Enkle og komplekse proteiner. Struktur, funksjon, egenskaper, egenskaper, eksempler på komplekse proteiner

En av definisjonene av livet er som følger: "Livet er modusen for eksistensen av protein organer." På vår klode, uten unntak organismer inneholder slike organiske materialer, slik som proteiner. Denne artikkelen beskriver de enkle og komplekse proteiner identifisert forskjeller i molekylstrukturen, og diskuterer deres funksjoner i cellen.

Hva er proteiner

Fra synspunktet til biokjemi - en høy molekylvekt, organiske polymerer, monomerer som er 20 forskjellige typer aminosyrer. De er forbundet med hverandre ved kovalente kjemiske bindinger, ellers kjent peptid. Siden protein monomerer er amfotære forbindelser, de inneholder både en aminogruppe og en karboksylgruppe funksjonell gruppe. Kjemisk binding CO-NH mellom dem inntreffer.

Dersom polypeptidet består av aminosyrerester koblinger, det danner en enkelt protein. Molekylene i polymeren, videre omfattende metallioner, vitaminer, nukleotider, karbohydrater - er komplekse proteiner. Deretter ser vi på den romlige strukturen av polypeptider.

Nivåer av organiseringen av proteinmolekyler

De er presentert i fire forskjellige konfigurasjoner. Den første struktur - lineær, er det den mest enkle og har form av en polypeptidkjede under dets spiral dannelsen av ytterligere hydrogenbindinger. De stabiliserer heliks, som kalles en sekundær struktur. Tertiært institusjoner har enkle og komplekse proteiner, de fleste plante- og dyreceller. Den sistnevnte konfigurasjon - kvartært oppstår ved samvirkningen av de flere molekyler av den native struktur, forend koenzymer, nemlig slike proteiner har komplekse struktur, operere på forskjellige kroppsfunksjoner.

En rekke enkle proteiner

Denne gruppen er ikke mange polypeptider. Sine molekyler består bare av aminosyrerester. For å inkludere proteiner som histoner og globuliner. Den første representert i kjernestrukturen, og kombineres med de DNA-molekyler. Den andre gruppen - globuliner - er de viktigste komponenter i blodplasma. Et slikt protein slik som gamma-globulin, utfører funksjonene til immunforsvaret og er et antistoff. Disse forbindelser kan danne komplekser, som inneholder komplekse karbohydrater og proteiner. Slike fibrillære enkle proteiner som kollagen og elastin, er en del av bindevev, brusk, sener, hud. Deres viktigste funksjon - bygging og støtte.

Tubulin-proteinet er et medlem av mikrotubuler, som er komponenter av cilia og flag encellede organismer som ciliater, Euglena, parasittiske flagellater. Denne samme proteinet er et medlem av flercellede organismer (flageller spermatozoa, egg cilia, ciliated epitel av tynntarmen).

Protein albumin tjener til lager en funksjon (for eksempel et protein av kylling egg). I det indre frøet i frø av korn - rug, ris, hvete - proteinmolekyler akkumulere. De kalles cellulære slutninger. Disse stoffer brukes i frøet embryo i begynnelsen av dens utvikling. I tillegg er det høye proteininnholdet i hvete snutebillen en svært viktig indikator på kvaliteten av mel. Brød bakt fra gluten rike mel har en høy smak kvalitet og mer nyttig. Gluten inneholde såkalte hardt hvete. Dypvannsfisk blodplasma inneholder proteiner som hindrer deres død fra kulden. De har antifryse egenskaper, hindrer død av organismen ved lave vanntemperaturer. På den annen side, i sammensetningen av celleveggen av termofile bakterier i geotermiske kilder inneholdt proteiner som er i stand til å beholde sin naturlige konfigurasjon (tertiær eller kvaternær struktur) og denaturerer ikke ved temperaturer i området fra 50 til + 90 ° C.

proteid

Disse er komplekse proteiner, som kjennetegnes ved stor variasjon i forbindelse med de forskjellige funksjoner som utføres av dem. Som tidligere nevnt, er gruppen av polypeptider, bortsett fra for proteindelen inneholder en prostetisk gruppe. Under påvirkning av forskjellige faktorer, slik som høy temperatur, tungmetallsalter, konsentrert alkali og syre komplekse proteiner kan forandre sin romlige form, å forenkle det. Dette fenomenet kalles denaturering. Strukturen av komplekse proteiner forstyrres hydrogenbindingene er brutt, og molekylene mister sine egenskaper og funksjoner. Som regel er det denaturering irreversible. Men noen av polypeptidene fungere som en katalysator, kjøring og signaleringsfunksjoner, er det mulig renaturering - gjenopprette den naturlige struktur av proteids.

