Proteinau syml a chymhleth. Mae'r strwythur, swyddogaethau, eiddo, nodweddion, enghreifftiau o broteinau cymhleth

Un o'r diffiniadau o fywyd fel a ganlyn: "Mae bywyd yn y dull o fodolaeth cyrff protein." Ar ein planed, yn ddieithriad organebau cynnwys deunyddiau organig o'r fath, megis proteinau. Bydd Mae'r erthygl hon yn disgrifio'r proteinau syml a chymhleth gwahaniaethau yn y strwythur moleciwlaidd a nodwyd, ac yn trafod eu swyddogaethau yn y gell.

Beth yw proteinau

O safbwynt biocemeg - pwysau moleciwlaidd uchel polymerau organig, monomerau sy'n 20 math gwahanol o asidau amino. Maent yn cael eu cysylltu â'i gilydd gan fondiau cemegol cofalent, peptid a elwir fel arall. Gan monomerau protein yn gyfansoddion amphoteric, maent yn cynnwys y ddau grŵp amino a grŵp gweithredol carboxyl. bond cemegol CO-NH rhyngddynt digwydd.

Os bydd y polypeptid yn cynnwys cysylltiadau gweddillion asid amino, mae'n ffurfio protein syml. Mae moleciwlau o'r polymer, sy'n cynnwys ïonau metel, fitaminau, niwcleotidau, carbohydradau bellach - yn broteinau cymhleth. Nesaf, rydym yn ystyried y strwythur gofodol o polypeptidau.

Lefelau o drefniadaeth o foleciwlau protein

Maent yn cael eu cyflwyno mewn pedair ffurfweddau gwahanol. Mae'r strwythur cyntaf - llinellol, y mwyaf syml ac mae ar ffurf cadwyn polypeptid yn ystod ei cynyddol ffurfio bondiau hydrogen ychwanegol. Maent yn sefydlogi'r helix, a elwir strwythur eilaidd. sefydliadau trydyddol wedi proteinau syml a chymhleth, mae mwyafrif y celloedd planhigion ac anifeiliaid. Mae cyfluniad olaf - cwaternaidd yn codi yn y rhyngweithio o sawl moleciwlau o'r strwythur frodorol, coenzymes unedig, sef protein o'r fath yn cael strwythur cymhleth, yn gweithredu mewn gwahanol swyddogaethau corff.

Mae amrywiaeth o broteinau syml

Nid yw'r grŵp hwn yn niferus polypeptidau. Mae eu moleciwlau yn cynnwys dim ond gweddillion asid amino. I gynnwys proteinau, megis histones a globulins. Y cynrychioli cyntaf yn y strwythur craidd, ac yn cael eu cyfuno â moleciwlau DNA. Yr ail grŵp - globulins - yw prif elfennau o plasma gwaed. protein o'r fath fel globulin gama, yn cyflawni'r swyddogaethau yr amddiffyniad imiwnedd ac mae'n gwrthgorff. Gall y cyfansoddion yn ffurfio cymhlygion, sy'n cynnwys carbohydradau a proteinau cymhleth. proteinau syml fibrillar mor fel colagen a elastin, yn rhan o'r cyswllt meinwe, cartilag, tendonau, croen. Eu prif swyddogaeth - adeiladu a chymorth.

protein Tubulin yn aelod o microtubules, sydd yn elfennau o cilia a flagella organebau ungellog megis ciliates, Euglena, flagellates parasitig. Mae hyn yr un protein yn aelod o organebau amlgellog (spermatozoa flagella, cilia ofa, epitheliwm ciliedig y coluddyn bach).

albwmin Protein yn gwasanaethu i stoc swyddogaeth (ee, protein o wyau cyw iâr). Yn yr endosberm o hadau grawnfwydydd - rhyg, reis, gwenith - moleciwlau protein cronni. Fe'u gelwir yn gynhwysion cellog. Mae'r sylweddau hyn yn cael eu defnyddio yn y embryo had ar ddechrau ei ddatblygiad. Yn ogystal, mae'r cynnwys protein uchel y gwiddonyn gwenith yn ddangosydd pwysig iawn o ansawdd y blawd. Bara wedi'i bobi o flawd glwten-gyfoethog mae ansawdd blas uchel ac yn fwy defnyddiol. Glwten cynnwys hyn a elwir yn gwenith caled. Mae'r môr dwfn pysgod plasma gwaed yn cynnwys proteinau sy'n atal eu marwolaeth rhag yr oerfel. Maent yn meddu ar y nodweddion gwrthrewydd, gan atal y farwolaeth yr organeb ar dymheredd y dŵr yn isel. Ar y llaw arall, yn y cyfansoddiad y wal cell bacteria gwresgar mewn ffynonellau geothermol cynnwys proteinau sy'n gallu cadw ei ffurfwedd naturiol (adeiledd trydyddol neu cwaternaidd) ac nid yw'n denature ar dymheredd yn amrywio o 50 i + 90 ° C.

