Protein ialah bahan organik yang paling penting, bilangannya mengatasi semua makromolekul lain yang terdapat dalam sel hidup. Mereka membentuk lebih separuh daripada berat bahan kering kedua-dua organisma tumbuhan dan haiwan. Fungsi protein dalam sel adalah pelbagai, sebahagian daripadanya masih tidak diketahui oleh sains. Namun begitu, hala tuju utama "kerja" mereka dipelajari dengan baik. Sesetengahnya diperlukan untuk merangsang proses yang berlaku dalam sel dan tisu. Yang lain membawa sebatian mineral penting merentasi membran sel dan melalui saluran darah dari satu organ ke organ yang lain. Sesetengah melindungi badan daripada agen asing yang selalunya patogen. Satu perkara yang jelas - tiada satu proses pun dalam badan kita berlaku tanpa protein.
Fungsi asas protein
Fungsi protein dalam badan adalah pelbagai. Setiap kumpulan mempunyai bahan kimia tertentubangunan, melaksanakan satu "kerja" khusus. Dalam sesetengah kes, beberapa jenis protein saling berkaitan antara satu sama lain. Mereka bertanggungjawab untuk pelbagai peringkat proses yang sama. Atau ia menjejaskan beberapa sekaligus. Sebagai contoh, fungsi pengawalseliaan protein dijalankan oleh enzim dan hormon. Fenomena ini boleh dibayangkan dengan mengingati hormon adrenalin. Ia dihasilkan oleh medula adrenal. Memasuki saluran darah, ia meningkatkan jumlah oksigen dalam darah. Tekanan darah juga meningkat, kandungan gula meningkat. Ini merangsang proses metabolik. Adrenalin juga merupakan neurotransmitter dalam ikan, amfibia dan reptilia.
Fungsi enzimatik
Banyak tindak balas biokimia yang berlaku dalam sel organisma hidup dijalankan pada suhu tinggi dan dengan nilai pH neutral. Di bawah keadaan sedemikian, kadar laluannya terlalu rendah, jadi pemangkin khusus yang dipanggil enzim diperlukan. Semua kepelbagaian mereka digabungkan menjadi 6 kelas, yang berbeza dalam kekhususan tindakan. Enzim disintesis pada ribosom dalam sel. Sains enzimologi terlibat dalam kajian mereka.
Tidak dinafikan, fungsi pengawalseliaan protein adalah mustahil tanpa enzim. Mereka mempunyai selektiviti tindakan yang tinggi. Aktiviti mereka boleh dikawal oleh perencat dan pengaktif. Di samping itu, enzim biasanya menunjukkan kekhususan substrat. Juga, aktiviti enzimatik bergantung kepada keadaan dalam badan dan dalam sel khususnya. Aliran mereka dipengaruhi oleh tekanan, pH berasid, suhu, kekuatan ion larutan, iaitukepekatan garam dalam sitoplasma.
Fungsi pengangkutan protein
Sel mesti sentiasa menerima mineral dan bahan organik yang diperlukan untuk badan. Ia diperlukan sebagai bahan binaan dan sumber tenaga dalam sel. Tetapi mekanisme penerimaan mereka agak rumit. Dinding sel terdiri daripada lebih daripada sekadar protein. Membran biologi dibina berdasarkan prinsip dua lapisan lipid. Pelbagai protein tertanam di antara mereka. Adalah sangat penting bahawa kawasan hidrofilik terletak pada permukaan membran, manakala kawasan hidrofobik terletak pada ketebalannya. Oleh itu, struktur sedemikian menjadikan cangkerang tidak dapat ditembusi. Mereka tidak boleh melaluinya sendiri, tanpa "bantuan", komponen penting seperti gula, ion metol dan asid amino. Ia diangkut melalui membran sitoplasma ke sitoplasma oleh protein khusus yang tertanam dalam lapisan lipid.
