Proteinler organik maddelerdir.Bu yüksek moleküler bileşikler, belirli bir bileşim ile karakterize edilir ve hidroliz sırasında amino asitlere ayrışır. Protein molekülleri, birçoğu birkaç polipeptit zincirinden oluşan çeşitli formlarda olabilir. Proteinin yapısı hakkında bilgi DNA'da kodlanmıştır ve protein moleküllerinin sentez 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 asitlerin - ne olduğunu bilmek gerekir.
Amino Asitler
Их принято делить на две категории:sürekli karşılaşılan ve zaman zaman karşılaşılan. İlk grup 18 protein monomeri ve 2 amid daha içerir: aspartik ve glutamik asit. Bazen sadece üç asit vardır.
Bu asitler farklı şekillerde sınıflandırılabilir: yan zincirlerin doğası veya radikallerinin yüküne göre, CN ve COOH gruplarının sayısına da bölünebilirler.
Birincil Protein Yapısı
Bir proteindeki amino asitlerin değişim sırasızincir, sonraki organizasyon düzeylerini, özelliklerini ve işlevlerini tanımlar. Monomerler arasındaki ana bağ türü peptittir. Bir amino asitten hidrojenin ve diğerinden OH grubunun çıkarılmasıyla oluşur.
Bir protein molekülünün ilk organizasyon seviyesiiçindeki amino asit dizisidir, sadece protein moleküllerinin yapısını belirleyen bir zincirdir. Düzenli bir yapıya sahip bir "iskelet" ten oluşur. Bu tekrarlayan dizidir –NH-CH-CO-. Tek tek yan zincirler amino asit radikalleri (R) ile temsil edilir, özellikleri proteinlerin yapısının bileşimini belirler.
Protein moleküllerinin yapısı aynı olsa bile,özelliklerinde, yalnızca monomerlerinin zincirde farklı bir diziye sahip olması gerçeğinden farklılık gösterebilir. Bir proteindeki amino asitlerin sırası genler tarafından belirlenir ve proteine belirli biyolojik işlevleri belirler. Aynı işlevden sorumlu moleküllerdeki monomer dizisi, genellikle farklı türlerde benzerdir. Organizasyonda aynı veya benzer olan ve farklı organizma türlerinde aynı işlevleri yerine getiren bu tür moleküller homolog proteinlerdir. Gelecekteki moleküllerin yapısı, özellikleri ve işlevleri, amino asit zincirinin sentezi aşamasında zaten ortaya konmuştur.
Bazı ortak özellikler
Proteinlerin yapısı uzun süredir incelenmiştir vebirincil yapılarının analizi bazı genellemeler yapmamıza izin verdi. Çok sayıda protein, glisin, alanin, aspartik asit, glutamin özellikle yüksek ve az triptofan, arginin, metiyonin ve histidin olan yirmi amino asidin hepsinin varlığı ile karakterize edilir. Bunun tek istisnası, histonlar gibi bazı protein gruplarıdır. DNA paketlemesi için gereklidirler ve çok fazla histidin içerirler.
İkinci genelleme: küresel proteinlerde amino asitlerin değişiminde genel modeller yoktur. Ancak uzak biyolojik aktiviteye sahip polipeptitler bile küçük özdeş molekül parçalarına sahiptir.
İkincil yapı
Polipeptit zincirinin ikinci organizasyon seviyesi -bu, hidrojen bağları nedeniyle sürdürülen uzaysal düzenlemesidir. Α-sarmal ve β-katlama ayırt edilir. Zincirin bir kısmının düzenli bir yapısı yoktur; bu tür bölgelere amorf denir.
Tüm doğal proteinlerin alfa sarmalısağlak. Spiraldeki yanal amino asit radikalleri her zaman dışa bakar ve ekseninin zıt taraflarında bulunur. Kutupsal değillerse, spiralin bir tarafında gruplanırlar, farklı spiral bölümlerin yakınsaması için koşullar yaratan yaylar elde edilir.
Beta kıvrımlar - oldukça uzun sarmallar - bir protein molekülünde yan yana konumlanma eğilimindedir ve paralel ve paralel olmayan non kat katmanlar oluşturur.
Protein üçüncül yapısı
Bir protein molekülünün üçüncü organizasyon düzeyiSpirallerin, kıvrımların ve amorf alanların kompakt bir yapıya katlanması. Bu, monomerlerin yan radikallerinin birbirleriyle etkileşiminden kaynaklanmaktadır. 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;
- disülfür köprüleri - sistein radikalleri arasında.