proteid

Mae'r rhain yn proteinau cymhleth, sy'n cael eu nodweddu gan amrywiaeth mawr mewn cysylltiad â swyddogaethau amrywiol a gyflawnir ganddynt. Fel y nodwyd eisoes, y grŵp o polypeptidau, ac eithrio ar gyfer y rhan protein yn cynnwys grŵp prosthetig. O dan ddylanwad ffactorau amrywiol megis tymheredd uchel, halwynau metel trwm, canolbwyntio proteinau cymhleth alcali ac asid yn gallu newid ei siâp gofodol, gan symleiddio ei. Gelwir y ffenomen yn dadnatureiddiad. Mae strwythur y proteinau cymhleth amherir bondiau hydrogen yn cael eu torri, ac mae'r moleciwlau yn colli eu heiddo a'u swyddogaethau. Fel rheol, mae'r dadnatureiddiad yn anghildroadwy. Ond mae rhai o'r polypeptidau gweithredu fel catalydd, gyrru a signalau swyddogaethau, mae'n bosib renaturation - adfer strwythur naturiol y proteids.

Os bydd y camau yn ffactor ansefydlogi yn mynd am amser hir, y moleciwl protein yn cael ei ddinistrio'n llwyr. Mae hyn yn arwain at y rhwyg o fondiau peptid y strwythur sylfaenol. Adfer protein a'i swyddogaeth yw bellach yn bosibl. Gelwir hyn yn ffenomenon a dinistrio. Un enghraifft yw goginio wyau: protein hylif - albumin, a leolir yn y strwythur trydyddol yn cael ei ddinistrio'n llwyr.

biosynthesis protein

Unwaith eto, dwyn i gof bod yn y polypeptidau organebau byw cynnwys 20 asidau amino, rhai ohonynt yn unigryw. Mae'r lysin, fethionin, phenylalanine, ac yn y blaen. D. Maent yn mynd i mewn i'r llif gwaed oddi wrth y coluddyn bach ar ôl hollti ei gynhyrchion protein. I syntheseiddio asidau amino hanfodol (alanine, proline, serine), ffyngau ac anifeiliaid yn defnyddio cyfansoddion nitrogen sy'n cynnwys. Planhigion, bod yn awtotroffig, yn annibynnol yn ffurfio angenrheidiol monomerau cyfansoddol cynrychioli proteinau cymhleth. Ar gyfer cymathu hwn adweithiau eu bod yn nitradau a ddefnyddir, amonia, neu rhydd-nitrogen. Mewn rhai mathau o ficro-organebau yn rhoi eu hunain gyda set gyflawn o asid amino, tra mewn eraill dim ond rhai yn cael eu syntheseiddio monomerau. Camau'r biosynthesis o broteinau yn digwydd yng nghelloedd yr holl organebau byw. Wrth wraidd trawsgrifio yn digwydd, ac yn y cytoplasm y gell - darllediad.

Y cam cyntaf - y synthesis o mRNA rhagflaenydd yn digwydd gan y polymeras RNA ensymau. Mae'n torri'r bondiau hydrogen rhwng y cadwyni DNA, ac mae un ohonynt ar yr egwyddor o cyfatebolrwydd yn casglu cyn-mRNA moleciwl. Yw'n agored i slaysingu hynny yn aeddfed, ac yna'n dod allan o'r cnewyllyn i'r cytoplasm, gan ffurfio asid ribonucleic cennad.

I weithredu'r ail gam yn gofyn am benodol organynnau - ribosomau a gwybodaeth moleciwlaidd a throsglwyddo asidau ribonucleic. cyflwr pwysig arall yw presenoldeb ATP, gan fod yr adweithiau metaboledd plastig, sy'n perthyn i'r biosynthesis o broteinau yn digwydd gyda amsugno egni.

