Simple at kumplikadong mga protina. Ang istraktura, function, mga katangian, mga katangian, mga halimbawa ng mga kumplikadong mga protina

Isa sa mga kahulugan ng buhay ay ang mga sumusunod: "Life ay ang mode ng pag-iral ng protina katawan." Sa ating planeta, nang walang pagbubukod organismo maglaman ng naturang organic na materyales, tulad ng mga protina. Ang artikulong ito ay naglalarawan sa mga simple at kumplikadong mga protina na kinilala sa pagkakaiba sa molecular istraktura, at tinatalakay ang kanilang mga pag-andar sa cell.

Ano ang mga protina

Mula sa viewpoint ng biyokimika - isang mataas na molekular timbang organic polymers, monomers na kung saan ay 20 iba't ibang mga uri ng mga amino acids. Sila'y nagkakasugpongan pinagsasama ng mga bunsod covalent kemikal, kung hindi man kilala peptide. Dahil protina monomer ay amphoteric compounds, naglalaman ang mga ito ng parehong isang amino group at isang carboxyl functional group. Chemical bond CO-NH pagitan ng mga ito ay nangyayari.

Kung ang polypeptide binubuo ng amino acid residues link, ito porma ng isang simpleng protina. Ang mga molecule ng polimer, karagdagang binubuo ng metal ions, bitamina, nucleotides, carbohydrates - ay masalimuot protina. Susunod, isaalang-alang namin ang spatial istraktura ng polypeptides.

Antas ng samahan ng mga protina molecule

Ang mga ito ay iniharap sa apat na iba't ibang mga configuration. Ang unang istraktura - linear, ito ay ang pinaka-simple at ay sa anyo ng isang polypeptide kadena sa panahon ng kanyang spiraling sa pagbuo ng mga karagdagang bono hydrogen. maging matatag sila ang helix, na kung saan ay tinatawag na isang pangalawang istraktura. Tersiyaryo institusyon ay may simple at kumplikadong mga protina, ang karamihan ng mga halaman at hayop na mga cell. Ang huli configuration - quaternary arises sa pakikipag-ugnayan sa ilang mga molecule ng katutubong istraktura, nagkakaisa coenzymes, lalo naturang mga protina ay may kumplikadong istraktura, gumana sa iba't-ibang mga function ng katawan.

Ang iba't-ibang mga simpleng mga protina

Ang grupong ito ay hindi maraming mga polypeptides. Ang kanilang mga molecule binubuo lamang ng amino acid residues. Upang isama ang mga protina, tulad ng histones at globulin. Ang unang kinakatawan sa core istraktura, at ay sinamahan ng mga molecule DNA. Ang pangalawang grupo - globulin - ang mga pangunahing bahagi ng plasma ng dugo. Ang ganitong mga isang protina tulad ng gamma globyulin, gumaganap ang mga function ng immune pagtatanggol at ay isang antibody. Ang mga compounds na maaaring mabuo complexes, na naglalaman ng mga kumplikadong carbohydrates at protina. Ang nasabing fibrillar simpleng mga protina tulad ng collagen at elastin, ay bahagi ng nag-uugnay tissue, kartilago, tendons, balat. Ang kanilang mga pangunahing pag-andar - ang konstruksiyon at suporta.

Tubulin protina ay isang miyembro ng microtubules, na kung saan ay bahagi ng mga pilikmata at flagella uniselular organismo tulad ng ciliates, Euglena, parasitiko flagellate. Ang parehong protina ay isang kasapi ng mga organismong multiselular (flagella spermatozoa, ova mga pilikmata, may pilikmata epithelium ng maliit na bituka).

Protein albumin naglilingkod sa stock ng function na (eg, isang protina ng itlog ng manok). Sa endosperm ng buto ng siryal - rye, bigas, trigo - protina molecule makaipon. Ang mga ito ay tinatawag na cellular inclusions. Ang mga sangkap ay ginagamit sa mga binhi bilig sa simula ng kanyang pag-unlad. Bilang karagdagan, ang mataas na protina nilalaman ng wheat unos ay isang napaka-mahalagang tagapagpahiwatig ng kalidad ng harina. Tinapay inihurnong mula sa gluten-rich harina ay may isang mataas na lasa ng kalidad at mas kapaki-pakinabang. Gluten ay naglalaman ng tinaguriang matapang na trigo. Ang malalim na dagat isda plasma ng dugo ay naglalaman ng protina na pigilan ang kanilang kamatayan mula sa sipon. Sila ay nagtataglay ng antifreeze properties, na pumipigil sa pagkamatay ng mga organismo sa mababang temperatura ng tubig. Sa kabilang banda, sa komposisyon ng cell pader ng thermophilic bakterya sa geothermal sources nakapaloob protina na may kakayahang upang mapanatili nito natural na configuration (tertiary o quaternary istraktura) at hindi magbago ng mga katangiang katutubo sa mga temperatura ranging mula sa 50 sa + 90 ° C.

