Jednoduché a komplexné proteíny. Štruktúra, funkcie, vlastnosti, charakteristiky, príklady komplexných proteínov

Jedna z definícií života takto: "Život je spôsob existencie proteínových tiel." Na našej planéte, bez výnimky organizmy obsahujú také organické materiály, ako sú proteíny. Tento článok popisuje jednoduché a komplexné proteíny zistené rozdiely v molekulárnej štruktúre, a opisuje ich funkcie v bunke.

Aké sú bielkoviny

Z hľadiska biochémie - vysokú molekulovú hmotnosť organických polymérov, monomérov, ktoré sú 20 rôznych druhov aminokyselín. Tie sú navzájom spojené kovalentnou väzbou, inak známy peptidu. Vzhľadom k tomu, proteín monoméry sú amfotérne zlúčeniny, ktoré obsahujú ako aminoskupinu a funkčnú skupinu karboxylovú. Chemická väzba CO-NH medzi nimi dochádza.

Ak sa polypeptid pozostáva z aminokyselinových zvyškov spojenia, tvorí jednoduchý proteín. Molekuly polyméru, ďalej obsahujúce kovové ióny, vitamíny, nukleotidy, sacharidy - sú komplexné proteíny. Ďalej považujeme za priestorovú štruktúru polypeptidov.

Úrovne organizácie proteínových molekúl

Sú prezentované v štyroch rôznych konfiguráciách. Prvá štruktúra - lineárne, to je najjednoduchšie a má podobu polypeptidového reťazca počas jeho špirále tvorbu ďalších vodíkových väzieb. Stabilizujú skrutkovice, ktorá sa nazýva sekundárna štruktúra. Terciárne inštitúcie majú jednoduché a komplexné proteíny, väčšinu rastlinných a živočíšnych buniek. Druhá konfigurácia - kvartérne vzniká v interakcii niekoľkých molekúl natívne štruktúry, Spojené koenzýmy, a to také proteíny majú zložitú štruktúru, pracovať v rôznych telesných funkcií.

Rôzne jednoduchých proteínov

Táto skupina nie je veľa polypeptidov. Ich molekuly sa skladajú len z aminokyselinových zvyškov. Pre zahŕňajú proteíny, ako sú históny a globulínov. Prvá zastúpená v štruktúre jadra, a sú spojené s molekulami DNA. Druhá skupina - globulíny - sú hlavné zložky krvnej plazmy. Taký proteín, ako je napríklad gama globulín, plní funkciu imunitnej odpovede, a je protilátka. Tieto zlúčeniny môžu tvoriť komplexy, ktoré obsahujú komplexné sacharidy a proteíny. Také fibrilárna jednoduché proteíny, ako je kolagén a elastín, sú súčasťou spojivových tkanív, chrupaviek, šliach, kože. Ich hlavnou funkciou - výstavba a podpora.

Tubulín proteín je členom mikrotubulov, ktoré sú zložkami riasiniek a bičíkov jednobunkových organizmov, ako sú ciliates, euglena, parazitických bičíkovcov. Rovnaký proteín je členom mnohobunkových organizmov (bičíky spermií, vajíčok riasiniek, riasinkami epitelu tenkého čreva).

Proteín albumín slúži k populácii funkciu (napr proteín slepačích vajec). V endospermu semien obilnín - raže, ryža, pšenica - proteínové molekuly sa hromadí. Nazývajú sa bunkové inklúzie. Tieto látky sa používajú v embryá semien na začiatku svojho rozvoja. Okrem toho vysoký obsah bielkovín v pšenici Weevil je veľmi dôležitým ukazovateľom kvality múky. Chlieb pečený z bohatom na lepok múky má vysokú kvalitu a chuť oveľa užitočnejšie. Lepok obsahujú takzvané tvrdej pšenice. Hlbinných rýb krvná plazma obsahuje proteíny, ktoré zabraňujú ich smrť z prechladnutia. Majú vlastnosti proti zamrznutiu, zabraňuje smrti organizmu pri nízkych teplotách vody. Na druhej strane, v zložení bunkovej steny termofilných baktérií v geotermálnych zdrojov obsiahnuté proteíny, ktoré sú schopné udržať jej prírodné konfigurácie (terciárne alebo kvartérne štruktúru) a nie je denaturácia pri teplote v rozmedzí od +50 do + 90 ° C

