Jenis protein, fungsi dan strukturnya

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Menurut teori Oparin-Haldane, kehidupan di planet kita berasal daripada titisan coacervate. Ia juga merupakan molekul protein. Maksudnya, kesimpulannya berikutan bahawa sebatian kimia inilah yang menjadi asas kepada semua kehidupan yang wujud hari ini. Tetapi apakah struktur protein? Apakah peranan mereka dalam tubuh dan kehidupan manusia hari ini? Apakah jenis protein yang ada? Mari cuba fikirkan.

Protein: konsep umum

Dari sudut pandangan struktur kimia, molekul bahan yang dimaksudkan ialah jujukan asid amino yang saling berkaitan oleh ikatan peptida.

Setiap asid amino mempunyai dua kumpulan berfungsi:

• karboksilik -COOH;
• kumpulan amino -NH_2.

Di antara merekalah ikatan terbentuk dalam molekul yang berbeza. Oleh itu, ikatan peptida mempunyai bentuk -CO-NH. Molekul protein mungkin mengandungi ratusan atau ribuan kumpulan sedemikian, ia bergantung kepada bahan tertentu. Jenis protein sangat pelbagai. Antaranya ada yang mengandungi asid amino penting untuk badan, bermakna ia mesti dicerna dengan makanan. Terdapat varieti yang melaksanakan fungsi penting dalam membran sel dansitoplasmanya. Pemangkin biologi juga diasingkan - enzim, yang juga merupakan molekul protein. Ia digunakan secara meluas dalam kehidupan manusia, dan bukan sahaja mengambil bahagian dalam proses biokimia makhluk hidup.

Berat molekul bagi sebatian yang sedang dipertimbangkan boleh berkisar antara beberapa puluh hingga berjuta-juta. Lagipun, bilangan unit monomer dalam rantai polipeptida besar adalah tidak terhad dan bergantung kepada jenis bahan tertentu. Protein dalam bentuk tulennya, dalam bentuk asalnya, boleh dilihat apabila memeriksa telur ayam mentah. Jisim koloid kuning muda, telus, padat, di dalamnya terdapat kuning telur - ini adalah bahan yang dikehendaki. Perkara yang sama boleh dikatakan untuk keju kotej rendah lemak, Produk ini juga hampir tulen protein dalam bentuk semula jadi.

Walau bagaimanapun, tidak semua sebatian yang sedang dipertimbangkan mempunyai struktur ruang yang sama. Secara keseluruhan, empat organisasi molekul dibezakan. Jenis struktur protein menentukan sifatnya dan menunjukkan kerumitan struktur. Juga diketahui bahawa lebih banyak molekul terjerat ruang menjalani pemprosesan yang meluas pada manusia dan haiwan.

Jenis struktur protein

Terdapat empat daripadanya kesemuanya. Pertimbangkan sifat masing-masing.

1. Utama. Mewakili jujukan linear biasa asid amino yang disambungkan oleh ikatan peptida. Tiada liku spatial, tiada spiralisasi. Bilangan pautan yang termasuk dalam polipeptida boleh mencapai beberapa ribu. Jenis protein denganstruktur serupa - glycylalanine, insulin, histon, elastin dan lain-lain.
2. Menengah. Ia terdiri daripada dua rantai polipeptida yang dipintal dalam bentuk lingkaran dan berorientasikan antara satu sama lain dengan lilitan yang terbentuk. Dalam kes ini, ikatan hidrogen terbentuk di antara mereka, memegangnya bersama. Ini adalah bagaimana molekul protein tunggal terbentuk. Jenis protein jenis ini adalah seperti berikut: lisozim, pepsin dan lain-lain.
3. Konformasi tertiari. Ia adalah struktur sekunder yang padat dan bergelung padat. Di sini, jenis interaksi lain muncul, sebagai tambahan kepada ikatan hidrogen - ini adalah interaksi van der Waals dan daya tarikan elektrostatik, hubungan hidrofilik-hidrofobik. Contoh struktur ialah albumin, fibroin, protein sutera dan lain-lain.
4. Kuarter. Struktur yang paling kompleks, iaitu beberapa rantai polipeptida yang dipintal menjadi lingkaran, digulung menjadi bola dan bersatu semuanya menjadi globul. Contoh seperti insulin, feritin, hemoglobin, kolagen menggambarkan bentuk protein sedemikian.

