Proteïnes: Estructura i funció de les proteïnes

Les proteïnes són substàncies orgàniques. Aquests compostos macromoleculars es caracteritzen per una composició específica i per hidròlisi es descomponen en aminoàcids. Les molècules de proteïnes poden ser de diverses formes, molts d'ells consisteixen de diverses cadenes polipeptídiques. Informació sobre l'estructura de la proteïna codificada en l'ADN, i el procés de síntesi de molècules de proteïna anomenada traducció.

La composició química de les proteïnes

mitjana de proteïna conté:

• 52% de carboni;
• 7% d'hidrogen;
• 12% de nitrogen;
• 21% d'oxigen;
• 3% de sofre.

Les molècules de proteïnes - són polímers. Per tal de comprendre l'estructura, el que necessita saber el que constitueix els seus monòmers - aminoàcids.

els aminoàcids

Es poden dividir en dues categories: constantment es produeixen i es troba de vegades. El primer proporciona 18 proteïna monòmers de amida i 2: àcid aspàrtic i àcid glutàmic. De vegades només hi ha tres àcids.

Aquests àcids es poden classificar en diferents formes: la naturalesa de les cadenes laterals o els paguen radicals, també es poden dividir pel nombre de grups, CN i COOH.

L'estructura primària de la proteïna

L'ordre dels aminoàcids en la cadena de proteïna determina els seus nivells subsegüents de l'organització, característiques i funcions. La principal forma de comunicació entre els monòmers és un pèptid. Està format per eliminació d'un hidrogen d'un aminoksloty i el grup OH de l'altra.

El primer nivell d'organització de la molècula de proteïna - una seqüència d'aminoàcids en ella, només una cadena, que determina l'estructura de les molècules de proteïnes. Es compon d'un "esquelet" que té una estructura regular. Aquesta seqüència repetida -NH-CH-CO-. radicals es presenten certes cadenes laterals dels aminoàcids (R), les seves propietats determinen la composició de l'estructura de proteïnes.

Fins i tot si la mateixa estructura molecular de les proteïnes, que poden diferir només per les propietats que tenen una seqüència diferent dels monòmers en la cadena. L'ordre dels aminoàcids en una proteïna està determinada pels gens i proteïnes dicta certes funcions biològiques. La seqüència de monòmers en les molècules responsables de la mateixa funció, sovint prop en diferents espècies. Tals molècules - mateixes o similars per organitzar i realitzar en diferents tipus d'organismes, la mateixa funció - proteïnes homòlogues. Estructura, propietats i funcions de les molècules de futurs s'estableixen en l'etapa de síntesi de cadenes d'aminoàcids.

Algunes de les característiques comunes

L'estructura de la proteïna s'ha estudiat des de fa molt de temps, i la seva anàlisi de l'estructura primària ens va permetre fer algunes generalitzacions. Per a un major nombre de proteïnes caracteritzades per la presència de tots els vint aminoàcids, dels quals particularment gran glicina, alanina, àcid aspàrtic, glutamina i poc triptòfan, arginina, metionina, histidina. Les excepcions són només uns pocs grups de proteïnes, com ara histones. Són necessaris per a l'empaquetament de l'ADN i contenen una gran quantitat d'histidina.

La segona generalització: no hi ha patrons comuns en els aminoàcids en l'alternança de les proteïnes globulars. Però fins i tot en l'activitat biològica distant dels polipèptids són petits fragments de les mateixes molècules.

estructura secundària

El segon nivell d'organització de la cadena polipeptídica - és la seva posició espacial, que es manté per enllaços d'hidrogen. Secretar α-hèlix i β-plec. part del circuit ha una estructura ordenada, com àrees s'anomenen amorf.

Hèlix alfa de les proteïnes pravozakruchennaya naturals. grups laterals d'aminoàcids en hèlix sempre de cara cap a fora i situats en costats oposats del seu eix. Si ells són no polars, no és el seu agrupament en un costat de l'hèlix obtingut d'arc, que creen condicions per a la convergència de diferents regions helicoïdals.

Beta-fold - hèlix altament allargada - tendeixen a romandre en la molècula de proteïna i es formen adjacents i paral·leles a les capes beta plegada no paral·lels.

