Sebilangan besar bahan organik yang membentuk sel hidup dicirikan oleh saiz molekul yang besar dan merupakan biopolimer. Ini termasuk protein, yang membentuk daripada 50 hingga 80% daripada jisim kering keseluruhan sel. Monomer protein ialah asid amino yang dihubungkan bersama oleh ikatan peptida. Makromolekul protein mempunyai beberapa peringkat organisasi dan melaksanakan beberapa fungsi penting dalam sel: membina, pelindung, pemangkin, motor, dll. Dalam artikel kami, kami akan mempertimbangkan ciri-ciri struktur peptida, dan juga memberikan contoh protein globular dan fibrillar. yang membentuk tubuh manusia.
Bentuk organisasi makromolekul polipeptida
Sisa asid amino disambung secara berurutan antara satu sama lain melalui ikatan kovalen kuat yang dipanggilpeptida. Mereka agak kuat dan mengekalkan struktur utama protein dalam keadaan stabil, yang mempunyai bentuk rantai. Bentuk sekunder berlaku apabila rantai polipeptida dipintal menjadi heliks alfa. Ia distabilkan dengan tambahan ikatan hidrogen yang muncul. Konfigurasi tertier, atau asli, adalah penting, kerana kebanyakan protein globular dalam sel hidup mempunyai struktur sedemikian. Lingkaran dibungkus dalam bentuk sfera atau globul. Kestabilannya bukan sahaja disebabkan oleh penampilan ikatan hidrogen baru, tetapi juga oleh pembentukan jambatan disulfida. Mereka timbul kerana interaksi atom sulfur yang membentuk sistein asid amino. Peranan penting dalam pembentukan struktur tertier dimainkan oleh interaksi hidrofilik dan hidrofobik antara kumpulan atom dalam struktur peptida. Jika protein globular bergabung dengan molekul yang sama melalui komponen bukan protein, contohnya, ion logam, maka konfigurasi kuaternari timbul - bentuk organisasi tertinggi polipeptida.
Protein fibrillar
Fungsi kontraktil, motor dan binaan dalam sel dilakukan oleh protein, makromolekulnya kelihatan seperti benang nipis - gentian. Polipeptida yang membentuk gentian kulit, rambut dan kuku dikelaskan sebagai spesies fibrillar. Yang paling terkenal ialah kolagen, keratin dan elastin. Mereka tidak larut dalam air, tetapi boleh membengkak di dalamnya, membentuk jisim melekit dan likat. Peptida struktur linear juga merupakan sebahagian daripada filamen gelendong pembelahan, membentuk radas mitosis sel. Mereka adalahmelekat pada kromosom, mengecut dan meregangkannya ke kutub sel. Proses ini diperhatikan dalam anaphase mitosis - pembahagian sel somatik badan, serta dalam pengurangan dan peringkat persamaan pembahagian sel kuman - meiosis. Tidak seperti protein globular, fibril dapat meregang dan mengecut dengan cepat. Silia kasut ciliates, flagela euglena hijau atau alga uniselular - chlamydomonas dibina daripada fibril dan melaksanakan fungsi pergerakan dalam organisma yang paling mudah. Penguncupan protein otot - aktin dan miosin, yang merupakan sebahagian daripada tisu otot, menentukan pelbagai pergerakan otot rangka dan mengekalkan rangka otot badan manusia.
Struktur protein globular
Peptida - pembawa molekul pelbagai bahan, protein pelindung - imunoglobulin, hormon - ini adalah senarai protein yang tidak lengkap, struktur tertier yang mempunyai bentuk bola - globul. Terdapat protein tertentu dalam darah yang mempunyai kawasan tertentu di permukaannya - pusat aktif. Dengan bantuan mereka, mereka mengenali dan melekat pada diri mereka sendiri molekul bahan aktif biologi yang dihasilkan oleh kelenjar rembesan campuran dan dalaman. Dengan bantuan protein globular, hormon tiroid dan kelenjar seks, kelenjar adrenal, timus, kelenjar pituitari dihantar ke sel tertentu badan manusia, dilengkapi dengan reseptor khas untuk pengecamannya.
Polipeptida membran
Mozek cecair-mosaik bagi struktur membran sel paling sesuai disesuaikan dengan fungsi pentingnya: penghalang,reseptor dan pengangkutan. Protein yang termasuk di dalamnya menjalankan pengangkutan ion dan zarah bahan tertentu, seperti glukosa, asid amino, dll. Sifat protein pembawa globular boleh dikaji menggunakan pam natrium-kalium sebagai contoh. Ia menjalankan peralihan ion dari sel ke ruang antara sel dan sebaliknya. Ion natrium sentiasa bergerak ke tengah sitoplasma sel, dan kation kalium sentiasa bergerak keluar dari sel. Pelanggaran kepekatan ion yang dikehendaki membawa kepada kematian sel. Untuk mengelakkan ancaman ini, protein khas dibina ke dalam membran sel. Struktur protein globular adalah sedemikian rupa sehingga ia membawa kation Na+ dan K+melawan kecerunan kepekatan menggunakan tenaga asid trifosforik adenosin.
Struktur dan fungsi insulin
Protein larut struktur sfera, yang dalam bentuk tertier, bertindak sebagai pengawal selia metabolisme dalam tubuh manusia. Insulin dihasilkan oleh sel beta pulau Langerhans dan mengawal paras glukosa darah. Ia terdiri daripada dua rantai polipeptida (bentuk α- dan β) yang disambungkan oleh beberapa jambatan disulfida. Ini adalah ikatan kovalen yang timbul antara molekul asid amino yang mengandungi sulfur - sistein. Hormon pankreas terutamanya terdiri daripada urutan tertib unit asid amino yang disusun dalam bentuk heliks alfa. Sebahagian kecil daripadanya mempunyai bentuk struktur β dan sisa asid amino tanpa orientasi yang ketat di angkasa.
Hemoglobin
Contoh klasik peptida globularProtein dalam darah yang menyebabkan warna merah darah ialah hemoglobin. Protein mengandungi empat kawasan polipeptida dalam bentuk heliks alfa dan beta, yang disambungkan oleh komponen bukan protein - heme. Ia diwakili oleh ion besi yang mengikat rantai polipeptida menjadi satu pengesahan yang berkaitan dengan bentuk kuaternari. Zarah oksigen dilekatkan pada molekul protein (dalam bentuk ini dipanggil oksihemoglobin) dan kemudian diangkut ke sel. Ini memastikan proses disimilasi yang normal, kerana untuk mendapatkan tenaga, sel mengoksidakan bahan organik yang telah memasukinya.
Peranan protein darah dalam pengangkutan gas
Selain oksigen, hemoglobin juga mampu melekatkan karbon dioksida. Karbon dioksida dihasilkan sebagai hasil sampingan tindak balas selular katabolik dan mesti dikeluarkan daripada sel. Jika udara yang disedut mengandungi karbon monoksida - karbon monoksida, ia mampu membentuk ikatan yang kuat dengan hemoglobin. Dalam kes ini, bahan toksik yang tidak berwarna dan tidak berbau dalam proses pernafasan dengan cepat menembusi sel-sel badan, menyebabkan keracunan. Terutamanya sensitif kepada kepekatan tinggi karbon monoksida adalah struktur otak. Terdapat kelumpuhan pusat pernafasan yang terletak di medulla oblongata, yang membawa kepada kematian akibat sesak nafas.
Dalam artikel kami, kami mengkaji struktur, struktur dan sifat peptida, dan juga memberikan contoh protein globular yang melakukan beberapa fungsi penting dalam tubuh manusia.