proteidy

Ide o zložité proteíny, ktoré sa vyznačujú veľkou podnebia v súvislosti s rôznymi funkciami, ktoré vykonávajú. Ako už bolo uvedené, skupina polypeptidov, okrem časti proteínu obsahuje protetické skupiny. Pod vplyvom rôznych faktorov, ako je vysoká teplota, solí ťažkých kovov, koncentrovanú alkálií a kyselín, proteínov, komplex môže zmeniť jeho priestorový tvar, jeho zjednodušenie. Tento jav sa nazýva denaturácia. Štruktúra komplexu proteínov je narušená vodíkové väzby sú rozdelené, a molekuly strácať svoje vlastnosti a funkcie. Spravidla je denaturácia je nevratná. Avšak niektoré z polypeptidov pôsobiť ako katalyzátor, riadenie a signalizáciu funkcie, je možné, renaturace - obnoviť prirodzenú štruktúru proteidy.

V prípade, že akcia destabilizujúcim faktorom sa po dlhú dobu, je molekula proteínu je zničená úplne. To vedie k prasknutiu peptidových väzieb primárnej štruktúry. Obnovenie proteínu a jeho funkcia je už nie je možné. Tento jav sa nazýva zničenie. Príkladom je varenie vajec: Proteínová kvapalina - albumín, ktorý sa nachádza v terciárnej štruktúre sa úplne zničený.

biosyntéza proteín

Opäť, pripomenúť, že v polypeptidov živých organizmov sa skladá z 20 aminokyselín, z ktorých niektoré sú nenahraditeľné. Tento lyzín, metionín, fenylalanín, a tak ďalej. D. Sú do krvného obehu z tenkého čreva po rozdelením proteínových produktov. Syntetizovať esenciálne aminokyseliny (alanín, prolín, serín), húb a zvierat použiť zlúčeniny obsahujúce dusík. Rastliny, že autotrofné, nezávisle tvoriť potrebné monoméry tvoria, ktoré predstavujú komplexné proteíny. Pre tento asimilačných reakciám, ktoré sa používajú dusičnany, amoniak, alebo dusík. U niektorých typov mikroorganizmov poskytujú sa s kompletnou sadou aminokyseliny, zatiaľ čo v iných len niektoré sú syntetizované monoméry. Etapy biosyntézy proteínov sa vyskytujú v bunkách všetkých živých organizmov. Jadrom transkripcie dôjde, a v cytoplazme bunky - vysielanie.

Prvý krok - syntéza mRNA prekurzora nastáva pomocou enzýmu RNA polymerázy. On prestávky vodíkové väzby medzi reťazcami DNA, a jeden z nich na princípe komplementarity zbiera molekuly pre-mRNA. Je vystavený slaysingu že je zrelé, a potom vychádza von z jadra do cytoplazmy, tvoriace messenger ribonukleová kyselina.

Pre realizáciu druhého stupňa vyžaduje osobitnú organely - ribozómy a molekulárnej prenosu informácií a ribonukleovej kyseliny. Ďalšou dôležitou podmienkou je prítomnosť ATP, ako reakcia plast metabolizmus, ktorý patrí k biosyntéze proteínov prebieha s absorpciou energie.

Enzýmy, ich štruktúra a funkcie

To je veľká skupina proteínov (asi 2000), plní úlohu látok ovplyvňujúcich rýchlosť biochemických reakcií v bunkách. Môžu byť jednoduché (trepsin, pepsín), alebo zložité. Komplexné proteíny zložené z apoenzym a koenzým. Špecifickosť proteínu vzhľadom k zlúčeninami, v ktorom pôsobí, určuje koenzým a proteidy aktivita je pozorovaná iba v prípade, že proteínová zložka spojená s apoenzym. Katalytická aktivita enzýmu je nezávislá na molekuly, ale iba aktívnym centre. Jeho štruktúra zodpovedá chemickej štruktúre látok katalyzovaných princípu "kľúč-zámok", tak, že pôsobenie enzýmov je prísne špecifické. Funkcia komplexné proteínov sú v zapojení do metabolických procesov a ich použitie ako akceptory.

