Typer av proteiner, deras funktioner och struktur

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-02 17:56

Enligt Oparin-Haldane-teorin härstammar livet på vår planet från en koacervatdroppe. Det var också en proteinmolekyl. Det vill säga slutsatsen följer att det är dessa kemiska föreningar som är grunden för allt liv som finns idag. Men vad är proteinstrukturer? Vilken roll spelar de i kroppen och människors liv idag? Vilka typer av proteiner finns det? Låt oss försöka lista ut det.

Proteiner: ett allmänt begrepp

Från den kemiska strukturens synvinkel är molekylen i ämnet i fråga en sekvens av aminosyror sammankopplade med peptidbindningar.

Varje aminosyra har två funktionella grupper:

• karboxylsyra -COOH;
• aminogrupp -NH_2.

Det är mellan dem som en bindning bildas i olika molekyler. Således har peptidbindningen formen -CO-NH. En proteinmolekyl kan innehålla hundratals eller tusentals sådana grupper, det beror på det specifika ämnet. Typerna av proteiner är mycket olika. Bland dem finns de som innehåller essentiella aminosyror för kroppen, vilket innebär att de måste intas med mat. Det finns sorter som utför viktiga funktioner i cellmembranet ochdess cytoplasma. Biologiska katalysatorer är också isolerade - enzymer, som också är proteinmolekyler. De används ofta i mänskligt liv och deltar inte bara i de biokemiska processerna för levande varelser.

Molekylvikten för föreningarna i fråga kan variera från flera tiotals till miljoner. När allt kommer omkring är antalet monomerenheter i en stor polypeptidkedja obegränsat och beror på typen av en viss substans. Protein i sin rena form, i sin ursprungliga konformation, kan ses när man undersöker ett rått kycklingägg. En ljusgul, transparent, tät kolloidal massa, inuti vilken äggulan är belägen - detta är det önskade ämnet. Detsamma kan sägas om keso med låg fetth alt. Denna produkt är också nästan rent protein i sin naturliga form.

Men inte alla föreningar som övervägs har samma rumsliga struktur. Tot alt urskiljs fyra organisationer av molekylen. Typerna av proteinstrukturer bestämmer dess egenskaper och indikerar strukturens komplexitet. Det är också känt att mer rumsligt intrasslade molekyler genomgår omfattande bearbetning hos människor och djur.

Typer av proteinstrukturer

Det finns fyra av dem tot alt. Tänk på vad var och en av dem är.

1. Primär. Representerar den vanliga linjära sekvensen av aminosyror sammankopplade med peptidbindningar. Det finns inga rumsliga vändningar, ingen spiralisering. Antalet länkar som ingår i polypeptiden kan uppgå till flera tusen. Typer av proteiner medliknande struktur - glycylalanin, insulin, histoner, elastin och andra.
2. Sekundär. Den består av två polypeptidkedjor som är tvinnade i form av en spiral och orienterade mot varandra genom formade varv. I det här fallet bildas vätebindningar mellan dem, som håller dem samman. Det är så en enda proteinmolekyl bildas. Typerna av proteiner av denna typ är följande: lysozym, pepsin och andra.
3. Tertiär konformation. Det är en tätt packad och kompakt lindad sekundär struktur. Här uppträder andra typer av interaktion, förutom vätebindningar - detta är van der Waals-interaktionen och krafterna för elektrostatisk attraktion, hydrofil-hydrofob kontakt. Exempel på strukturer är albumin, fibroin, sidenprotein och andra.
4. Kvartär. Den mest komplexa strukturen, som är flera polypeptidkedjor som vrids till en spiral, rullas till en boll och förenas till en kula. Exempel som insulin, ferritin, hemoglobin, kollagen illustrerar just en sådan proteinkonformation.

Om vi betraktar alla givna strukturer av molekyler i detalj ur en kemisk synvinkel, kommer analysen att ta lång tid. Faktum är att ju högre konfigurationen är, desto mer komplex och intrikat dess struktur, desto fler typer av interaktioner observeras i molekylen.

Denaturering av proteinmolekyler

En av de viktigaste kemiska egenskaperna hos polypeptider är deras förmåga att bryta ned under påverkan av vissa tillstånd eller kemiska medel. Så,till exempel är olika typer av proteindenaturering utbredd. Vad är denna process? Det består i att förstöra proteinets naturliga struktur. Det vill säga, om molekylen initi alt hade en tertiär struktur, kommer den att kollapsa efter inverkan av specialmedel. Emellertid förblir sekvensen av aminosyrarester oförändrad i molekylen. Denaturerade proteiner förlorar snabbt sina fysikaliska och kemiska egenskaper.

