Прости и сложни протеини. Структурата, функциите, свойства, характеристики, примери на сложни протеини

Едно от определенията на живот е както следва: "Животът е начина на съществуване на белтъчните тела." На нашата планета, без изключение организми съдържат такива органични материали, като например протеини. В тази статия ще опишем прости и сложни протеини, установени различия в молекулна структура, и обсъжда техните функции в клетката.

Какви са протеини

От гледна точка на биохимията - високо молекулно тегло, органични полимери, мономери, които са 20 различни аминокиселини. Те са свързани заедно чрез ковалентно химични връзки, известен пептид. Тъй като протеин мономери са амфотерни съединения, които съдържат както амино група и карбоксилна функционална група. Химическа връзка CO-NH между тях възниква.

Ако полипептидът се състои от аминокиселинни остатъци връзки, образува проста протеин. Молекулите на полимера, допълнително съдържащ метални йони, витамини, нуклеотиди, въглехидрати - са сложни протеини. На следващо място, ние считаме, пространствената структура на полипептиди.

Нива на организация на протеинови молекули

Те са представени в четири различни конфигурации. Първата структура - линейна, е най-простите и има формата на верига полипептид време на спираловидно образуването на допълнителни водородни връзки. Те стабилизират спиралата, която се нарича вторична структура. Висшите учебни заведения са прости и сложни протеини, по-голямата част от растителни и животински клетки. Последната конфигурация - четворка възниква във взаимодействието на няколко молекули на нативната структура, Обединено коензими, а именно тези протеини имат сложна структура, работят в различни функции на тялото.

Разнообразие от прости протеини

Тази група не е множество полипептиди. Техните молекули се състоят само от аминокиселинни остатъци. За да включват протеини, като хистони и глобулини. Първият представени в структурата на ядрото, и се смесват с ДНК молекули. Втората група - глобулини - са основните компоненти на кръвната плазма. Такъв протеин като гама глобулин, изпълнява функциите на имунната защита и е антитяло. Тези съединения могат да образуват комплекси, които съдържат сложни въглехидрати и протеини. Такива фибриларни прости протеини като колаген и еластин, са част от съединителната тъкан, хрущялите, сухожилията, кожата. Тяхната основна функция - изграждане и поддръжка.

Тубулин протеин е член на микротубулите, които са компоненти на ресничките и камшичета едноклетъчни организми като ресничести, зелени еуглени, паразитни флагелати. Същият протеин е член на многоклетъчни организми (камшичета сперматозоиди, яйцеклетки ресничките, мигли епитела на тънките черва).

Протеин албумин служи за състав функция (например, протеин на кокоши яйца). В ендосперма на семената на зърнени култури - ръж, ориз, пшеница - протеинови молекули натрупват. Те се наричат клетъчни включвания. Тези вещества се използват в ембриона на семена в началото на своето развитие. В допълнение, с високо съдържание на протеини от хоботник пшеница е много важен показател за качеството на брашното. Хляб изпечен от богатото съдържание на глутен брашно е с високо качество, вкус и по-полезен. Глутен съдържа така наречената твърда пшеница. дълбоководни риби кръвната плазма съдържа протеини, които пречат на смъртта им от студа. Те притежават свойствата на антифриз, предотвратяване на смърт на организма при ниски температури на водата. От друга страна, в състава на клетъчната стена на термофилни бактерии в геотермални източници, съдържаща протеини, способни да запази своята естествена конфигурация (третична или четвъртична структура) и не се денатурира при температури, вариращи от 50 до + 90 ° С

proteid

Това са сложни протеини, които се характеризират с голямо разнообразие във връзка с различни функции, изпълнявани от тях. Както вече бе отбелязано, групата на полипептиди, с изключение на част протеин съдържа протезна група. Под влиянието на различни фактори като висока температура, соли на тежки метали, концентрира алкални и кисели сложни протеини могат да променят своята пространствена форма, това опростяване. Това явление се нарича денатурация. Структурата на сложни протеини се разстрои водородни връзки се разграждат и молекулите губят своите свойства и функции. Като правило, денатурирането е необратим. Но някои от полипептидите действа като катализатор, управление и сигнализация функции, е възможно ренатуриране - възстановяване на естествената структура на протеиди.

