Što se sastoji od proteina? Primjeri jednostavnih i složenih proteina

Zamisliti važnost proteina, dovoljno se prisjetiti poznatog fraza Friedrich Engels: "Život je način postojanja proteinskog tijela". Zapravo, na Zemlji te tvari zajedno s nukleinskim kiselinama uzrokuju sve manifestacije žive tvari. U ovom ćemo radu saznati koji se protein sastoji, koja će funkcija funkcionirati i također odrediti značajke strukture različitih vrsta.

Peptidi - visoko organizirani polimeri

Doista, u živoj stanici biljke i životinje, proteini kvantificirati nad ostalim organskim tvarima, a također izvode najveći broj različitih funkcija. Oni sudjeluju u različitim vrlo važnim staničnim procesima, kao što su pokret, obrana, signalizacija i tako dalje. Na primjer, u mišićnom tkivu životinja i ljudi, peptidi čine do 85% mase suhe tvari, au kost i dermis, od 15-50%.

Svi stanični i tkivni proteini sastoje se od amino kiseline (20 vrste). Njihov broj u živim organizmima uvijek je dvadeset vrsta. Različite kombinacije peptidnih monomera čine različite proteine ​​u prirodi. Izračunava se astronomskim brojem 2x10¹⁸ moguće vrste. U biokemiji, polipeptidi se nazivaju visokomolekularni biološki polimeri, makromolekule.

Amino kiseline - monomeri proteina

Sve 20 vrste ovih kemijskih spojeva su strukturne jedinice proteina i imaju opću formulu NH₂-R-COOH. Oni su amfoterne organske tvari sposobne za izlaganje i bazičnih i kiselih svojstava. Ne samo jednostavni proteini nego i složeni sadrže tzv. Ne-esencijalne aminokiseline. No neophodni monomeri, kao što su, na primjer, valin, lizin, metionin mogu se naći samo u nekim vrste proteina. proteini se zovu puni.

Stoga karakterizacija polimera uzima u obzir ne samo koliko aminokiselina se sastoji od proteina, već i koji su monomeri vezani peptidnim vezama na makromolekulu. Dodamo također da se međusobno zamjenjive aminokiseline, kao što su asparagin, glutaminska kiselina, cistein mogu sintetizirati neovisno u ljudskim i životinjskim stanicama. Neizmjenjivi monomeri proteina se stvaraju u stanicama bakterija, biljaka i gljiva. U heterotrofne organizme ulaze samo u hranu.

Kako se stvara polipeptid

Kao što znate, 20 različitih aminokiselina mogu se kombinirati u mnoge različite molekule proteina. Kako se vezanje monomera događa među sobom? Ispada da karboksilne i aminske skupine brojnih ležećih aminokiselina međusobno djeluju. Tzv. Peptidne veze su formirane, a molekule vode oslobođene su kao nusprodukt reakcije polikondenzacije. Oblikovane molekule proteina sastoje se od aminokiselinskih ostataka i ponavljajućih peptidnih veza. Stoga se također nazivaju i polipeptidi.

Često, bjelančevine ne mogu sadržavati jedan, već nekoliko polipeptidnih lanaca i sastoje se od mnogo tisuća aminokiselinskih ostataka. Štoviše, jednostavni proteini, kao i proteidi, mogu komplicirati njihovu prostornu konfiguraciju. To stvara ne samo osnovnu, već sekundarnu, tercijarnu, pa čak i kvarternu strukturu. Razmotrimo ovaj postupak detaljnije. Nastavljajući proučavati pitanje: što se sastoji od proteina, koja je konfiguracija ove makromolekule. Utvrdili smo da polipeptidni lanac sadrži niz kovalentnih kemijskih veza. Ta se struktura zove primarna.

Ona igra važnu ulogu u kvantitativnom i kvalitativnom sastavu aminokiselina, kao i slijedu njihove povezanosti. Sekundarna struktura nastaje u vrijeme formiranja spirale. Stabilizira mnoga nova novonastala vodikova veza.

Veće razine organizacija proteina

Tercijarna struktura pojavljuje se kao rezultat pakiranja spirale u obliku globule, na primjer, mišića proteina tkivo mioglobin ima upravo takvu prostornu strukturu. Održavaju se obje novoformirane vodikove veze i disulfidne mostove (ako nekoliko cisteinskih ostataka ulazi u protein molekulu). Kvarternarni oblik je rezultat kombinacije nekoliko proteinskih globula u jednu strukturu odjednom pomoću novih vrsta interakcija, na primjer, hidrofobnih ili elektrostatskih. Zajedno s peptidima, dijelovi koji nisu proteini također ulaze u kvaternu strukturu. Oni mogu biti ioni magnezija, željeza, bakra ili ostataka ortofosfata ili nukleinskih kiselina, kao i lipida.