Ensymau, eu strwythur a swyddogaeth

Mae hwn yn grŵp mawr o broteinau (tua 2000), yn perfformio rôl sylweddau effeithio ar gyfradd adweithiau biocemegol yn y celloedd. Gallant fod yn syml (trepsin, pepsin) neu gymhleth. proteinau Cymhleth cynnwys apoenzyme a coenzyme. Mae penodoldeb y protein gymharu â'r cyfansoddion y mae'n gweithredu, yn penderfynu yn coenzyme, a gweithgaredd proteids yn arsylwi yn unig yn yr achos lle y gydran protein sy'n gysylltiedig â'r apoenzyme. Mae'r gweithgaredd catalytig y ensym yn annibynnol ar y moleciwl, ond dim ond gan y ganolfan weithredol. Mae ei strwythur yn cyfateb i strwythur cemegol sylweddau catalyzed gan yr egwyddor o "allwedd-clo", fel bod y weithred o ensymau yn gwbl benodol. Swyddogaethau o broteinau cymhleth yn cymryd rhan mewn prosesau metabolaidd ac yn eu defnyddio fel derbynwyr.

Dosbarthiadau o broteinau cymhleth

Cawsant eu datblygu gan biocemegwyr, yn seiliedig ar feini prawf 3: nodweddion ffisegol-gemegol, nodweddion a phenodoldeb Nodweddion strwythurol proteids. Mae'r grŵp cyntaf yn cynnwys y polypeptidau gwahanol eiddo electrocemegol. Maent yn cael eu rhannu yn sylfaenol, niwtral ac asidig. Gall Gymharu â'r proteinau dŵr fod hydroffilig, amphiphilic a hydroffobig. Yr ail grŵp o ensymau sydd wedi cael eu hystyried o'r blaen. Mae'r trydydd grŵp yn cynnwys polypeptidau sy'n wahanol mewn grŵp prosthetig cyfansoddiad cemegol (yn chromoproteids, nucleoproteins, metalloproteins).

Ystyriwch priodweddau proteinau cymhleth yn fanylach. Felly, er enghraifft, protein asidig sy'n rhan o ribosomau, yn cynnwys 120 o asidau amino ac yn hyblyg. Mae wedi ei leoli yn y organynnau protein-syntheseiddio, yn celloedd procaryotig ac ewcaryotig. aelod arall o'r grŵp hwn - protein S-100, yn cynnwys dwy gadwyn cysylltiedig calsiwm ion. Mae'n aelod o niwronau a glia - cefnogi meinwe y system nerfol. Mae'r eiddo cyffredin o'r holl brotein asidig - yn cynnwys uchel o asidau dicarboxylic: glutamic a aspartic. Drwy proteinau alcalïaidd cynnwys histones - proteinau sy'n ffurfio RNA a DNA asidau niwclëig. Mae'r nodwedd arbennig o'r cyfansoddiad cemegyn yn y swm mawr o lysin a arginine. Histones, ynghyd â'r ffurflen cromosom cromatin niwclear - feirniadol strwythur celloedd etifeddeg. Mae'r proteinau yn cael eu cynnwys yn y prosesau o trawsgrifio a chyfieithu. proteinau Amphiphilic gynrychiolir yn eang yn cellbilenni, gan ffurfio bilayer lipoprotein. Felly, roedd y grŵp astudio proteinau cymhleth a drafodwyd uchod, rydym yn argyhoeddedig fod eu priodweddau ffisegol-gemegol o ganlyniad i strwythur y gydran protein a grwpiau prosthetig.

Mae rhai proteinau gell bilen cymhleth yn gallu adnabod amrywiaeth o gyfansoddion cemegol, megis antigenau ac ymateb iddynt. Mae hyn yn signalau proteids swyddogaeth, mae'n bwysig iawn ar gyfer y prosesau amsugno detholus, sylweddau o'r amgylchedd allanol, ac i'w ddiogelu.

Glycoproteinau a proteoglycanau

Maent yn broteinau cymhleth sy'n wahanol rhwng cyfansoddiad biocemegol grwpiau prosthetig. Os bydd y bondiau cemegol rhwng y gydran protein a'r rhan carbohydrad - covalently-glycoside, a elwir sylweddau o'r fath yn cael eu glycoproteinau. Apoenzyme maent yn cyflwyno moleciwlau o mono a oligosacaridau, enghreifftiau o proteinau o'r fath yn cael eu prothrombin, ffibrinogen (proteinau sy'n ymwneud â ceulo gwaed). hormonau Kortiko- a gonadotropic, interferons, ensymau a bilen yn glycoproteinau. Mewn moleciwlau protein rhannol proteoglycan dim ond 5%, y gweddill yn grŵp prosthetig (geteropolitsaharid). Y ddwy ran yn cael eu cysylltu gan bond glycosidig o'r grŵp-Threonine a arginine grwpiau OH ac NH₂-glutamine, a lysin. moleciwlau Proteoglycan yn chwarae rhan bwysig iawn yn y celloedd metaboledd dŵr halen. Isod ceir tabl o broteinau cymhleth, rydym yn astudio.