Pengangkutan bahan dari satu organ ke organ yang lain
Tetapi fungsi pengangkutan protein dijalankan bukan sahaja antara bahan antara sel dan sel. Sesetengah bahan penting untuk proses fisiologi perlu dihantar dari satu badan ke badan yang lain. Sebagai contoh, protein pengangkutan dalam darah ialah serum albumin. Ia dikurniakan keupayaan unik untuk membentuk sebatian dengan asid lemak yang muncul semasa pencernaan lemak, dengan ubat-ubatan, serta dengan hormon steroid. Protein pembawa penting ialah hemoglobin (menyalurkan molekul oksigen), transferin (bergabung dengan ion besi) dan ceruplasmin (membentuk kompleks dengantembaga).
Fungsi isyarat protein
Protein reseptor adalah sangat penting dalam perjalanan proses fisiologi dalam organisma kompleks multiselular. Mereka tertanam dalam membran plasma. Mereka berfungsi untuk melihat dan menguraikan pelbagai jenis isyarat yang memasuki sel dalam aliran berterusan bukan sahaja dari tisu jiran, tetapi juga dari persekitaran luaran. Pada masa ini, mungkin protein reseptor yang paling banyak dikaji ialah asetilkolin. Ia terletak di beberapa persimpangan interneuronal pada membran sel.
Tetapi fungsi isyarat protein dijalankan bukan sahaja di dalam sel. Banyak hormon mengikat kepada reseptor tertentu pada permukaannya. Sebatian yang terbentuk sedemikian adalah isyarat yang mengaktifkan proses fisiologi dalam sel. Contoh protein tersebut ialah insulin, yang bertindak dalam sistem siklase adenilat.
Fungsi perlindungan
Fungsi protein dalam sel adalah berbeza. Sebahagian daripada mereka terlibat dalam tindak balas imun. Ini melindungi tubuh daripada jangkitan. Sistem imun mampu bertindak balas terhadap agen asing yang dikenal pasti dengan sintesis sejumlah besar limfosit. Bahan ini secara selektif boleh merosakkan agen ini, ia boleh menjadi asing kepada badan, seperti bakteria, zarah supramolekul atau ia boleh menjadi sel kanser.
Salah satu kumpulan - "beta"-limfosit - menghasilkan protein yang memasuki aliran darah. Mereka mempunyai fungsi yang sangat menarik. Protein ini mesti mengenali sel asing dan makromolekul. Kemudian mereka berhubung dengan mereka,membentuk kompleks yang akan dimusnahkan. Protein ini dipanggil immunoglobulin. Komponen asing itu sendiri adalah antigen. Dan imunoglobulin yang sepadan dengannya ialah antibodi.
Fungsi struktur
Di dalam badan, selain sangat khusus, terdapat juga protein struktur. Mereka perlu untuk memberikan kekuatan mekanikal. Fungsi protein dalam sel ini penting untuk mengekalkan bentuk dan awet muda badan. Yang paling terkenal ialah kolagen. Ia adalah protein utama matriks ekstraselular tisu penghubung. Dalam mamalia yang lebih tinggi, ia adalah sehingga 1/4 daripada jumlah jisim protein. Kolagen disintesis dalam fibroblas, yang merupakan sel utama tisu penghubung.
Fungsi protein sedemikian dalam sel adalah sangat penting. Sebagai tambahan kepada kolagen, protein struktur lain dikenali - elastin. Ia juga merupakan juzuk matriks ekstraselular. Elastin mampu memberi tisu keupayaan untuk meregang dalam had tertentu dan mudah kembali ke bentuk asalnya. Satu lagi contoh protein struktur ialah fibroin, yang terdapat dalam ulat ulat sutera. Ia adalah komponen utama benang sutera.
Protein motor
Peranan protein dalam sel tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Mereka juga mengambil bahagian dalam kerja otot. Penguncupan otot adalah proses fisiologi yang penting. Akibatnya, ATP yang disimpan dalam bentuk makromolekul ditukar kepada tenaga kimia. Peserta langsung dalam proses itu ialah dua protein - aktin dan miosin.