Dersom handlingen er en destabiliserende moment for en lang tid, blir proteinmolekylet ødelegges helt. Dette fører til brudd av peptidbindingene til den primære strukturen. Restore protein og dens funksjon er ikke lenger mulig. Dette fenomenet kalles ødeleggelse. Et eksempel er ved koking av egg: flytende protein - albumin, som ligger i den tertiære struktur er fullstendig ødelagt.

protein biosyntese

Igjen, minne om at i polypeptidene i levende organismer består av 20 aminosyrer, hvorav noen er uerstattelige. Dette lysin, metionin, fenylalanin, og så videre. D. De kommer inn i blodstrømmen fra tynntarmen etter å splitte det proteinprodukter. For å syntetisere essensielle aminosyrer (alanin, prolin, serin), sopp og dyr bruke nitrogenholdige forbindelser. Planter, som er autotrofe, uavhengig danner en nødvendig bestanddel monomerer som representerer komplekse proteiner. For dette assimilering reaksjoner De anvendes nitrater, ammoniakk eller nitrogen-fri. I enkelte typer av mikroorganismer som gir seg selv med et komplett sett av aminosyre, mens andre bare noen er syntetisert monomerer. Stadier av biosyntesen av proteiner oppstår i cellene i alle levende organismer. I kjernen av transkripsjon oppstår, og i cellens cytoplasma - sendingen.

Det første trinnet - syntesen av mRNA-forløperen skjer ved hjelp av enzymet RNA-polymerase. Han bryter hydrogenbindinger mellom de DNA-kjeder, og en av dem på prinsippet om komplementaritet samler pre-mRNA-molekylet. Det er utsatt for slaysingu som er moden, og deretter kommer ut av kjernen til cytoplasma, danner messenger ribonukleinsyre.

For å gjennomføre det andre trinnet krever en spesifikk organeller - ribosomer og molekylinformasjon og overfører ribonukleinsyrer. En annen viktig betingelse er tilstedeværelsen av ATP, som reaksjonene plast metabolisme, som hører til biosyntesen av proteiner som forekommer med absorpsjon av energi.

Enzymer, deres struktur og funksjon

Dette er en stor gruppe av proteiner (omtrent 2000), utfører rollen av stoffer som påvirker hastigheten av biokjemiske reaksjoner i cellene. De kan være enkle (trepsin, pepsin) eller kompleks. Komplekse proteiner består av apoenzym og koenzym. Spesifisiteten av protein i forhold til de forbindelser for hvilke det opptrer, bestemmer et koenzym, og proteids aktivitet er observert bare i det tilfelle hvor proteinkomponenten er knyttet til apoenzymet. Den katalytiske aktivitet av enzymet er uavhengig av molekylet, men bare av den aktive senter. Dens struktur svarer til den kjemiske struktur av stoffer katalysert av prinsippet om "nøkkel-lås", slik at virkningen av enzymer som er strengt spesifikt. Funksjoner av komplekse proteiner er i deltakelse i metabolske prosesser og anvendelse av dem som akseptorer.

Klasser av komplekse proteiner

De ble utviklet av biokjemi, basert på 3 kriterier: fysikalsk-kjemiske egenskaper, trekk og strukturelle trekk proteids spesifisitet. Den første gruppen omfatter polypeptider med forskjellige elektrokjemiske egenskaper. De er inndelt i basiske, nøytrale og sure. I forhold til vann proteinene kan være hydrofile, amfifile og hydrofobe. Den andre gruppen av enzymer som har vært vurdert tidligere. Den tredje gruppen omfatter polypeptider som er forskjellige i kjemisk sammensetning prostetisk gruppe (er chromoproteids, nukleoproteiner, metalloproteiner).

Vurdere egenskapene til komplekse proteiner i mer detalj. Således, for eksempel, surt protein som er del av ribosomer, inneholder 120 aminosyrer og er allsidig. Det ligger i de proteinsynteseorganeller, både prokaryote og eukaryote celler. Et annet medlem av denne gruppen - S-100 protein, består av to kjeder bundet kalsiumion. Han er et medlem av neuroner og glia - støttevev av nervesystemet. Den felles egenskap for alle sure protein - et høyt innhold av dikarboksylsyrer: glutaminsyre og asparaginsyre. Ved alkaliske proteiner inkluderer proteiner som histoner - som utgjør RNA- og DNA-nukleinsyrer. Det særegne ved den kjemiske sammensetning er den store mengden av lysin og arginin. Histoner, sammen med det nukleære kromatin kromosomet skjema - kritisk cellestruktur arvelighet. Disse proteiner er involvert i prosessene for transkripsjon og translasjon. Amfifile proteiner vidt representert i cellemembraner, som danner et lipoprotein bilaget. Således gruppen studerte de ovenfor omtalte komplekse proteiner, var vi overbevist om at deres fysikalsk-kjemiske egenskaper på grunn av strukturen til proteinkomponenten og prostetiske grupper.

