Enkla och komplexa proteiner. Strukturen, funktioner, egenskaper, egenskaper, exempel på komplexa proteiner

En av definitionerna i livet är som följer: "Livet är läget för förekomsten av protein kroppar." På vår planet, utan undantag organismer innehåller sådana organiska material, såsom proteiner. Denna artikel kommer att beskriva de enkla och komplexa proteiner identifierade skillnader i molekylstrukturen, och diskuterar deras funktioner i cellen.

Vad är proteiner

Ur synpunkten att biokemi - en högmolekylära organiska polymerer, monomerer, som är 20 olika typer av aminosyror. De är förenade genom kovalenta kemiska bindningar, annars känd peptid. Eftersom protein monomerer är amfotära föreningar, de innehåller både en aminogrupp och en karboxylfunktionell grupp. Kemisk bindning CO-NH mellan dem uppstår.

Om polypeptiden består av aminosyrarester länkar, bildar det ett enkelt protein. Molekylerna av polymeren, vidare innefattande metalljoner, vitaminer, nukleotider, kolhydrater - är komplexa proteiner. Därefter anser vi den rumsliga strukturen av polypeptider.

Organisationsnivåer av proteinmolekyler

De presenteras i fyra olika konfigurationer. Den första strukturen - linjär, är det den mest enkla och har formen av en polypeptidkedja under dess spira bildningen av ytterligare vätebindningar. De stabiliserar helix, som kallas sekundär struktur. Högskolor har enkla och komplexa proteiner, de flesta växt- och djurceller. Den senare konfigurationen - kvaternär uppstår i interaktionen av flera molekyler av den nativa strukturen, united koenzymer, nämligen sådana proteiner har komplex struktur, är verksamma i olika kroppsfunktioner.

En mängd olika enkla proteiner

Denna grupp är inte många polypeptider. Deras molekyler består enbart av aminosyrarester. Att inkludera proteiner, såsom histoner och globuliner. Den första representerade i kärnstrukturen, och kombineras med de DNA-molekyler. Den andra gruppen - globuliner - är de viktigaste komponenterna i blodplasma. Sådant protein såsom gammaglobulin, utför funktionerna av immunförsvaret och är en antikropp. Dessa föreningar kan bilda komplex, som innehåller komplexa kolhydrater och proteiner. Sådana fibrillära enkla proteiner såsom kollagen och elastin, är en del av bindväv, brosk, senor, hud. Deras huvudsakliga funktion - att bygga och stöd.

Tubulin-proteinet är en medlem av mikrotubuli, som är komponenter av cilier och flag encelliga organismer såsom ciliater, Euglena, parasitiska flagellater. Detta samma protein är medlem av multicellulära organismer (flagella spermatozoer, ägg cilier, epitel försett med cilier av tunntarmen).

Proteinet albumin tjänar till att lagra en funktion (t ex ett protein av hönsägg). I endospermen av frön av spannmål - råg, ris, vete - proteinmolekyler ansamlas. De kallas cellulära inneslutningar. Dessa ämnen används i fröet embryot i början av sin utveckling. Dessutom är den höga halten av vetet vivel proteinet en mycket viktig indikator på kvaliteten på mjöl. Bröd bakat från gluten rika mjöl har en hög smak kvalitet och mer användbar. Gluten innehåller så kallade hårt vete. Den djuphavsfisk blodplasma innehåller proteiner som hindrar deras död från kylan. De besitter antifrysegenskaper, förhindrar organismens död vid låga vattentemperaturer. Å andra sidan, i kompositionen av cellväggen av termofila bakterier i geotermiska källor innehöll proteiner med förmåga att bibehålla sin naturliga konfiguration (tertiära eller kvartära strukturen) och inte denaturerar vid temperaturer i intervallet från 50 till + 90 ° C.

proteid

Dessa är komplexa proteiner, som kännetecknas av stor mångfald i samband med de olika funktioner som utförs av dem. Såsom tidigare noterats, den grupp av polypeptider, med undantag för den proteindelen innehåller en prostetisk grupp. Under påverkan av olika faktorer, såsom hög temperatur, tungmetallsalter, koncentrerad alkali och syra komplexa proteiner kan förändra dess rumsliga form, förenkla den. Detta fenomen kallas denaturering. Strukturen av komplexa proteiner störs vätebindningar är brutna, och molekylerna förlorar sina egenskaper och funktioner. Som regel är denaturering oåterkallelig. Men några av polypeptiderna fungera som en katalysator, körning och signaleringsfunktioner, är det möjligt renaturering - återställer naturliga strukturen hos proteids.