L'estructura terciària de la proteïna

El tercer nivell d'organització de la molècula de proteïna - espirals, plecs i regions amorfes de plegat en una estructura compacta. Això ocorre a causa de la interacció entre les cadenes laterals dels propis monòmers. Aquests enllaços es divideixen en diversos tipus:

• enllaços d'hidrogen es formen entre els radicals polars;
• Hidròfoba - entre grups R no polars;
• electrostàtiques forces atractives (enllaços iònics) - entre els grups, els càrrecs que són oposades;
• ponts disulfur - entre els radicals de cisteïna.

Aquest últim tipus de connexió (-S = S-) representa la interacció covalent. ponts disulfur enfortir les proteïnes, la seva estructura es fa més estable. No obstant això, la presència d'aquests enllaços no necessàriament. Per exemple, la cisteïna pot ser molt poc en la cadena polipeptídica, o radicals són a prop i no pot crear un "pont".

El quart nivell de l'organització

Estructura quaternària es forma, no totes les proteïnes. L'estructura de les proteïnes en el quart nivell determinat pel nombre de cadenes polipeptídiques (protómeros). Estan units entre si per les mateixes connexions que el nivell anterior de l'organització, a més de ponts disulfur. La molècula es compon d'un nombre de protómeros, cadascun d'ells té la seva pròpia estructura terciària especial (o idèntic).

Tots els nivells de l'organització determinen les característiques que serviran per obtenir proteïnes. L'estructura de la proteïna en el primer nivell d'organització és molt precisa determina el seu paper posterior en la cèl·lula i l'organisme com un tot.

Les funcions de les proteïnes

És difícil imaginar fins i tot com important és el paper de les proteïnes en l'activitat cel·lular. A dalt hem analitzat la seva estructura. Les funcions de les proteïnes depenen directament d'ella.

Realització de la funció de l'edifici (estructural), formen la base de qualsevol citoplasma cèl·lula viva. Aquests polímers són el material principal de totes les membranes cel·lulars, quan està formada en un complex amb lípids. Això inclou la divisió cel·lular en compartiments, cadascun dels quals es produeixen les seves reaccions. El fet que requereix els seus propis termes, un paper particularment important jugat pel pH mitjà per a cada un dels processos cel·lulars complexos. Les proteïnes construeixen parets primes, que divideixen la cèl·lula en els anomenats compartiments. Però el fenomen ha estat denominat compartimentació.

La funció catalítica és la de regular totes les reaccions cel·lulars. Totes els enzims d'origen són simples o proteïnes complexes.

Qualsevol tipus de moviment organismes (treball muscular, el moviment en el protoplasma cel·lular, parpelleig ciliar en protozous i t. D.) es porta a terme proteïnes. L'estructura de les proteïnes els permet moure a les fibres de forma i anells. La funció de transport és que moltes substàncies són transportades a través de les proteïnes transportadores específiques de la membrana cel·lular.

paper hormonal d'aquests polímers és comprensible alhora: en l'estructura d'una sèrie d'hormones són proteïnes, com la insulina, l'oxitocina.

funció de substitució es determina de manera que les proteïnes són capaços de formar dipòsits. Per exemple, valgumin ous, caseïna de la llet, proteïnes d'emmagatzematge de llavors de plantes - un gran nombre de nutrients emmagatzemats en el mateix.

Tots els tendons, la junta d'articulació, els ossos de l'esquelet, peülles proteïnes formades, el que ens porta a una altra de les seves funcions - suport.

Les molècules de proteïnes són els receptors que porten el reconeixement selectiu de determinades substàncies. En aquest paper, sobretot conegut glicoproteïnes i lectines.

Els factors més importants de la immunitat - anticossos i l'origen del sistema complement són proteïnes. Per exemple, el procés de coagulació de la sang es basa en canvis en la proteïna fibrinogen. Les parets interiors de l'esòfag i l'estómac s'alineen amb una capa protectora de les proteïnes mucoses - Litsinija. Les toxines són també proteïnes dels orígens. fundació de la pell, el cos animal protegit és el col·lagen. Totes aquestes funcions són proteïnes protectores.

Bé, l'últim d'una funció de fila - regulatori. Hi ha proteïnes que controlen el treball genoma. És a dir, que regulen la transcripció i la traducció.

Qualsevol que sigui el paper important jugat cap proteïnes, estructura de la proteïna era unriddled els científics des de fa molt de temps. I ara s'estan obrint noves formes d'utilitzar aquest coneixement.