Značajke biosinteze proteina

Prije smo saznali koji se protein sastoji. Izrađen je iz slijeda aminokiselina. Njihovo sastavljanje u polipeptidni lanac pojavljuje se u ribosomima - ne-membranskim organelama biljnih i životinjskih stanica. Molekule informacija i transportne RNA također sudjeluju u procesu biosinteze. Prve su matrice za skupljanje proteina, a potonji prevoze različite aminokiseline. U procesu stanične biosinteze pojavljuje se dilema, naime, da li se protein sastoji od nukleotida ili aminokiselina? Odgovor je nedvosmislen - polipeptidi, jednostavni i složeni, sastoje se od amfoternih organskih spojeva - aminokiselina. U životnom ciklusu stanice postoje periodi njegove aktivnosti, kada je sinteza proteina posebno aktivna. To su takozvane faze J1 i J2 međufaze. U ovom trenutku, stanica se aktivno povećava i treba puno građevinskog materijala, što je protein. Nadalje, kao posljedica mitoze završetak oblika dvije stanice kćeri, od kojih svaka treba veliku količinu organskih tvari, međutim, u kanalima glatka endoplazmatski retikulum je aktivna sinteza lipida i ugljikohidrata, te u granulirani EPM javlja biosintezu proteina.

Funkcije proteina

Znajući što se sastoji od bjelančevina, može se objasniti velika raznolikost njihove vrste i jedinstvena svojstva koja su svojstvena tim supstancama. Proteini obavljaju u kavez razne funkcije, kao što su izgradnje, kao dio membrane svih stanica i organela: mitohondrijima, kloroplasta, liposomima, Golgijev kompleks, i tako dalje. Takvi peptidi kao gamoglobulini ili antitijela su primjeri jednostavnih proteina koji obavljaju zaštitnu funkciju. Drugim riječima, stanični imunitet rezultat je djelovanja tih supstanci. Kompleksni protein - hemocjanin, zajedno s hemoglobinom, obavlja u životinja transportnu funkciju, tj. Nosi kisik u krvi. Proteini signala koji čine stanične membrane daju informacije same stanice o tvarima koje pokušavaju ući u njegovu citoplazmu. Peptidni albumin je odgovoran za osnovne vrijednosti krvi, na primjer, zbog njegove sposobnosti da ugruši. Protein pilećih jajašca ovalbumin pohranjen je u kavezu i služi kao glavni izvor hranjivih tvari.

Proteini su osnova citoskeleta stanice

Jedna od važnih funkcija peptida je podrška. Vrlo je važno za održavanje oblika i volumena živih stanica. Takozvana pod-membranska struktura - mikrotubuli i mikro-filamenti koji se isprepliću čine unutarnji kostur stanica. Bjelančevine koje čine njihov sastav, na primjer, tubulin, mogu se lako ugovoriti i protežu. To pomaže stanici da zadrži svoj oblik pod različitim mehaničkim deformacijama.

U biljnim stanicama, zajedno s proteinima hijaloplazme, citoplazmatski traktovi - plazmodomi također izvode funkciju potpore. Prolazeći kroz pore u staničnom zidu, uzrokuju međusobnu povezanost između različitih ležišta staničnih struktura koje tvore biljno tkivo.

Enzimi su supstance proteinske prirode

Jedno od najvažnijih svojstava bjelančevina je njihovo djelovanje na brzinu kemijskih reakcija. Glavni proteini su sposobni djelomično denaturirati - proces otklanjanja makromolekula u tercijarnoj ili kvarternoj strukturi. Polipeptidni lanac se ne razgrađuje. Djelomična denaturacija podrazumijeva signalizaciju i katalitičke funkcije proteina. Posljednja svojstva su sposobnost enzima da utječu na brzinu biokemijskih reakcija u jezgri i citoplazmu stanice. Peptidi, koji, naprotiv, smanjuju brzinu kemijskih procesa obično se nazivaju ne inhibitori, već enzimi. Na primjer, jednostavan katalaza protein je enzim koji ubrzava cijepanje toksične tvari vodikovog peroksida. Formira se kao konačni proizvod mnogih kemijskih reakcija. Katalaza ubrzava njegovu upotrebu u neutralne tvari: vodu i kisik.

Svojstva proteina

Peptidi su razvrstani po mnogim značajkama. Na primjer, u odnosu na vodu, one se mogu podijeliti u hidrofilne i hidrofobne. Temperatura također utječe na strukturu i svojstva molekula proteina na različite načine. Na primjer, protein keratin - sastavnica noktiju i kose može izdržati i niske i visoke temperature, tj. To je termolabile. No, bjelančevina ovalbumina, već spomenuta ranije, kada je zagrijana do 80-100 ° C potpuno uništena. To znači da je njegova primarna struktura podijeljena na aminokiselinske ostatke. Taj se proces zove uništavanje. Bez obzira na uvjete koje stvaramo, protein se ne može vratiti u prirodni oblik. Proteini motora - aktin i milosin prisutni su u mišićnim vlaknima. Njihova alternativna kontrakcija i opuštanje temelj su djelovanja mišićnog tkiva.