Son bağlantı türü (-S = S-)kovalent etkileşim. Disülfür köprüleri proteinleri güçlendirir, yapıları daha dayanıklı hale gelir. Ancak bu tür bağlantıların varlığı hiç de gerekli değildir. Örneğin, polipeptit zincirinde çok az sistein olabilir veya bunun radikalleri yakınlarda bulunur ve bir "köprü" oluşturamaz.
Dördüncü seviye organizasyon
Tüm proteinler dördüncül bir yapı oluşturmaz.Dördüncü seviyedeki proteinlerin yapısı, polipeptit zincirlerinin (protomerler) sayısı ile belirlenir. Disülfür köprüler dışında, önceki organizasyon düzeyiyle aynı bağlarla birbirlerine bağlanırlar. Bir molekül, her biri kendi özel (veya aynı) üçüncül yapıya sahip birkaç protomerden oluşur.
Organizasyonun tüm seviyeleri bu işlevleri tanımlarortaya çıkan proteinleri gerçekleştirecek. Organizasyonun ilk düzeyindeki proteinlerin yapısı, hücrede ve bir bütün olarak vücutta sonraki rollerini çok doğru bir şekilde belirler.
Protein fonksiyonları
Proteinlerin hücre aktivitesindeki rolünün ne kadar önemli olduğunu hayal etmek bile zordur. Yukarıda yapılarını inceledik. Proteinlerin işlevleri doğrudan ona bağlıdır.
Bir inşaat (yapısal) işlevinin yerine getirilmesi,herhangi bir canlı hücrenin sitoplazmasının temelini oluşturur. Bu polimerler, lipitlerle kompleks oluşturulduklarında tüm hücre zarlarının ana malzemesidir. Bu aynı zamanda hücrenin, her biri kendi reaksiyonlarına sahip olan bölmelere bölünmesini de içerir. Gerçek şu ki, her hücresel işlem kompleksi kendi koşullarını gerektirir, ortamın pH'ı özellikle önemli bir rol oynar. Proteinler, hücreyi sözde bölmelere ayıran ince bölmeler oluşturur. Ve fenomenin kendisine bölümlendirme deniyordu.
Katalitik işlev, tüm hücre reaksiyonlarını düzenlemektir. Tüm enzimler, kaynak olarak basit veya karmaşık proteinlerdir.
Organizmaların her türlü hareketi (kas çalışması,protoplazmanın hücre içindeki hareketi, protozoadaki kirpiklerin yanıp sönmesi vb.) proteinler tarafından gerçekleştirilir. Proteinlerin yapısı hareket etmelerine, lifler ve halkalar oluşturmalarına izin verir.
Bu polimerlerin hormonal rolü hemen anlaşılır: Bir dizi hormon, örneğin insülin, oksitosin gibi yapıdaki proteinlerdir.
Yedek işlevi, proteinlerin birikinti oluşturabildikleri gerçeğiyle belirlenir. Örneğin, yumurta valgumin, süt kazein, bitki tohumu proteinleri - büyük miktarda besin depolarlar.
Tüm tendonlar, eklem eklemleri, iskeletin kemikleri, toynaklar proteinler tarafından oluşturulur ve bu da bizi bir sonraki işlevine - destekleyici - getirir.
Protein molekülleri, belirli maddelerin seçici olarak tanınmasını sağlayan reseptörlerdir. Böyle bir rolde glikoproteinler ve lektinler özellikle bilinmektedir.
Bağışıklığın en önemli faktörleri - antikorlar ve sistemkaynaktaki tamamlayıcı proteinlerdir. Örneğin, kanın pıhtılaşma süreci, fibrinojen proteinindeki değişikliklere dayanır. Yemek borusu ve midenin iç duvarları, koruyucu bir mukoza proteini tabakası - likinler ile kaplanmıştır. Toksinler de köken olarak proteinlerdir. Hayvanların vücudunu koruyan derinin temeli kolajendir. Proteinlerin tüm bu işlevleri koruyucudur.
Son işlev düzenleyicidir. Genomun nasıl çalıştığını kontrol eden proteinler vardır. Yani, transkripsiyon ve çeviriyi düzenlerler.
Proteinlerin oynadığı önemli rol ne olursa olsun, proteinlerin yapısı uzun süredir bilim adamları tarafından çözülmüştür. Ve şimdi bu bilgiyi kullanmanın yeni yollarını keşfediyorlar.