proteid

Ang mga ito ay mahirap unawain protina, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mahusay na pagkakaiba-iba na may kaugnayan sa iba't-ibang mga function na ginagampanan ng mga ito. Tulad ng naunang nabanggit, ang pangkat ng mga polypeptides, maliban sa bahaging ito ng protina ay naglalaman ng isang prosthetic group. Sa ilalim ng impluwensiya ng iba't-ibang mga kadahilanan tulad ng mataas na temperatura, mabigat na metal asing-gamot, puro alkali at acid complex protina ay maaaring makapagpabago sa kanyang malapad na hugis, simplifying ito. pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na denaturation. Ang istraktura ng kumplikadong mga protina ay disrupted hydrogen bono ay nasira, at ang mga molecule mawala ang kanilang mga katangian at pag-andar. Bilang isang panuntunan, ang denaturation ay hindi maibabalik. Ngunit ang ilan sa mga polypeptides kumilos bilang isang katalista, sa pagmamaneho at pagbibigay ng senyas function, ito ay posible renaturation - pagpapanumbalik ng natural na kaayusan ng proteids.

Kung ang pagkilos ay isang destabilizing kadahilanan ng pagpunta para sa isang mahabang panahon, ang mga protina Molekyul ay ganap na nawasak. Ito ay humantong sa pagkalagot ng peptide bono sa mga pangunahing istraktura. Ibalik protina at pag-andar nito ay hindi na posible. pangkaraniwang bagay na ito ay tinatawag na pagkawasak. Ang isang halimbawa ay ang pagluluto ng itlog: liquid protina - albumin, na matatagpuan sa tersiyaryo istraktura ay ganap na nawasak.

protina biosynthesis

Muli, isipin ang na sa polypeptides ng mga buhay na organismo ay binubuo ng 20 amino acids, ang ilan sa kung saan ay hindi maaaring palitan. Ito lysine, methionine, phenylalanine, at iba pa. D. Pinasok nila ang dugo mula sa maliit na bituka matapos paghahati nito produktong protina. Upang synthesize mahahalagang amino acids (alanine, proline, serine), fungi at hayop gamitin nitrogen-containing compounds. Mga halaman, pagiging autotrophic, malaya bumuo ng isang kinakailangang bumubuo monomer na kumakatawan sa mga kumplikadong mga protina. Para sa paglagom reaksyon ang mga ito ay ginagamit nitrates, amonya, o nitrogen-free. Sa ilang mga uri ng mga microorganisms ay nagbibigay ng kanilang mga sarili na may isang kumpletong hanay ng mga amino acid, habang sa iba ang ilan lamang ay synthesized monomers. Yugto ng biosynthesis ng mga protina nagaganap sa mga cell ng lahat ng buhay na organismo. Sa core ng transcription ay nangyayari, at sa saytoplasm ng cell - broadcast.

Ang unang hakbang - ang synthesis ng mRNA precursor ay nangyayari sa pamamagitan ng enzyme RNA polymerase. Siya Pinaghihiwa ang mga Bonds ng hydrogen sa pagitan ng chain DNA, at isa sa mga ito sa prinsipyo ng complementarity nangongolekta pre-mRNA Molekyul. Ito ay nailantad sa slaysingu iyon ay hinog na, at pagkatapos ay dumating sa labas ng nucleus sa saytoplasm, na bumubuo ng messenger ribonucleic acid.

Upang ipatupad ang pangalawang yugto ay nangangailangan ng isang tiyak na organelles - ribosoma at molecular impormasyon at maglipat ribonucleic acids. Ang isa pang mahalagang kondisyon ay ang pagkakaroon ng ATP, pati na ang mga reaksyon plastic metabolismo, na kung saan ay kabilang sa biosynthesis ng protina ay nangyayari sa pagsipsip ng enerhiya.