Jika kita mempertimbangkan semua struktur molekul yang diberikan secara terperinci dari sudut kimia, maka analisis akan mengambil masa yang lama. Malah, sebenarnya, lebih tinggi konfigurasi, lebih kompleks dan rumit strukturnya, lebih banyak jenis interaksi diperhatikan dalam molekul.

Denaturasi molekul protein

Salah satu sifat kimia polipeptida yang paling penting ialah keupayaannya untuk terurai di bawah pengaruh keadaan atau agen kimia tertentu. Jadi,contohnya, pelbagai jenis denaturasi protein berleluasa. Apakah proses ini? Ia terdiri daripada pemusnahan struktur asli protein. Iaitu, jika pada mulanya molekul mempunyai struktur tertier, maka selepas tindakan agen khas ia akan runtuh. Walau bagaimanapun, urutan sisa asid amino kekal tidak berubah dalam molekul. Protein yang didenaturasi dengan cepat kehilangan sifat fizikal dan kimianya.

Apakah reagen yang boleh membawa kepada proses pemusnahan konformasi? Terdapat beberapa daripadanya.

1. Suhu. Apabila dipanaskan, terdapat pemusnahan secara beransur-ansur struktur kuaterner, tertier, sekunder molekul. Secara visual, ini boleh diperhatikan, sebagai contoh, apabila menggoreng telur ayam biasa. "Protein" yang terhasil ialah struktur utama polipeptida albumin yang terdapat dalam produk mentah.
2. Radiasi.
3. Tindakan dengan agen kimia yang kuat: asid, alkali, garam logam berat, pelarut (contohnya, alkohol, eter, benzena dan lain-lain).

Proses ini kadangkala juga dipanggil lebur molekul. Jenis denaturasi protein bergantung pada agen di bawah tindakannya ia berlaku. Selain itu, dalam beberapa kes, proses sebaliknya berlaku. Ini adalah renaturasi. Tidak semua protein dapat memulihkan strukturnya, tetapi sebahagian besar daripada mereka boleh melakukan ini. Jadi, ahli kimia dari Australia dan Amerika menjalankan renaturasi telur ayam rebus menggunakan beberapa reagen dan kaedah sentrifugasi.

Proses ini penting untuk organisma hidup dalam sintesis polipeptidarantai ribosom dan rRNA dalam sel.

Hidrolisis molekul protein

Bersama dengan denaturasi, protein dicirikan oleh sifat kimia lain - hidrolisis. Ini juga merupakan pemusnahan konformasi asli, tetapi bukan kepada struktur utama, tetapi sepenuhnya kepada asid amino individu. Bahagian penting pencernaan ialah hidrolisis protein. Jenis hidrolisis polipeptida adalah seperti berikut.

1. Kimia. Berdasarkan tindakan asid atau alkali.
2. Biologi atau enzimatik.

Walau bagaimanapun, intipati proses kekal tidak berubah dan tidak bergantung pada jenis hidrolisis protein yang berlaku. Akibatnya, asid amino terbentuk, yang diangkut ke semua sel, organ dan tisu. Transformasi selanjutnya mereka terdiri daripada penglibatan sintesis polipeptida baharu, sudah menjadi polipeptida yang diperlukan untuk organisma tertentu.

Dalam industri, proses hidrolisis molekul protein digunakan hanya untuk mendapatkan asid amino yang betul.

Fungsi protein dalam badan

Jenis protein, karbohidrat, lemak yang berbeza adalah komponen penting untuk fungsi normal mana-mana sel. Dan ini bermakna keseluruhan organisma secara keseluruhan. Oleh itu, peranan mereka sebahagian besarnya disebabkan oleh tahap kepentingan dan kewujudan yang tinggi dalam hidupan. Beberapa fungsi utama molekul polipeptida boleh dibezakan.

