atau sama) struktur pengajian tinggi itu.

Semua peringkat organisasi menentukan ciri-ciri yang akan berkhidmat untuk mendapatkan protein. Struktur protein pada tahap pertama organisasi adalah sangat tepat menentukan peranan mereka yang berikutnya di dalam sel dan organisma secara keseluruhan.

Fungsi protein

Ia adalah sukar untuk membayangkan betapa pentingnya peranan protein dalam aktiviti sel. Di atas kita telah melihat struktur mereka. Fungsi protein secara langsung bergantung kepada ia.

fungsi bangunan (struktur) melaksanakan, mereka menjadi asas kepada mana-mana sitoplasma sel hidup. Polimer adalah bahan utama semua membran sel, apabila terkandung dalam kompleks dengan lipid. Ini termasuk pembahagian sel ke dalam petak, setiap yang berlaku reaksi mereka. Hakikat bahawa ia memerlukan syarat-syarat sendiri, peranan penting yang dimainkan oleh pH medium untuk setiap proses selular kompleks. Protein membina dinding nipis, yang membahagikan sel dalam petak yang dipanggil. Tetapi fenomena itu telah dipanggil compartmentalization.

Fungsi pemangkin adalah untuk mengawal semua tindak balas selular. Semua enzim asal mudah atau protein kompleks.

Apa-apa jenis pergerakan organisma (kerja otot, pergerakan di dalam protoplasma sel, ciliary kerlipan di protozoa dan t. D.) Dijalankan protein. Struktur protein membolehkan mereka untuk bergerak ke gentian bentuk dan cincin. Fungsi pengangkutan adalah bahawa banyak bahan-bahan yang diangkut melintasi membran sel protein pembawa tertentu.

peranan hormon polimer ini boleh difahami sekali gus: kepada struktur beberapa hormon adalah protein, seperti insulin, oxytocin.

fungsi penggantian ini telah dipilih supaya protein dapat membentuk deposit. Sebagai contoh, valgumin telur, kasein susu, protein penyimpanan benih tumbuhan - sejumlah besar nutrien yang disimpan di dalamnya.

Semua tendon, artikulasi bersama, tulang rangka, hooves membentuk protein, yang membawa kita kepada satu lagi fungsi mereka - sokongan.

molekul protein adalah reseptor membawa pengiktirafan terpilih bahan-bahan tertentu. Dalam peranan ini, terutamanya dikenali glycoproteins dan Lectin.

Faktor yang paling penting dalam imuniti - antibodi dan asal-usul sistem pelengkap adalah protein. Sebagai contoh, proses pembekuan darah adalah berdasarkan kepada perubahan dalam protein fibrinogen. Dinding dalaman esofagus dan perut dipenuhi dengan lapisan pelindung protein mukus - Litsinija. Toksin juga protein daripada asal-usul. asas kulit, badan haiwan yang dilindungi adalah kolagen. Semua fungsi ini adalah protein perlindungan.

Well, yang terakhir dalam satu majlis berturut-turut - peraturan. Terdapat protein yang mengawal kerja genom. Iaitu, mereka mengawal selia transkripsi dan terjemahan.

Apa peranan penting yang dimainkan sebarang protein, struktur protein adalah saintis unriddled untuk masa yang lama. Dan kini mereka membuka cara baru untuk menggunakan pengetahuan ini.