metalloproteins

Mae'r deunyddiau hyn yn cynnwys fel rhan o'i ïon moleciwlaidd o un neu fwy o fetelau. Ystyriwch enghreifftiau o broteinau cymhleth sy'n perthyn i'r grwp uchod. Mae'n fwy na dim ensymau megis ocsidas cytochrome. Mae wedi ei leoli ar y cristae y mitocondria a'r activates y synthesis o ATP. Ferrin a transferrin - proteid sy'n cynnwys ïonau haearn. eu dyddodion Origin yn y celloedd, a'r ail yw cludo protein gwaed. metalloproteins arall - alfaamelaza ei fod yn cynnwys ïonau calsiwm yn cael ei gynnwys yn y cyfansoddiad y poer a sudd y pancreas, cymryd rhan yn y hollti startsh. Hemoglobin yw sut metalloproteins a hromoproteidov. Mae'n gwasanaethu fel protein trafnidiaeth sy'n cario ocsigen. Y canlyniad yn gyfansoddyn o oxyhemoglobin. Anadlu carbon monocsid, neu garbon a elwir monocsid, ei moleciwlau haemoglobin yn ffurfio erythrocytau cyfansawdd sefydlog iawn. Mae'n gyflym lledaenu i organau a meinweoedd, gan achosi gwenwyn cell. O ganlyniad, anadlu ar ôl hir o farwolaeth carbon monocsid yn digwydd o fygu. Hemoglobin yn rhannol cario a charbon deuocsid a ffurfiwyd yn y prosesau catabolic. O'r llif gwaed o garbon deuocsid i'r ysgyfaint a'r arennau, ac oddi wrthynt - i'r amgylchedd allanol. Mae rhai cramenogion a molysgiaid protein trafnidiaeth sy'n cludo ocsigen, yw'r twll clo. Yn lle y haearn fod yn cynnwys ïonau copr, felly waed anifeiliaid nad yw'n goch, a glas.

swyddogaeth cloroffyl

Fel y crybwyllwyd yn gynharach, gall proteinau cymhleth yn ffurfio cymhlygion gyda pigmentau - sylweddau organig lliw. Mae eu lliw yn dibynnu ar grwpiau hromoformnyh sy'n ddetholus amsugno sbectra penodol o olau haul. Mewn celloedd planhigion wedi plastids gwyrdd - cloroplastau sy'n cynnwys pigment cloroffyl. Mae'n cynnwys atomau magnesiwm a mae alcohol polyhydric, phytol. Maent yn gysylltiedig â moleciwlau protein, a hwy eu hunain yn cynnwys thylakoids cloroplastau (platiau), neu bilen cysylltiedig mewn pentyrrau - agwedd. Maent yn pigmentau ffotosynthetig - cloroffyl - a carotenoidau ychwanegol. Dyma holl ensymau a ddefnyddir yn yr adweithiau ffotosynthetig. Felly chromoproteids, sy'n cynnwys cloroffyl, cyflawni swyddogaethau hanfodol ym metabolaeth, sef mewn adweithiau cymathu a dissimilation.

proteinau firaol

Maent yn cynnwys cynrychiolwyr o ffurfiau nad ydynt yn cellog o fywyd, mynd i mewn i deyrnas Vir. Nid yw firysau oes ganddynt eu cyfarpar protein-syntheseiddio hunain. Gall asidau niwclëig, DNA neu RNA, gymell y synthesis o gelloedd ei hun heintio â firws y rhan fwyaf o gronynnau. firysau syml yn cynnwys yn unig o foleciwlau protein, ymgynnull compactly mewn strwythur helical neu siâp bolyhedrol, megis firws mosaig tybaco. firysau cymhleth bilen ychwanegol sy'n ffurfio rhan o'r bilen blasmaidd y gell letyol. Gan y gall gynnwys glycoproteinau (firws hepatitis B, feirws y frech wen). Prif swyddogaeth y glycoproteinau - cydnabyddiaeth o dderbynyddion penodol ar y gellbilen llu. Mae cyfansoddiad y pilenni a phroteinau feirol ychwanegol yn cynnwys ensymau sy'n darparu reduplication o DNA neu RNA trawsgrifio. Yn seiliedig ar yr uchod, gall un ddod i'r casgliad canlynol: firaol cregyn proteinau gronynnau strwythur penodol, yn dibynnu ar y proteinau pilen y gell letyol.

Yn yr erthygl hon, rydym wedi cael y nodweddion o broteinau cymhleth, astudiodd eu strwythur a swyddogaeth mewn celloedd gwahanol organebau.