Triedy komplexných proteínov

Boli vyvinuté biochemikov, na základe 3 kritérií: fyzikálno-chemické vlastnosti, rysy a štrukturálne rysy proteidy špecifickosti. Do prvej skupiny patria polypeptidy líšiace elektrochemické vlastnosti. Delí sa na základné, neutrálne a kyslé. Vzhľadom na množstvo vody proteínov môže byť hydrofilné, hydrofóbne a amfifilickej. Druhá skupina enzýmov, ktoré boli považované za skôr. Tretiu skupinu tvoria polypeptidy, ktoré sa líšia v chemickom zložení protetické skupiny (je chromoproteids, nukleoproteíny, metaloproteíny).

Zoberme vlastnosti komplexných proteínov podrobnejšie. Tak napríklad, kyslý proteín, ktorý je súčasťou ribozómov, obsahuje 120 aminokyselín a je univerzálny. Je umiestnený v organelách proteíny syntetizovať, ako prokaryotické a eukaryotické bunky. Ďalším členom tejto skupiny - S-100 proteín, sa skladá z dvoch reťazcov spojených iónov vápnika. Je členom neurónov a gliových - podporné tkaniva nervového systému. Spoločnou vlastnosťou všetkých kyslý proteín - vysoký obsah dikarboxylových kyselín: glutámovej a aspartová. Alkalickú proteínov zahŕňajú históny - proteíny, ktoré tvoria RNA a DNA nukleových kyselín. Zvláštnosť chemického zloženia je veľké množstvo lyzínu a arginínu. Históny, spolu s jadrového chromatínu chromozómu forme - kritické bunkové štruktúry dedičnosti. Tieto proteíny sa zúčastňujú v procesoch transkripcie a translácie. Amfifilickej proteínov široko zastúpené v bunkových membránach, ktoré tvoria lipoproteín dvojvrstvy. To znamená, že skupina študoval horeuvedené komplexné proteíny, sme presvedčení, že ich fyzikálno-chemické vlastnosti v dôsledku štruktúry proteínové zložky a protetických skupín.

Niektoré zložité bunkové membránové proteíny sú schopné rozpoznať celý rad chemických zlúčenín, ako sú antigény a reagujú na ne. Táto signalizácia funkcia proteidy, to je pre selektívny absorpčných procesov veľmi dôležitý, látky z vonkajšieho prostredia, a na jeho ochranu.

Glykoproteíny a proteoglykánmi

Sú to komplexné proteíny, ktoré sa líšia medzi biochemickú zloženie protetických skupín. Pokiaľ chemické väzby medzi proteínovú zložku a sacharidovú časť - kovalentne-glykozid, tieto látky sa nazývajú glykoproteíny. Apoenzym prezentovali molekuly mono- a oligosacharidov, príklady takých proteínov sú protrombín, fibrinogén (proteíny podieľajúce sa na zrážaní krvi). Kortiko- a gonadotropným hormóny, interferóny, enzýmy a membrána sú glykoproteíny. V molekulách proteoglykánov proteín časť je iba 5%, pričom zvyšok je náhradná látka (geteropolitsaharid). Obe časti sú spojené glykosidickou väzbou zo skupiny, treonín a arginínu skupín OH a NH-glutamínu a lyzínu. Proteoglykanu molekuly hrajú veľmi dôležitú úlohu v bunkách vody soľ metabolizmu. Nižšie je tabuľka komplexných proteínov, študoval my.