Vilka reagenser kan leda till processen med förstörelse av konformation? Det finns flera av dem.

1. Temperature. Vid upphettning sker en gradvis förstörelse av molekylens kvartära, tertiära, sekundära struktur. Visuellt kan detta observeras, till exempel när du steker ett vanligt kycklingägg. Det resulterande "proteinet" är den primära strukturen för albuminpolypeptiden som fanns i råprodukten.
2. Strålning.
3. Handling med starka kemiska ämnen: syror, alkalier, s alter av tungmetaller, lösningsmedel (till exempel alkoholer, etrar, bensen och andra).

Denna process kallas ibland också för molekylär smältning. Typerna av proteindenaturering beror på medlet under vars verkan den inträffade. I vissa fall sker dessutom den omvända processen. Detta är renaturering. Inte alla proteiner kan återställa sin struktur tillbaka, men en betydande del av dem kan göra detta. Så, kemister från Australien och Amerika utförde renatureringen av ett kokt kycklingägg med hjälp av några reagenser och en centrifugeringsmetod.

Denna process är viktig för levande organismer i syntesen av polypeptidkedjor av ribosomer och rRNA i celler.

Hydrolys av en proteinmolekyl

Tillsammans med denaturering kännetecknas proteiner av en annan kemisk egenskap - hydrolys. Detta är också förstörelsen av den naturliga konformationen, men inte till den primära strukturen, utan helt till individuella aminosyror. En viktig del av matsmältningen är proteinhydrolys. Typerna av hydrolys av polypeptider är följande.

1. Kemi. Baserat på verkan av syror eller alkalier.
2. Biologisk eller enzymatisk.

Kärnan i processen förblir dock oförändrad och beror inte på vilka typer av proteinhydrolys som äger rum. Som ett resultat bildas aminosyror som transporteras till alla celler, organ och vävnader. Deras ytterligare transformation består i deltagandet av syntesen av nya polypeptider, redan de som är nödvändiga för en viss organism.

Inom industrin används processen för hydrolys av proteinmolekyler bara för att få de rätta aminosyrorna.

Funktioner av proteiner i kroppen

Olika typer av proteiner, kolhydrater, fetter är viktiga komponenter för att alla celler ska fungera norm alt. Och det betyder hela organismen som helhet. Därför beror deras roll till stor del på den höga graden av betydelse och överallt inom levande varelser. Flera huvudfunktioner hos polypeptidmolekyler kan särskiljas.

1. Katalytisk. Det utförs av enzymer som har en proteinstruktur. Vi kommer att prata om dem senare.
2. Strukturell. Typer av proteiner och derasfunktioner i kroppen påverkar i första hand själva cellens struktur, dess form. Dessutom bildar polypeptider som utför denna roll hår, naglar, blötdjursskal och fågelfjädrar. De är också en viss armatur i cellens kropp. Brosk består också av dessa typer av proteiner. Exempel: tubulin, keratin, aktin och andra.
3. Regler. Denna funktion manifesteras i deltagandet av polypeptider i sådana processer som: transkription, translation, cellcykel, splitsning, mRNA-läsning och andra. I dem alla spelar de en viktig roll som trafikledare.
4. Signal. Denna funktion utförs av proteiner som finns på cellmembranet. De överför olika signaler från en enhet till en annan, och detta leder till kommunikation mellan vävnader. Exempel: cytokiner, insulin, tillväxtfaktorer och andra.
5. Transport. Vissa typer av proteiner och deras funktioner som de utför är helt enkelt avgörande. Detta händer till exempel med proteinet hemoglobin. Det transporterar syre från cell till cell i blodet. För en person är han oersättlig.
6. Reservdelar eller backup. Sådana polypeptider ackumuleras i växter och djurägg som en källa till ytterligare näring och energi. Ett exempel är globuliner.
7. Motiv. En mycket viktig funktion, speciellt för de enklaste organismerna och bakterierna. När allt kommer omkring kan de bara röra sig med hjälp av flageller eller cilia. Och dessa organeller är till sin natur inget annat än proteiner. Exempel på sådana polypeptider är följande: myosin, aktin, kinesin och andra.

Det är uppenbart att funktionerna hos proteiner i människokroppen och andralevande varelser är väldigt många och viktiga. Detta bekräftar än en gång att livet på vår planet är omöjligt utan de föreningar vi överväger.