Ако действието е дестабилизиращ фактор става за дълъг период от време, на белтъчната молекула е унищожена напълно. Това води до разкъсване на пептидни връзки на първичната структура. Възстановяване на протеин и неговата функция вече не е възможно. Това явление се нарича унищожение. Пример за това е готвене на яйца: течност протеин - албумин, разположен в третичната структура е напълно унищожени.

протеин биосинтеза

Отново се припомни, че в полипептидите от живи организми се състои от 20 аминокиселини, някои от които са незаменими. Това лизин, метионин, фенилаланин, и така нататък. D. Те влизат в кръвния поток от тънките черва след това разделяне на протеинови продукти. За да се синтезират незаменими аминокиселини (аланин, пролин, серин), фунги и животни използват азот-съдържащи съединения. Растения, които са аВтотрофична, независимо образуват необходими съставните мономери, представляващи сложни протеини. За тази асимилация реакции се използват нитрати, амоняк, или азот. В някои видове микроорганизми се осигури пълен набор от аминокиселина, докато в други само някои са синтезирани мономери. Етапи на биосинтеза на протеини се срещат в клетките на всички живи организми. В основата на транскрипция се случи, и в цитоплазмата на клетката - излъчване.

Първата стъпка - синтеза на иРНК прекурсор се осъществява чрез полимераза ензим РНК. Той се разпада водородните връзки между ДНК вериги, и един от тях на принципа на допълване събира предварително тРНК молекула. Тя е изложена на slaysingu че е узрял, а след това идва от ядрото към цитоплазмата, образувайки рибонуклеинова киселина.

За осъществяване на втория етап изисква специфично органели - рибозоми и молекулно информация и предаването рибонуклеинови киселини. Друго важно условие е наличието на АТР, като реакциите пластмаса метаболизъм, който принадлежи на биосинтезата на протеини се случва с абсорбция на енергия.

Ензими, тяхната структура и функция

Това е една голяма група от протеини (около 2000), изпълнявайки ролята на вещества, които влияят на скоростта на биохимични реакции в клетките. Те могат да бъдат прости (trepsin, пепсин) или комплекс. Комплекс протеини, съставени от апоензим и коензим. Специфичността на протеина по отношение на съединенията, за които той действа, определя коензим, и протеиди активност се наблюдава само в случая, където компонент протеин свързан с апоензим. Каталитичната активност на ензима е независим от молекулата, но само от активния център. Неговата структура съответства на химическата структура на веществата, катализирани от принципа на "ключ за заключване", така че действието на ензими е строго специфични. Функции на сложни протеини са в участие в метаболитни процеси и използването им като акцептори.

Класове на сложни протеини

Те са разработени от биохимици, въз основа на 3 критерия: физико-химични свойства, характеристики и структурни характеристики протеиди специфичност. Първата група включва полипептиди с различни електрохимични свойства. Те са разделени на основни, неутрални и кисели. Отнесено към вода протеини може да бъде хидрофилен, амфифилен и хидрофобен. Втората група от ензими, които са разгледани по-горе. Третата група включва полипептиди, които се различават по химичен състав протезна група (е chromoproteids, нуклеопротеини, металопротеините).

Разглеждане на свойствата на сложни протеини, по-подробно. Така, например, киселинен протеин, който е част от рибозоми, съдържа 120 аминокиселини и е гъвкав. Той се намира в органели протеин синтезиране, както прокариотни и еукариотни клетки. Друг член на тази група - S-100 протеин, се състои от две вериги, свързани калциев йон. Той е член на неврони и глия - подпомагане на тъканите на нервната система. Общата собственост на киселина протеини - високо съдържание на дикарбоксилни киселини: глутаминова и аспарагинова. Като алкални протеини включват хистони - протеини, които съставят РНК и ДНК нуклеинови киселини. Особеността на химическия състав е голямото количество лизин и аргинин. Хистоните, заедно с ядрения хроматин хромозома форма - критична клетъчна структура наследственост. Тези протеини са въвлечени в процесите на транскрипция и транслация. Амфифилни протеини широко представени в клетъчни мембрани, се образува двуслойна липопротеин. По този начин, групата изучава горе обсъдени сложни протеини, ние бяхме убедени, че техните физико-химични свойства, дължащи се на структурата на протеиновия компонент и простетични групи.

Някои сложни клетки мембранни протеини са в състояние да разпознават различни химични съединения, такива като антигени и реагират на тях. Тази сигнализация функция протеиди, е много важно за процеса на селективна абсорбция, вещества от външната среда, и да се предпази.