metaloproteíny

Tieto materiály obsahujú ako súčasť svojej molekulárneho iónu z jedného alebo viacerých kovov. Uvažujme príklady komplexných proteínov, ktoré patria do vyššie uvedenej skupiny. Je to predovšetkým enzýmy, ako je cytochróm oxidázy. Je situovaný na cristae z mitochondrie a aktivuje syntézu ATP. Ferrin a transferín - proteidy obsahujúce ióny železa. Pôvod ložiska je do buniek, a druhá je transport krvnej bielkoviny. Ďalšie metaloproteíny - alfaamelaza, ktoré obsahuje ióny vápnika je súčasťou zloženia slín a pankreatickej šťavy, ktoré sa zúčastňujú štiepenie škrobu. Hemoglobín je, ako metaloproteíny a hromoproteidov. Ten slúži ako transportný proteín, ktorý prenáša kyslík. Výsledkom je zlúčenina oxyhemoglobín. Vdychovanie oxidu uhoľnatého alebo oxidu uhoľnatého zvaných, jeho hemoglobínu molekuly tvoria veľmi stabilné zlúčeniny erytrocyty. Rýchlo sa šíri do orgánov a tkanív, čo spôsobuje otravu buniek. Výsledkom je, že po dlhšom vdychovaní oxidu uhoľnatého úmrtí dochádza na zadusenie. Hemoglobín čiastočne nesie a tvoril oxid uhličitý v katabolické procesy. Z krvného obehu oxidu uhličitého do pľúc a obličiek, a od nich - do vonkajšieho prostredia. Niektoré kôrovce a mäkkýše transportný proteín, ktorý prenáša kyslík, je kľúčová dierka. Namiesto železa obsahuje ióny medi, tak zvieracia krv nie je červenej a modrej farby.

funkcie chlorofyl

Ako bolo povedané skôr, komplexné proteíny môžu tvoriť komplexy s pigmentmi - farebný organických látok. Ich farba závisí na hromoformnyh skupiny, ktoré selektívne absorbujú určité spektrum slnečného žiarenia. V rastlinných bunkách má zelené plastidy - chloroplasty, ktoré obsahujú chlorofyl pigment. To sa skladá z atómov horčíka a vícesytného alkoholu, fytolu. Tie sú spojené s molekulami bielkovín, a samy o sebe obsahujú chloroplasty thylakoids (dosky), alebo spojený s membránou vo stohoch - aspekt. Sú fotosyntetických pigmentov - chlorofylu - a ďalších karotenoidov. Tu sú všetky enzýmy používané v fotosyntetických reakciách. Tak chromoproteids, ktoré obsahujú chlorofyl, vykonávať kritických funkcií v metabolizme, a to v reakciách asimiláciu a disimilace.

vírusové proteíny

Zahŕňajú zástupcovia neľahkých foriem života, vstupe do kráľovstva Vir. Vírusy nemajú vlastný aparát bielkoviny syntézu. Nukleovej kyseliny, DNA alebo RNA, môže indukovať syntézu väčšiny častíc vlastné bunky infikované vírusom. Jednoduché vírusy pozostávajú iba z molekúl proteínov, kompaktne zostavených do skrutkovitými štruktúry alebo polyhedrální tvar, ako je napríklad vírus tabakovej mozaiky. Komplexné vírusy majú ďalšie membránou, ktorý je súčasťou plazmatické membrány hostiteľskej bunky. Ako to môže obsahovať glykoproteíny (vírus hepatitídy B, vírus pravých kiahní). Hlavnou funkciou glykoproteínov - uznanie špecifické receptory na membránu hostiteľskej bunky. Zloženie ďalších vírusových membrán a proteínov zahŕňajú enzýmy, ktoré poskytujú zdvojenie DNA alebo RNA transkripcie. Na základe vyššie uvedeného, možno vyvodiť, nasledujúce: vírusové proteíny častíc škrupiny majú špecifickú štruktúru, v závislosti na membránových proteínov hostiteľskej bunky.

V tomto článku sú uvedené charakteristiky komplexných proteínov, štúdium ich štruktúry a funkcie v bunkách rôznych organizmov.