Proteins skyddande funktion

Polypeptider kan skydda mot olika påverkan: kemiska, fysikaliska, biologiska. Till exempel, om kroppen är i fara i form av ett virus eller bakterier av främmande natur, kommer immunglobuliner (antikroppar) i strid med dem och fyller en skyddande roll.

Om vi pratar om fysiska effekter så spelar fibrin och fibrinogen, som är involverade i blodkoagulering, en stor roll här.

Matproteiner

Dietproteintyper är följande:

• komplett - de som innehåller alla aminosyror som behövs för kroppen;
• incomplete - de där det finns en ofullständig aminosyrasammansättning.

Men båda är viktiga för människokroppen. Speciellt den första gruppen. Varje person, särskilt under perioder av intensiv utveckling (barn- och ungdomsår) och puberteten, måste upprätthålla en konstant nivå av proteiner i sig själv. När allt kommer omkring har vi redan övervägt de funktioner som dessa fantastiska molekyler utför, och vi vet att praktiskt taget inte en enda process, inte en enda biokemisk reaktion inom oss kan klara sig utan medverkan av polypeptider.

Det är därför du behöver konsumera dagligt proteinintag varje dag, som ingår i följande produkter:

• egg;
• milk;
• keso;
• kött och fisk;
• bönor;
• soja;
• bönor;
• peanuts;
• wheat;
• havre;
• linser och andra.

Om du konsumerar 0,6 g av en polypeptid per kg vikt och dag, kommer en person aldrig att sakna dessa föreningar. Om kroppen under en lång tid inte får de nödvändiga proteinerna, uppstår en sjukdom som har namnet aminosyrasvält. Detta leder till allvarliga metabola störningar och som ett resultat många andra åkommor.

Proteiner i en bur

Inuti den minsta strukturella enheten av alla levande varelser - celler - finns också proteiner. Dessutom utför de nästan alla ovanstående funktioner där. Först och främst bildas cellens cytoskelett, bestående av mikrotubuli, mikrofilament. Det tjänar till att bibehålla formen, såväl som för transport inuti mellan organeller. Olika joner och föreningar rör sig längs proteinmolekyler, som längs kanaler eller skenor.

Rollen för proteiner nedsänkta i membranet och placerade på dess yta är också viktig. Här utför de både receptor- och signalfunktioner, deltar i konstruktionen av själva membranet. De står på vakt, vilket betyder att de spelar en skyddande roll. Vilka typer av proteiner i cellen kan hänföras till denna grupp? Det finns många exempel, här är några.

1. Aktin och myosin.
2. Elastin.
3. Keratin.
4. Collagen.
5. Tubulin.
6. Hemoglobin.
7. Insulin.
8. Transkobalamin.
9. Transferrin.
10. album.

Det finns flera hundraolika typer av proteiner som ständigt rör sig inom varje cell.

Typer av proteiner i kroppen

De, naturligtvis, en enorm variation. Om du försöker dela upp alla befintliga proteiner i grupper på något sätt kan du få något liknande den här klassificeringen.

1. Globular proteiner. Dessa är de som representeras av en tertiär struktur, det vill säga en tätt packad kula. Exempel på sådana strukturer är följande: immunglobuliner, en betydande andel enzymer, många hormoner.
2. Fibrillära proteiner. De är strikt ordnade trådar med rätt rumssymmetri. Denna grupp inkluderar proteiner med primär och sekundär struktur. Till exempel keratin, kollagen, tropomyosin, fibrinogen.

I allmänhet kan många funktioner tas som grund för att klassificera proteiner i kroppen. Det finns ingen ännu.

Enzymer

Biologiska katalysatorer av proteinnatur, som avsevärt accelererar alla pågående biokemiska processer. Normal metabolism är helt enkelt omöjlig utan dessa föreningar. Alla processer för syntes och sönderfall, sammansättning av molekyler och deras replikation, translation och transkription och andra utförs under påverkan av en specifik typ av enzym. Exempel på dessa molekyler är:

• oxidoreduktas;
• transferaser;
• catalase;
• hydrolaser;
• isomeras;
• lyases och andra.

Idag används enzymer i vardagen. Så, i produktionen av tvättPulver använder ofta så kallade enzymer - dessa är biologiska katalysatorer. De förbättrar tvättkvaliteten samtidigt som den angivna temperaturregimen observeras. Binder enkelt till smutspartiklar och tar bort dem från tygets yta.

Men på grund av deras proteinnatur tolererar enzymer inte för varmt vatten eller närheten till alkaliska eller sura läkemedel. I det här fallet kommer denatureringsprocessen att inträffa.