Proteinler organik maddelerdir. Bu makromoleküler bileşikler, belirli bir bileşim ile karakterize edilir ve hidroliz üzerine amino asitlere ayrışır. Protein molekülleri, çoğu çoklu polipeptit zincirlerinden oluşan çok çeşitli şekillerde gelir. Bir proteinin yapısıyla ilgili bilgiler DNA'da kodlanmıştır ve protein sentezi sürecine çeviri denir.
Proteinlerin kimyasal bileşimi
Ortalama protein şunları içerir:
- %52 karbon;
- %7 hidrojen;
- %12 azot;
- %21 oksijen;
- %3 kükürt.
Protein molekülleri polimerlerdir. Yapılarını anlamak için monomerlerinin, amino asitlerinin ne olduğunu bilmek gerekir.
Amino asitler
Genellikle iki kategoriye ayrılırlar: sürekli meydana gelen ve ara sıra meydana gelen. İlki 18 protein monomeri ve 2 amid daha içerir: aspartik ve glutamik asitler. Bazen sadece üç asit vardır.
Bu asitler birçok şekilde sınıflandırılabilir: yan zincirlerin doğasına veya radikallerinin yüküne göre, ayrıca CN ve COOH gruplarının sayısına bölünebilirler.
Protein birincil yapısı
Bir protein zincirindeki amino asitlerin sırası,sonraki organizasyon seviyeleri, özellikleri ve işlevleri. Monomerler arasındaki ana bağ türü peptittir. Bir amino asitten hidrojen ve diğerinden bir OH grubunun ayrılmasıyla oluşur.
Bir protein molekülünün ilk organizasyonu, içindeki amino asitlerin dizisidir, sadece protein moleküllerinin yapısını belirleyen bir zincirdir. Düzenli bir yapıya sahip bir "iskelet"ten oluşur. Bu tekrar eden bir -NH-CH-CO- dizisidir. Ayrı yan zincirler amino asit radikalleri (R) ile temsil edilir, özellikleri proteinlerin yapısının bileşimini belirler.
Protein moleküllerinin yapısı aynı olsa bile, sadece monomerlerinin zincirde farklı bir dizilime sahip olması nedeniyle özelliklerde farklılık gösterebilirler. Bir proteindeki amino asitlerin düzenlenmesi genler tarafından belirlenir ve proteine belirli biyolojik işlevleri dikte eder. Aynı işlevden sorumlu moleküllerdeki monomerlerin dizisi, farklı türlerde genellikle birbirine yakındır. Bu tür moleküller - organizasyon açısından aynı veya benzer olan ve farklı organizma türlerinde aynı işlevleri yerine getiren - homolog proteinlerdir. Gelecekteki moleküllerin yapısı, özellikleri ve işlevleri, amino asit zincirinin sentez aşamasında zaten ortaya konmuştur.
Bazı ortak özellikler
Proteinlerin yapısı uzun süredir çalışılıyor ve birincil yapılarının analizi bazı genellemeler yapmamızı sağladı. Proteinlerin çoğu, özellikle birçok glisin, alanin, aspartik asit, glutamin ve az miktarda triptofan, arginin, metionin bulunan yirmi amino asidin tümünün varlığı ile karakterize edilir.histidin. Tek istisna, örneğin histonlar gibi belirli protein gruplarıdır. DNA paketlemesi için gereklidirler ve çok fazla histidin içerirler.
İkinci genelleme: Küresel proteinlerde amino asitlerin değişiminde genel bir model yoktur. Ancak biyolojik aktivitede uzak olan polipep titler bile küçük özdeş molekül parçalarına sahiptir.
İkincil yapı
Polipeptit zincirinin ikinci organizasyon düzeyi, hidrojen bağları tarafından desteklenen uzamsal düzenlemesidir. α-sarmalını ve β-katını tahsis edin. Zincirin bir kısmı düzenli bir yapıya sahip değildir, bu tür bölgelere amorf denir.
Tüm doğal proteinlerin alfa sarmalı sağlaktır. Sarmaldaki amino asitlerin yan kökleri daima dışa bakar ve ekseninin zıt taraflarında bulunur. Polar değillerse, spiralin bir tarafında gruplanırlar ve farklı spiral bölümlerin yakınsaması için koşullar yaratan yaylarla sonuçlanırlar.
Beta kıvrımları - oldukça uzun spiraller - protein molekülünde yan yana yer alma eğilimindedir ve paralel ve paralel olmayan β kıvrımlı katmanlar oluşturur.