Noen komplekse cellemembranproteiner er i stand til å gjenkjenne en rekke kjemiske forbindelser, slik som antigener og reagerer på dem. Denne signalering funksjon proteids, er det meget viktig for de selektive absorpsjonsprosesser, stoffer fra det ytre miljø, og for å beskytte det.

Glykoproteiner og proteoglykaner

De er komplekse proteiner som er forskjellige for en biokjemisk sammensetning prostetiske grupper. Hvis de kjemiske bindinger mellom proteinkomponenten og karbohydratdelen - kovalent-glykosid, er slike stoffer som kalles glykoproteiner. Apoenzym de presenterte molekyler av mono- og oligosakkarider, eksempler på slike proteiner er protrombin, fibrinogen (proteiner som er involvert i blodkoagulasjon). Kortiko- og gonadotrope hormoner, interferoner, enzymer og membranen er glykoproteiner. I molekyler proteoglycan protein delen er bare 5%, idet resten utgjøres av en prostetisk gruppe (geteropolitsaharid). Begge deler er forbundet ved hjelp av en glykosidbinding av OH-gruppe-treonin og arginin-grupper og NH-glutamin og lysin. Proteoglykan-molekyler spiller en meget viktig rolle i den vann-salt-metabolisme-celler. Nedenfor er en tabell over komplekse proteiner, vi studerte.

metalloproteiner

Disse materialer inneholder som en del av sin molekylære ion av et eller flere metaller. Betrakt eksempler på komplekse proteiner som hører til den ovennevnte gruppe. Det er fremfor alt de enzymer som cytokromoksydase. Det ligger på cristae av mitokondrier og aktiverer syntese av ATP. Ferrin og transferrin - proteid som inneholder jernioner. Origin innskudd dem i cellene, og den andre er transport av blodprotein. En annen metalloproteiner - alfaamelaza det inneholder kalsiumioner er inkludert i sammensetningen av spytt og bukspytt, som deltar i spalting av stivelse. Hemoglobin er hvordan metalloproteiner og hromoproteidov. Han tjener som et transportprotein som transporterer oksygen. Resultatet er en forbindelse av oksyhemoglobin. Innånding av karbonmonoksyd, eller karbonmonoksyd-heter, dets hemoglobinmolekyler danner meget stabile sammensatte erytrocytter. Det sprer seg raskt til organer og vev, forårsaker celle forgiftning. Som et resultat, etter lengre tids innånding av karbonmonoksyd døden inntreffer fra kvelning. Hemoglobin delvis bærer og karbondioksyd som dannes i den katabolske prosesser. Fra blodstrømmen av karbondioksid til lungene og nyrene, og fra dem - til det ytre miljø. Noen skalldyr og bløtdyr transportprotein som transporterer oksygen, er nøkkelhullet. I stedet for jern den inneholder kobberioner, så dyreblod er ikke rødt og blått.

klorofyll funksjon

Som tidligere nevnt, kan komplekse proteiner danne komplekser med pigmenter - fargede organiske stoffer. Fargen avhenger hromoformnyh grupper som selektivt absorberer visse spektra av sollys. I planteceller har grønne plas - kloroplaster inneholder klorofyll pigment. Det består av magnesiumatomer, og en flerverdig alkohol, fytol. De er forbundet med proteinmolekyler, og selv inneholde kloroplaster thylakoids (plater), eller membranbundet i stabler - fasett. De er fotopigmenter - klorofyll - og ekstra karotenoider. Her er alle de enzymer som brukes i foto reaksjoner. Således chromoproteids, som inkluderer klorofyll, utføre kritiske funksjoner i metabolisme, nemlig i reaksjoner assimilering og dissimilasjon.

virale proteiner

De omfatter representanter for ikke-cellulære former for liv, inn i riket av Vir. Virus har ikke sin egen protein-syntetisere apparat. Nukleinsyrer, DNA eller RNA, kan indusere syntesen av de fleste partikler egne celler som er infisert med virus. Enkle virus bare består av proteinmolekyler, kompakt samlet i en spiralformet struktur, eller en polyedrisk form, for eksempel tobakkmosaikkvirus. Komplekse virus har tilleggsmembran som danner en del av plasmamembranen til vertscellen. Som det kan omfatte glykoproteiner (hepatitt B-virus, koppevirus). Hovedfunksjonen av glykoproteinene - en gjenkjennelse av spesifikke reseptorer på vertscellens membran. Sammensetningen av ytterligere virale membraner og proteiner som omfatter enzymer, ved å gi reduplication av DNA eller RNA-transkripsjon. Basert på det foregående, kan man konkludere med følgende: viral partikkel proteiner kallet har en bestemt struktur, avhengig av membranproteinene til vertscellen.

I denne artikkelen har vi fått de samme egenskapene av komplekse proteiner, studert deres struktur og funksjon i celler av forskjellige organismer.