Enzymes, ang kanilang mga istraktura at pag-andar

Ito ay isang malaking grupo ng mga protina (tungkol sa 2000), na gumaganap ang papel na ginagampanan ng mga sangkap na nakakaapekto sa rate ng biochemical reaksyon sa mga cell. Maaari silang maging simple (trepsin, pepsin) o mahirap unawain. Complex protina binubuo ng apoenzyme at coenzyme. Ang pagtitiyak ng protina na nauugnay sa compounds na kung saan ito ay gumaganap, tinutukoy ng isang coenzyme, at proteids napansin ang pagkilos lamang sa kaso kung saan ang mga protina component naka-link sa apoenzyme. Ang catalytic aktibidad ng enzyme ay malaya sa Molekyul, ngunit lamang sa pamamagitan ng aktibong center. kaayusan nito tumutugma sa mga kemikal na istraktura ng sangkap catalyzed sa pamamagitan ng mga prinsipyo ng "key-lock", kaya na ang mga pagkilos ng enzymes ay mahigpit na tiyak. Mga Pag-andar ng mga komplikadong protina ay sa pakikilahok sa metabolic proseso at sa paggamit ng mga ito bilang acceptors.

Mga Klase ng mga komplikadong protina

Sila ay binuo ng biochemists, batay sa 3 criteria: properties physico-kemikal, mga katangian at istruktura tampok proteids pagtitiyak. Ang unang pangkat ay kinabibilangan ng mga polypeptides ng magkakaibang electrochemical properties. Ang mga ito ay nahahati sa basic, neutral at acidic. Kamag-anak sa mga protina na tubig ay maaaring maging hydrophilic, amphiphilic at hydrophobic. Ang pangalawang pangkat ng mga enzymes na ay nai-itinuturing na dati. Ang ikatlong grupo ay kabilang ang polypeptides na naiiba sa kimiko komposisyon prosthetic group (ay chromoproteids, nucleoproteins, metalloproteins).

Isaalang-alang ang mga katangian ng mga komplikadong protina nang mas detalyado. Kaya, halimbawa, acidic protina na bahagi ng ribosome, ay naglalaman ng 120 amino acids at maraming nalalaman. Ito ay matatagpuan sa protina-synthesizing organelles, parehong prokaryotic at eukaryotic cell. Ang isa pang miyembro ng grupong ito - S-100 protina, ay binubuo ng dalawang chain-link kaltsyum Ion. Siya ay isang miyembro ng neurons at glia - pagsuporta sa tissue ng nervous system. Ang karaniwang ari-arian ng lahat ng mga acidic protina - ang isang mataas na nilalaman ng dicarboxylic acids: glutamic at aspartic. Sa pamamagitan ng alkaline protina isama ang histones - protina na bumubuo sa RNA at DNA nucleic acids. Ang kakaibang uri ng kemikal na komposisyon ay ang malaking halaga ng lysine at arginine. Histones, kasama ang nuclear chromatin chromosome anyo - kritikal cell istraktura pagmamana. Ang mga protina ay kasangkot sa proseso ng transcription at pagsasalin. Amphiphilic protina malawak na kinakatawan sa cell membranes, na bumubuo ng isang lipoprotein bilayer. Kaya, ang mga grupong nag-aral sa itaas tinalakay complex protina, kami ay kumbinsido na ang kanilang physico-chemical properties dahil sa ang istraktura ng protina component at prosthetic grupo.

Ang ilang mga kumplikadong mga cell lamad protina ay kayang kilalanin ang isang iba't ibang mga chemical compounds, tulad ng antigens at gumanti sa kanila. Ito signalling function na proteids, ito ay napakahalaga para sa mga pumipili pagsipsip proseso, sangkap mula sa panlabas na kapaligiran, at upang maprotektahan ito.

Glycoproteins at proteoglycans

Ang mga ito ay mahirap unawain protina na naiiba sa pagitan ng isang biochemical komposisyon prosthetic grupo. Kung ang mga kemikal na bono sa pagitan ng mga bahagi protina at karbohidrat bahagi - covalent-glycoside, tulad sangkap ay tinatawag na glycoprotein. Apoenzyme sila ay iniharap molecule ng mono-at oligosaccharides, halimbawa ng naturang mga protina ay prothrombin, fibrinogen (protina na kasangkot sa pamumuo ng dugo). Kortiko- at gonadotropic hormones, interferon, enzymes at lamad ay glycoprotein. Sa molecule proteoglycan protina bahagi ay lamang ng 5%, ang natitira sa pagiging isang prosthetic group (geteropolitsaharid). Ang parehong mga bahagi ay konektado sa pamamagitan ng isang glycosidic bono ng OH group-threonine at arginine grupo at NH₂-glutamine, at lysine. Proteoglycan molecules i-play isang napaka-mahalagang papel sa tubig-asin metabolismo cell. Nasa ibaba ang isang talaan ng mga kumplikadong mga protina, kami pinag-aralan.