1. Pemangkin. Ia dijalankan oleh enzim yang mempunyai struktur protein. Kami akan bercakap tentang mereka kemudian.
2. Struktural. Jenis-jenis protein dan merekafungsi dalam badan terutamanya mempengaruhi struktur sel itu sendiri, bentuknya. Di samping itu, polipeptida yang melaksanakan peranan ini membentuk rambut, kuku, cengkerang moluska, dan bulu burung. Mereka juga merupakan angker tertentu dalam badan sel. Rawan juga terdiri daripada jenis protein ini. Contoh: tubulin, keratin, aktin dan lain-lain.
3. Peraturan. Fungsi ini ditunjukkan dalam penyertaan polipeptida dalam proses seperti: transkripsi, terjemahan, kitaran sel, penyambungan, bacaan mRNA, dan lain-lain. Dalam kesemuanya, mereka memainkan peranan penting sebagai pengawal trafik.
4. Isyarat. Fungsi ini dilakukan oleh protein yang terletak pada membran sel. Mereka menghantar isyarat yang berbeza dari satu unit ke unit yang lain, dan ini membawa kepada komunikasi antara tisu. Contoh: sitokin, insulin, faktor pertumbuhan dan lain-lain.
5. Pengangkutan. Sesetengah jenis protein dan fungsinya yang mereka lakukan adalah sangat penting. Ini berlaku, sebagai contoh, dengan hemoglobin protein. Ia mengangkut oksigen dari sel ke sel dalam darah. Bagi seseorang, dia tiada gantinya.
6. Sisa atau sandaran. Polipeptida tersebut terkumpul dalam tumbuhan dan telur haiwan sebagai sumber nutrisi dan tenaga tambahan. Contohnya ialah globulin.
7. Motif. Fungsi yang sangat penting, terutamanya untuk organisma dan bakteria yang paling mudah. Lagipun, mereka boleh bergerak hanya dengan bantuan flagella atau silia. Dan organel ini, mengikut sifatnya, tidak lebih daripada protein. Contoh polipeptida tersebut adalah seperti berikut: miosin, aktin, kinesin dan lain-lain.

Adalah jelas bahawa fungsi protein dalam tubuh manusia dan lain-lainmakhluk hidup sangat banyak dan penting. Ini sekali lagi mengesahkan bahawa kehidupan di planet kita adalah mustahil tanpa sebatian yang sedang kita pertimbangkan.

Fungsi perlindungan protein

Polypeptides boleh melindungi daripada pelbagai pengaruh: kimia, fizikal, biologi. Contohnya, jika badan berada dalam bahaya dalam bentuk virus atau bakteria yang bersifat asing, maka imunoglobulin (antibodi) akan berperang dengannya, melakukan peranan perlindungan.

Jika kita bercakap tentang kesan fizikal, maka fibrin dan fibrinogen, yang terlibat dalam pembekuan darah, memainkan peranan yang besar di sini.

Protein makanan

Jenis protein pemakanan adalah seperti berikut:

• lengkap - yang mengandungi semua asid amino yang diperlukan untuk badan;
• tidak lengkap - yang mengandungi komposisi asid amino yang tidak lengkap.

Namun, kedua-duanya penting untuk tubuh manusia. Terutamanya kumpulan pertama. Setiap orang, terutamanya semasa tempoh perkembangan intensif (zaman kanak-kanak dan remaja) dan akil baligh, mesti mengekalkan tahap protein yang berterusan dalam dirinya. Lagipun, kami telah pun mempertimbangkan fungsi yang dilakukan oleh molekul yang menakjubkan ini, dan kami tahu bahawa secara praktikalnya bukan satu proses, tiada satu tindak balas biokimia dalam diri kita boleh lakukan tanpa penyertaan polipeptida.