Protein motor iniadalah molekul berfilamen yang berfungsi dalam sistem kontraktil otot rangka. Ia juga terdapat dalam tisu bukan otot dalam sel eukariotik. Satu lagi contoh protein motor ialah tubulin. Microtubules dibina daripadanya, yang merupakan elemen penting flagella dan silia. Mikrotubul yang mengandungi tubulin juga terdapat dalam sel-sel tisu saraf haiwan.
Antibiotik
Peranan perlindungan protein dalam sel adalah sangat besar. Sebahagian daripadanya diberikan kepada kumpulan yang biasanya dipanggil antibiotik. Ini adalah bahan asal semula jadi, yang disintesis, sebagai peraturan, dalam bakteria, kulat mikroskopik dan mikroorganisma lain. Ia bertujuan untuk menindas proses fisiologi organisma bersaing yang lain. Antibiotik asal protein ditemui pada tahun 40-an. Mereka merevolusikan perubatan, memberikan dorongan kuat kepada pembangunan.
Dengan sifat kimianya, antibiotik adalah kumpulan yang sangat pelbagai. Mereka juga berbeza dalam mekanisme tindakan mereka. Sesetengah menghalang sintesis protein di dalam sel, yang lain menghalang pengeluaran enzim penting, yang lain menghalang pertumbuhan, dan yang lain menghalang pembiakan. Sebagai contoh, streptomycin yang terkenal berinteraksi dengan ribosom sel bakteria. Oleh itu, mereka secara mendadak memperlahankan sintesis protein. Pada masa yang sama, antibiotik ini tidak berinteraksi dengan ribosom eukariotik tubuh manusia. Ini bermakna bahan ini tidak toksik kepada mamalia yang lebih tinggi.
Ini bukan semua fungsi protein dalam sel. Jadualbahan antibiotik membolehkan anda menentukan tindakan lain yang sangat khusus yang mampu dimiliki oleh sebatian semula jadi khusus ini pada bakteria dan bukan sahaja. Pada masa ini, antibiotik asal protein sedang dikaji, yang, apabila berinteraksi dengan DNA, mengganggu proses yang berkaitan dengan penjelmaan maklumat keturunan. Tetapi setakat ini, bahan tersebut hanya digunakan dalam kemoterapi penyakit onkologi. Contoh bahan antibiotik sedemikian ialah dactinomycin, yang disintesis oleh actinomycetes.
Toksin
Protein dalam sel melakukan fungsi yang sangat khusus malah luar biasa. Sebilangan organisma hidup menghasilkan bahan toksik - toksin. Mengikut sifatnya, ini adalah protein dan sebatian organik berat molekul rendah kompleks. Contohnya ialah pulpa beracun kulat pucat grebe.
Rezab dan protein makanan
Sesetengah protein menjalankan fungsi membekalkan nutrisi kepada embrio haiwan dan tumbuhan. Terdapat banyak contoh sedemikian. Kepentingan protein dalam sel bijirin terletak tepat pada perkara ini. Mereka akan menyuburkan kuman tumbuhan yang baru muncul pada peringkat pertama perkembangannya. Dalam haiwan, protein pemakanan ialah albumin telur dan kasein susu.
Sifat protein yang belum diterokai
Contoh di atas hanyalah sebahagian yang telah cukup dipelajari. Tetapi dalam alam semula jadi terdapat banyak misteri. Protein dalam sel banyak spesies biologi adalah unik, dan pada masa ini juga mengelaskannyasukar. Sebagai contoh, monelin ialah protein yang ditemui dan diasingkan daripada tumbuhan Afrika. Rasanya manis, tetapi tidak obes dan tidak toksik. Pada masa akan datang, ia mungkin pengganti yang sangat baik untuk gula. Contoh lain ialah protein yang terdapat dalam beberapa ikan arktik yang menghalang darah daripada membeku dengan bertindak sebagai antibeku dalam erti kata perbandingan yang literal. Dalam beberapa serangga, protein resilin, yang mempunyai keanjalan yang unik dan hampir sempurna, ditemui pada sendi sayap. Dan ini bukan semua contoh bahan yang masih belum dikaji dan dikelaskan.