metalloproteins

Ang mga materyales na naglalaman ng bilang bahagi ng molecular ion ng isa o higit pang mga riles. Isaalang-alang ang halimbawa ng mga kumplikadong mga protina na kabilang sa grupong nasa itaas. Ito ay higit sa lahat ng mga enzymes tulad ng cytochrome oxidase. Ito ay nakatayo sa cristae ng mitochondria at activates ang synthesis ng ATP. Ferrin at transferrin - proteid na naglalaman ng ions bakal. Pinagmulan ng mga deposito ang mga ito sa mga cell, at ang ikalawa ay ang transportasyon ng dugo protina. Ang isa pang metalloproteins - alfaamelaza ito ay naglalaman ng kaltsyum ions ay kasama sa komposisyon ng laway at pancreatic juice, lumalahok sa paghahati ng almirol. Pula ng dugo ay kung paano metalloproteins at hromoproteidov. Naglingkod siya bilang transport protina na naghahatid ng oxygen. Ang resulta ay isang tambalan ng oxyhemoglobin. Ang paglanghap ng carbon monoxide, o karbon monoksid tinatawag na, ang mga molekula ng hemoglobin bumuo ng very stable compound erythrocytes. Ito ay mabilis na kumalat sa mga organo at tisyu, na nagiging sanhi ng cell pagkalason. Bilang isang resulta, pagkatapos ng matagal na paglanghap ng carbon monoxide kamatayan ay nangyayari mula sa inis. Pula ng dugo bahagyang nagdadala at carbon dioxide nabuo sa catabolic proseso. Mula sa stream dugo ng carbon dioxide sa baga at kidney, at mula sa mga ito - sa mga panlabas na kapaligiran. Ang ilang mga crustacean at molluscs transport protina na naghahatid ng oxygen, ay ang susian. Sa halip na ang bakal ay naglalaman ng tanso ions, kaya dugo ng hayop ay hindi pula, at asul.

kloropila pag-andar

Tulad ng aming nabanggit mas maaga, complex protina ay maaaring bumuo ng complexes na may pigments - kulay na organic sangkap. Ang kanilang mga kulay ay depende sa hromoformnyh mga grupo na nang pili maunawaan ang ilang mga spectra ng liwanag ng araw. Sa mga cell ng halaman ay may berdeng plastids - chloroplast na naglalaman kloropila pigment. Ito ay binubuo ng magnesium atoms at isang polyhydric alak, phytol. Ang mga ito ay nauugnay sa protina molecule, at ang kanilang mga sarili maglaman chloroplasts thylakoids (plates), o lamad na nauugnay sa mga stack - facet. Ang mga ito ay photosynthetic pigments - kloropila - at karagdagang carotenoids. Narito ang lahat ng mga enzymes na ginamit sa photosynthetic reaksyon. Kaya chromoproteids, na kinabibilangan ng chlorophyll, magsagawa ng mga kritikal na function sa metabolismo, lalo sa mga reaksyon paglagom at kawalan ng pagkakapareho.

viral protina

Kasama sa mga ito ang mga kinatawan ng mga non-cellular mga anyo ng buhay, pagpasok sa kaharian ng Vir. Mga virus ay hindi ang kanilang sariling mga protina-synthesizing patakaran ng pamahalaan. Nucleic acids, DNA o RNA, maaari ibuyo ang synthesis ng karamihan sa mga particle sariling cell nahawaan ng virus. Simple virus binubuo lamang ng mga molecule ng protina, compactly binuo sa isang helical istraktura o isang polyhedral hugis, tulad ng tabako mosaic virus. Complex virus ay may karagdagang mga lamad bumubuo ng bahagi ng membranong plasma ng selula ng hosto. Bilang ito ay maaring isama ang mga glycoprotein (hepatitis B virus, smallpox virus). Ang pangunahing pag-andar ng mga glycoprotein - isang pagkilala sa mga tiyak na receptors sa host cell lamad. Ang komposisyon ng mga karagdagang viral lamad at protina isama ang enzymes pagbibigay uulit ng DNA o RNA transcription. Batay sa mga naunang nabanggit, maaari isa tapusin ang mga sumusunod: viral particle protina shell magkaroon ng isang tiyak na istraktura, depende sa lamad protina ng host cell.

Sa artikulong ito kami ay nabigyan ang mga katangian ng kumplikadong mga protina, pinag-aralan ang kanilang mga istraktura at pag-andar sa mga cell ng iba't-ibang organismo.