Itulah sebabnya anda perlu mengambil pengambilan protein harian setiap hari, yang terkandung dalam produk berikut:

• telur;
• susu;
• keju kotej;
• daging dan ikan;
• kacang;
• soya;
• kacang;
• kacang tanah;
• gandum;
• oat;
• lentil dan lain-lain.

Jika anda mengambil 0.6 g polipeptida setiap kg berat setiap hari, maka seseorang tidak akan kekurangan sebatian ini. Jika untuk masa yang lama badan tidak menerima protein yang diperlukan, maka penyakit berlaku, yang mempunyai nama kebuluran asid amino. Ini membawa kepada gangguan metabolik yang teruk dan, akibatnya, banyak penyakit lain.

Protein dalam sangkar

Di dalam unit struktur terkecil semua benda hidup - sel - terdapat juga protein. Selain itu, mereka melaksanakan hampir semua fungsi di atas di sana. Pertama sekali, sitoskeleton sel terbentuk, terdiri daripada mikrotubulus, mikrofilamen. Ia berfungsi untuk mengekalkan bentuk, serta untuk pengangkutan di dalam antara organel. Pelbagai ion dan sebatian bergerak di sepanjang molekul protein, seperti di sepanjang saluran atau rel.

Peranan protein yang direndam dalam membran dan terletak di permukaannya juga penting. Di sini mereka melakukan kedua-dua fungsi reseptor dan isyarat, mengambil bahagian dalam pembinaan membran itu sendiri. Mereka berjaga-jaga, yang bermaksud mereka memainkan peranan pelindung. Apakah jenis protein dalam sel yang boleh dikaitkan dengan kumpulan ini? Terdapat banyak contoh, berikut adalah beberapa.

1. Aktin dan miosin.
2. Elastin.
3. Keratin.
4. Kolagen.
5. Tubulin.
6. Hemoglobin.
7. Insulin.
8. Transcobalamin.
9. Pemindahan.
10. Albumin.

Terdapat beberapa ratuspelbagai jenis protein yang sentiasa bergerak di dalam setiap sel.

Jenis-jenis protein dalam badan

Mereka, sudah tentu, pelbagai jenis. Jika anda cuba membahagikan semua protein sedia ada kepada beberapa kumpulan, anda boleh mendapatkan sesuatu seperti klasifikasi ini.

1. Protein globular. Ini adalah yang diwakili oleh struktur tertier, iaitu, globul yang padat. Contoh struktur sedemikian adalah seperti berikut: imunoglobulin, sebahagian besar enzim, banyak hormon.
2. Protein fibrillar. Ia adalah benang yang dipesan dengan ketat dengan simetri spatial yang betul. Kumpulan ini termasuk protein dengan struktur primer dan sekunder. Contohnya, keratin, kolagen, tropomiosin, fibrinogen.

Secara umumnya, banyak ciri boleh diambil sebagai asas untuk mengklasifikasikan protein dalam badan. Belum ada sesiapa.

Enzim

Pemangkin biologi sifat protein, yang mempercepatkan semua proses biokimia yang sedang berjalan dengan ketara. Metabolisme normal adalah mustahil tanpa sebatian ini. Semua proses sintesis dan pereputan, pemasangan molekul dan replikasinya, terjemahan dan transkripsi, dan lain-lain dijalankan di bawah pengaruh jenis enzim tertentu. Contoh molekul ini ialah:

• oxidoreductase;
• pemindahan;
• catalase;
• hidrolas;
• isomerase;
• lyases dan lain-lain.

Hari ini, enzim digunakan dalam kehidupan seharian. Jadi, dalam pengeluaran mencuciSerbuk sering menggunakan enzim yang dipanggil - ini adalah pemangkin biologi. Mereka meningkatkan kualiti basuh sambil memerhatikan rejim suhu yang ditentukan. Mudah mengikat zarah kotoran dan mengeluarkannya dari permukaan fabrik.

Namun, disebabkan sifat proteinnya, enzim tidak bertolak ansur dengan air terlalu panas atau berdekatan dengan ubat beralkali atau berasid. Memang, dalam kes ini, proses denaturasi akan berlaku.