Протеини: структурата и функцията на протеините

Протеините са органични вещества. Тези макромолекулни съединения се характеризират със специфичен състав и чрез хидролиза се разлагат в аминокиселини. Протеини молекули могат да бъдат с различни форми, много от тях се състои от няколко полипептидни вериги. Информация за структурата на протеина, кодиран от ДНК, и процеса на синтез протеинови молекули наречен превод.

Химичният състав на протеини

Средна протеин съдържа:

• 52% въглерод;
• 7% водород;
• 12% азот;
• 21% кислород;
• 3% сяра.

Протеинови молекули - са полимери. За да се разбере структурата, което трябва да знаете какво представлява техните мономери - аминокиселини.

Аминокиселините

Те могат да бъдат разделени в две категории: постоянно появяващи а понякога срещат. Първият осигурява 18 протеин мономери амид и 2: аспарагинова киселина и глутаминова киселина. Понякога има само три киселини.

Тези киселини могат да се класифицират по различни начини: естеството на страничните вериги или ги таксуват радикали, също могат да бъдат разделени на броя на групите, CN и COOH.

Основната структура на протеина

Редът на аминокиселини във веригата на протеин се определя следващите нива на организацията, характеристики и функции. Основната форма на комуникация между мономерите е пептид. Тя се формира чрез отстраняване на един водород от един aminoksloty и ОН група на другия.

Първото ниво на организация на молекулата протеин - последователност от аминокиселини в него, само на верига, който определя структурата на протеиновите молекули. Тя се състои от "скелет", с нормална структура. Това се повтаря последователност -NH-СН-СО-. Някои странични вериги на аминокиселини са представени радикали (R), техните свойства определят състава на протеинова структура.

Дори ако същата молекулна структура на протеини, те могат да се различават само от свойства, които имат различна последователност на мономери във веригата. Редът на аминокиселини в протеин се определя от гени и протеини диктува някои биологични функции. Последователността на мономери в молекулите отговорни за същата функция, често близо в различни видове. Такива молекули - същите или подобни да организират и извършват в различни видове организми, същата функция - хомоложни протеини. Структура, свойства и функции на бъдещите молекули са посочени на етапа на синтеза на вериги на аминокиселини.

Някои общи характеристики

В структурата на протеина е проучвана дълго време, и тяхната основна структура анализ ни позволява да направим някои обобщения. За по-голям брой протеини, характеризиращи се с присъствието на всички двадесет аминокиселини, от които особено големи глицин, аланин, аспарагинова киселина, глутамин и малко триптофан, аргинин, метионин, хистидин. Изключения са само няколко групи от протеини, като хистони. Те са необходими за ДНК опаковки и съдържат много хистидин.

Вторият обобщение: няма общи модели в аминокиселините в редуване на глобуларни протеини. Но дори и в далечното биологичната активност на полипептидите са малки фрагменти от същите молекули.

вторична структура

Второто ниво на организация на полипептидната верига - е неговата пространствена позиция, която се поддържа от водородни връзки. Секретират α-спирала и β-кратно. Circuit част е подредена структура, тези райони се наричат аморфни.

Алфа-спирала на природните протеини pravozakruchennaya. Странични групи от аминокиселини в спирала винаги обърнати навън и са разположени от двете страни на оста си. Ако те са неполярни, има групирането им от едната страна на спирала получава дъга, която се създадат условия за засилване на сближаването на различни спирални региони.

Бета-кратно - силно удължен спирала - склонни да останат в молекулата на протеина и са оформени в съседство и успоредна неуспоредни Р-нагънат слоеве.

Третичната структура на протеина

Третото ниво на организация на молекулата протеин - сгъваеми спирали, гънки и аморфни региони в компактна структура. Това се дължи на взаимодействието между страничните вериги на самите мономери. Тези връзки са разделени на няколко вида:

• водородни връзки са образувани между полярни радикали;
• Хидрофобна - между неполярни R-групи;
• електростатичните сили на привличане (йонни връзки) - между групите, разходите, които са противоположни;
• дисулфидни мостове - между цистеиновите остатъци.

Последният тип на връзка (-S = S-) представлява ковалентна взаимодействие. Дисулфидните мостове укрепване на протеини, тяхната структура става по-стабилна. Но наличието на такива връзки не е задължително. Например, цистеин може да бъде много малко в полипептидната верига, или радикали са наблизо и не може да създаде "мост".

Четвъртото ниво на организацията

Четвъртична структура се образува, не всички протеини. Структурата на протеините на четвърто ниво определя от броя на полипептидни вериги (протомерите). Те са свързани помежду си чрез същите връзки като предишното ниво на организацията, в допълнение към дисулфидни моста. Молекулата се състои от редица протомери, всеки от тях има свой специално (или идентични) третична структура.

Всички нива на организацията определят функциите, които ще служат за да получите протеин. В структурата на протеина в първото ниво на организация е много точно определя метода му на ролята им в клетката и на организма като цяло.

Функциите на протеини

Трудно е да си представите колко важна е ролята на протеини в дейността на клетката. Над разгледахме тяхната структура. Функциите на протеини са пряко зависими от него.

Извършване сграда (структурна) функция, те са в основата на всяка жива клетка цитоплазмата. Тези полимери са основният материал на всички клетъчни мембрани, когато се съдържат в комплекс с липиди. Това включва клетъчно делене в отделения, всяко от които се срещат техните реакции. Фактът, че това изисква от своите собствени условия, особено важната роля на средно рН за всяка от сложни клетъчни процеси. Протеините изграждат тънки стени, които разделят клетката в така наречените отделения. Но явлението е наречен раздробяване.

Каталитичната функция е да регулира всички клетъчни реакции. Всички ензими произход са прости или сложни протеини.

Всякакви видове организми движение (мускулна работа, движението в протоплазмата клетка, цилиарен трептене в протозои и т. Д) се провежда протеини. Структурата на протеини позволява да се движат да образуват влакна и пръстени. Функцията за транспорт е, че много вещества се транспортират в специфични клетъчни мембрани носещи протеини.

Хормонални роля на тези полимери е разбираемо наведнъж: на структурата на редица хормони са протеини, такива като инсулин, окситоцин.

Замяна функция се определя така, че протеините са способни да образуват отлагания. Например, valgumin яйца, млечен казеин, растителни семена протеини съхранение - голям брой хранителни вещества, съхранявани в него.

Всички сухожилия, ставни артикулацията, скелет кости, копита, образувани протеини, което ни довежда до друг на техните функции - подкрепа.

Протеинови молекули са рецепторите, носещи селективен признаване на определени вещества. В тази си роля, особено известен гликопротеини и лектини.

Най-важните фактори на имунитета - антителата и произхода на комплемента система са протеини. Например, процесът на кръвосъсирването се основава на промени в фибриноген протеин. Вътрешните стени на хранопровода и стомаха са облицовани със защитен слой на лигавицата протеини - Litsinija. Токсини са протеини на произхода. основа на кожата, защитени животински орган е колаген. Всички тези функции са защитни протеини.

Е, последното от функция подред - регулиране. Има протеини, които контролират геном работа. Това означава, че те регулират транскрипцията и транслацията.

Каквото и важната роля, която всички протеини, белтъчини структура е unriddled учени за дълго време. И сега те са откриването на нови начини за използване на това знание.