Üçüncül protein yapısı
Bir protein molekülünün üçüncü organizasyon düzeyi, spirallerin, kıvrımların ve amorf bölümlerin kompakt bir yapıya katlanmasıdır. Bunun nedeni monomerlerin yan radikallerinin birbirleriyle etkileşimidir. Bu tür bağlantılar birkaç türe ayrılır:
- polar radikaller arasında hidrojen bağları oluşur;
- hidrofobik– polar olmayan R grupları arasında;
- elektrostatik çekim kuvvetleri (iyonik bağlar) – yükleri zıt olan gruplar arasında;
- sistein radikalleri arasında disülfür köprüleri.
Son bağ türü (–S=S-) kovalent bir etkileşimdir. Disülfit köprüleri proteinleri güçlendirir, yapıları daha dayanıklı hale gelir. Ancak bu tür bağlantılar gerekli değildir. Örneğin polipeptit zincirinde çok az sistein olabilir veya radikalleri yakınlarda bulunur ve bir "köprü" oluşturamaz.
Dördüncü organizasyon düzeyi
Tüm proteinler kuaterner bir yapı oluşturmaz. Dördüncü seviyedeki proteinlerin yapısı, polipeptit zincirlerinin (protomerler) sayısı ile belirlenir. Disülfid köprüleri dışında, önceki organizasyon seviyesiyle aynı bağlarla birbirine bağlanırlar. Bir molekül, her biri kendi özel (veya aynı) üçüncül yapıya sahip olan birkaç protomerden oluşur.
Organizasyonun tüm seviyeleri, ortaya çıkan proteinlerin gerçekleştireceği işlevleri belirler. İlk organizasyon seviyesindeki proteinlerin yapısı, hücre ve bir bütün olarak vücutta sonraki rollerini çok doğru bir şekilde belirler.
Protein İşlevleri
Proteinlerin hücre aktivitesindeki rolünün ne kadar önemli olduğunu hayal etmek bile zor. Yukarıda, yapılarını inceledik. Proteinlerin işlevleri doğrudan ona bağlıdır.
Bir bina (yapısal) işlevi gerçekleştirerek, herhangi bir canlı hücrenin sitoplazmasının temelini oluştururlar. Bu polimerler, ne zaman tüm hücre zarlarının ana malzemesidir?lipidlerle kompleks oluşturur. Bu aynı zamanda hücrenin, her biri kendi reaksiyonlarına sahip olan bölmelere bölünmesini de içerir. Gerçek şu ki, hücresel süreçlerin her kompleksi kendi koşullarını gerektirir, özellikle ortamın pH'ı önemli bir rol oynar. Proteinler, hücreyi sözde bölmelere bölen ince bölümler oluşturur. Ve fenomenin kendisine bölümlendirme denir.
Katalitik işlev, hücrenin tüm reaksiyonlarını düzenlemektir. Tüm enzimler ya basit ya da karmaşık proteinlerdir.
Organizmaların her türlü hareketi (kasların çalışması, bir hücrede protoplazmanın hareketi, protozoadaki kirpiklerin titremesi vb.) proteinler tarafından gerçekleştirilir. Proteinlerin yapısı onların hareket etmelerini, lifler ve halkalar oluşturmalarını sağlar.
Taşıma işlevi, birçok maddenin özel taşıyıcı proteinler tarafından hücre zarından taşınmasıdır.
Bu polimerlerin hormonal rolü hemen açıktır: bir dizi hormon, yapıdaki proteinlerdir, örneğin, insülin, oksitosin.
Yedek işlev, proteinlerin tortu oluşturabilmesiyle belirlenir. Örneğin, yumurta valgumini, süt kazeini, bitki tohumu proteinleri - çok miktarda besin depolarlar.
Tüm tendonlar, eklem eklemleri, iskelet kemikleri, toynaklar proteinler tarafından oluşturulur, bu da bizi bir sonraki işlevlerine getirir - destekleme.
Protein molekülleri, belirli maddelerin seçici olarak tanınmasını gerçekleştiren reseptörlerdir. Bu rolde özellikle glikoproteinler ve lektinler bilinmektedir.
En önemlibağışıklık faktörleri - antikorlar ve kökene göre tamamlayıcı sistem proteinlerdir. Örneğin, kan pıhtılaşma süreci, fibrinojen proteinindeki değişikliklere dayanır. Yemek borusu ve midenin iç duvarları, koruyucu bir mukoza proteinleri - licin tabakası ile kaplanmıştır. Toksinler de orijinli proteinlerdir. Hayvanların vücudunu koruyan derinin temeli kolajendir. Bu protein fonksiyonlarının tümü koruyucudur.
Eh, son işlev düzenleyicidir. Genomun çalışmasını kontrol eden proteinler vardır. Yani, transkripsiyon ve çeviriyi düzenlerler.
Proteinlerin rolü ne kadar önemli olursa olsun, proteinlerin yapısı uzun zamandır bilim adamları tarafından çözülmüştür. Ve şimdi bu bilgiyi kullanmanın yeni yollarını keşfediyorlar.