Гликопротеини и протеогликани

Те са сложни протеини, които се различават между биохимичен състав простетични групи. Ако химическите връзки между компонента протеин и въглехидрат част - ковалентно-гликозид, такива вещества се наричат гликопротеини. Апоензим те представени молекули на моно- и олигозахариди, примери на такива протеини са протромбин, фибриноген (протеини, участващи в кръвосъсирването). Kortiko- и гонадотропните хормони, интерферони, ензими и мембрана са гликопротеини. В молекули протеогликан протеин част е само 5%, а останалото е протезна група (geteropolitsaharid). Двете части са свързани чрез гликозидна връзка на групата-треонин и аргинин групи ОН и аминогрупа-глутамин и лизин. Протеогликан молекули играят много важна роля в метаболизма на клетките вода сол. Таблицата по-долу на сложни протеини, сме учили.

металопротеините

Тези материали съдържат като част от молекулярен йон на един или повече метали. Да разгледаме примери на сложни протеини, принадлежащи към горната група. Той е над всички ензими, такива като цитохром оксидаза. Той е разположен на cristae на митохондриите и активира синтеза на АТФ. Ферин и трансферин - proteid съдържащ железни йони. Произход депозити тях в клетките, а вторият е за превоз на кръв протеин. Друг металопротеините - alfaamelaza тя съдържа калциеви йони се включват в състава на слюнката и панкреатичен сок, участващи в разделянето на нишесте. Хемоглобинът е как металопротеините и hromoproteidov. Той служи като транспортен протеин, който пренася кислорода. Резултатът е съединение с оксихемоглобин. Вдишването на въглероден монооксид или въглероден монооксид нар, неговите хемоглобина молекули образуват много стабилно съединение еритроцити. Той бързо се разпространява към органи и тъкани, което води до клетъчна отравяне. В резултат, след продължително вдишване на въглероден окис смъртта настъпва от задушаване. Хемоглобинът частично носи и въглероден двуокис, образуван в катаболните процеси. От кръвния поток на въглероден диоксид до белите дробове и бъбреците, а от тях - към външната среда. Някои ракообразни и мекотели транспорт протеин, който пренася кислород, е ключалката. Вместо желязото съдържа медни йони, така животинска кръв не е червено и синьо.

хлорофил функция

Както споменахме по-рано, сложни протеини могат да образуват комплекси с пигменти - цветни органични вещества. Цветът им зависи от hromoformnyh групи, които селективно абсорбират определен спектри на слънчева светлина. В растителните клетки има зелени пластиди - хлоропласти, съдържащи хлорофил пигмент. Тя е съставена от магнезиевите атоми и поливалентен алкохол, фитол. Те са свързани с протеинови молекули, и се съдържа хлоропласти thylakoids (плаки) или мембрана, свързани в стекове - аспект. Те са фотосинтезиращи пигменти - хлорофил - и допълнителни каротеноиди. Тук са всички ензими, използвани в фотосинтезиращи реакции. Така chromoproteids, които включват хлорофил, изпълняват важни функции в обмяната на веществата, а именно в реакции асимилация и дисимилация.

вирусни протеини

Те включват представители на неклетъчни форми на живот, да влезе в царството на вир. Вирусите не разполагат със собствен апарат протеин синтезираща. Нуклеинови киселини, ДНК или РНК, могат да индуцират синтезата на повечето частици собствени клетки, заразени с вирус. Обикновено вируси се състоят само от протеинови молекули, компактно сглобени в спирална структура или многостенна форма, като например вируса на тютюневата мозайка. Комплекс вируси имат допълнителна мембрана, която е част от плазмената мембрана на клетката гостоприемник. Както може да включва гликопротеини (вируса на хепатит В, вирус на едра шарка). Основната функция на гликопротеин - разпознаване на специфични рецептори на мембраната на клетките гостоприемници. Съставът на допълнителни вирусни мембрани и протеини включват ензими, предоставящи удвояване на ДНК или РНК транскрипция. Въз основа на изложеното по-горе, може да се заключи следното: вирусни частици протеини черупки имат специфична структура, в зависимост от мембранни протеини от клетката гостоприемник.

В тази статия е дадена характеристиките на сложни протеини, проучени тяхната структура и функция в клетки от различни организми.