Om åtgärden är en destabiliserande faktor går under en lång tid, är proteinmolekylen förstördes helt. Detta leder till bristning av peptidbindningar hos den primära strukturen. Återställ protein och dess funktion inte längre är möjlig. Detta fenomen kallas förstörelse. Ett exempel är kokning av ägg: flytande protein - albumin, som ligger i den tertiära strukturen är helt förstörd.

proteinbiosyntes

Än en gång, minns att i polypeptiderna enligt levande organismer består av 20 aminosyror, varav några är oersättlig. Denna lysin, metionin, fenylalanin, och så vidare. D. De in i blodomloppet från tunntarmen efter att dela upp det proteinprodukter. Att syntetisera essentiella aminosyror (alanin, prolin, serin), svampar och djur använda kvävehaltiga föreningar. Växter, som är autotrof, oberoende bildar ett nödvändigt ingående monomererna som representerar komplexa proteiner. För detta assimileringsreaktioner de används nitrater, ammoniak eller kvävefria. I vissa typer av mikroorganismer förse sig med en komplett uppsättning av aminosyra, medan det i andra endast några är syntetiserade monomerer. Stadier av biosyntesen av proteiner förekommer i cellerna i alla levande organismer. Vid sker kärnan av transkription och i cytoplasman av cellen - sändningen.

Det första steget - syntesen av mRNA-prekursorn sker genom enzymet RNA-polymeras. Han bryter vätebindningarna mellan de DNA-kedjor, och en av dem på principen om komplementaritet samlar pre-mRNA-molekyl. Den utsätts för slaysingu som är mogen, och sedan kommer ut från kärnan till cytoplasman, formnings budbärar-ribonukleinsyra.

Att genomföra det andra steget kräver en specifik organeller - ribosomer och molekylär information och överföra ribonukleinsyror. En annan viktig förutsättning är närvaro av ATP, såsom de reaktioner som plast metabolism, som hör till biosyntesen av proteiner sker med absorption av energi.

Enzymer, deras struktur och funktion

Detta är en stor grupp av proteiner (ca 2000), utföra rollen av ämnen som påverkar hastigheten av biokemiska reaktioner i cellerna. De kan vara enkla (trepsin, pepsin) eller komplexa. Komplexa proteiner bestående av apoenzym och koenzym. Specificiteten av proteinet i förhållande till de föreningar för vilka den agerar, bestämmer ett koenzym och proteids aktivitet observeras endast i det fall då proteinkomponenten kopplad till apoenzym. Den katalytiska aktiviteten hos enzymet är oberoende av molekylen, utan endast av det aktiva centret. Dess struktur motsvarar den kemiska strukturen hos substanser katalyserade av principen "nyckel-lås", så att verkan av enzymer är strikt specifik. Funktioner av komplexa proteiner är i deltagande i metaboliska processer och i att använda dem som acceptorer.

Klasser av komplexa proteiner

De utvecklades av biokemister, baserat på 3 kriterier: fysikalisk-kemiska egenskaper, funktioner och strukturella drag proteids specificitet. Den första gruppen inkluderar polypeptiderna med olika elektrokemiska egenskaper. De är indelade i grundläggande, neutral och sur. Relativt de vatten proteinerna kan vara hydrofil, amfifil och hydrofob. Den andra gruppen av enzymer som har ansetts tidigare. Den tredje gruppen inkluderar polypeptider som skiljer sig i kemisk sammansättning prostetisk grupp (är chromoproteids, nukleoproteiner, metalloproteiner).

Överväga egenskaperna hos komplexa proteiner mer i detalj. Således, till exempel, surt protein som är en del av ribosomer, innehåller 120 aminosyror och är mångsidig. Det är beläget i de protein syntetisering organeller, både prokaryota och eukaryota celler. En annan medlem av denna grupp - S-100-protein, består av två kedjor länkade kalciumjon. Han är medlem av nervceller och glia - stödjevävnad i nervsystemet. Den gemensamma egenskapen hos alla surt protein - en hög halt av dikarboxylsyror: glutaminsyra och asparaginsyra. Av alkaliska proteiner inkluderar histoner - proteiner som utgör RNA- och DNA-nukleinsyror. Den egenheten av den kemiska sammansättningen är den stora mängden av lysin och arginin. Histoner, tillsammans med det nukleära kromatinet kromosom formen - kritisk cellstruktur ärftlighet. Dessa proteiner är involverade i processerna för transkription och translation. Amfifila proteiner väl representerade i cellmembran, som bildar ett lipoprotein dubbelskikt. Sålunda studerade gruppen de ovan diskuterade komplexa proteiner, var vi övertygade om att deras fysikalisk-kemiska egenskaper på grund av strukturen av proteinkomponenten och prostetiska grupper.

Vissa komplexa cellmembranproteiner kan känna igen en mängd olika kemiska föreningar, såsom antigener och reagera på dem. Denna signalfunktion proteids, är det mycket viktigt för selektiv absorption processer, ämnen från den yttre miljön, och för att skydda den.

Glykoproteiner och proteoglykaner

De är komplexa proteiner som skiljer mellan en biokemisk sammansättning prostetiska grupper. Om de kemiska bindningarna mellan proteinkomponenten och kolhydratdelen - kovalent-glykosid, är sådana substanser som kallas glykoproteiner. Apoenzym de presenterade molekyler av mono- och oligosackarider, exempel på sådana proteiner är protrombin, fibrinogen (proteiner involverade i blodkoagulation). Kortiko- och gonadotropa hormoner, interferoner, enzymer och membran är glykoproteiner. I molekyler proteoglykan protein delen är endast 5%, varvid återstoden är en prostetisk grupp (geteropolitsaharid). Båda delarna är förbundna genom en glykosidbindning i OH-gruppen-treonin- och arginin-grupper och NH-glutamin och lysin. Proteoglykan molekyler spelar en mycket viktig roll i vatten salt metabolism celler. Nedan följer en tabell över komplexa proteiner, vi studerat.

metalloproteiner

Dessa material innehåller som en del av dess molekylära jonen av en eller flera metaller. Beakta exempel på komplexa proteiner som hör till ovanstående grupp. Det är framför allt de enzymer som cytokromoxidas. Det ligger på cristae av mitokondrier och aktiverar syntesen av ATP. Ferrin och transferrin - proteid innehållande järnjoner. Ursprungs- insättningar dem i cellerna, och den andra är transporten av blodprotein. Ytterligare metalloproteiner - alfaamelaza det innehåller kalciumjoner ingår i kompositionen av saliven och bukspottkörtelsaft, delta i klyvningen av stärkelse. Hemoglobin är hur metalloproteiner och hromoproteidov. Han fungerar som ett transportprotein som transporterar syre. Resultatet är en förening med oxihemoglobin. Inandning av kolmonoxid, eller kolmonoxid kallade, dess hemoglobin molekyler bildar mycket stabila sammansatta erytrocyter. Det sprider sig snabbt till organ och vävnader, som orsakar cellförgiftning. Som ett resultat, efter långvarig inandning av kolmonoxid dödsfallet inträffar från kvävning. Hemoglobin delvis bär och koldioxid som bildas i de katabola processer. Från blodet av koldioxid till lungorna och njure och från dem - till den yttre miljön. Några kräftdjur och blötdjur transportprotein som transporterar syre, är nyckelhålet. I stället för järn innehåller kopparjoner, så djurblod är inte rött och blått.

klorofyll funktion

Som vi nämnde tidigare, kan komplexa proteiner bilda komplex med pigment - färgade organiska substanser. Deras färg beror på hromoformnyh grupper som selektivt absorberar vissa spektra av solljus. I växtceller har gröna plastider - kloroplaster innehåller klorofyll pigment. Den består av magnesiumatomer och en flervärd alkohol, fytol. De är associerade med proteinmolekyler, och själva innehåller kloroplaster tylakoider (plattor) eller membranassocierade i staplar - fasett. De är fotosyntetiska pigment - klorofyll - och ytterligare karotenoider. Här är alla enzymer som används i fotosyntetiska reaktioner. Sålunda chromoproteids, som inkluderar klorofyll, utför kritiska funktioner i ämnesomsättningen, nämligen i reaktioner assimilering och DISSIMILATION.

virala proteiner

De omfattar representanter för icke-cellulära livsformer, ingå rike Vir. Virus har ingen egen protein syntes apparat. Nukleinsyror, DNA eller RNA, kan inducera syntesen av de flesta partiklar egna celler infekterade med virus. Enkla virus består enbart av proteinmolekyler, kompakt samlade i en spiralformad struktur eller en polyedrisk form, såsom tobaksmosaikvirus. Komplexa virus har ytterligare membran som bildar en del av plasmamembranet hos värdcellen. Som det kan innehålla glykoproteiner (hepatit B-virus, smittkoppsvirus). Den huvudsakliga funktionen av glykoproteinerna - en erkännande av specifika receptorer på värdcellens membran. Sammansättningen av ytterligare virala membraner och proteiner innefattar enzymer som tillhandahåller reduplication av DNA eller RNA-transkription. Baserat på det föregående, kan man dra slutsatsen följande: virala partikelproteiner skalen har en specifik struktur, beroende på membranproteiner från värdcellen.

I den här artikeln har vi fått egenskaper komplexa proteiner, studerade deras struktur och funktion i celler av olika organismer.