Protein ialah polimer biologi dengan struktur yang kompleks. Mereka mempunyai berat molekul yang tinggi dan terdiri daripada asid amino, kumpulan prostetik yang diwakili oleh kemasukan vitamin, lipid dan karbohidrat. Protein yang mengandungi karbohidrat, vitamin, logam atau lipid dipanggil kompleks. Protein ringkas hanya terdiri daripada asid amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida.
Peptida
Tidak kira apa struktur bahan, monomer protein ialah asid amino. Mereka membentuk rantai polipeptida asas, dari mana struktur fibrillar atau globular protein kemudiannya terbentuk. Pada masa yang sama, protein hanya boleh disintesis dalam tisu hidup - dalam tumbuhan, bakteria, kulat, haiwan dan sel lain.
Satu-satunya organisma yang tidak boleh menggabungkan monomer protein ialah virus dan protozoa. Semua yang lain mampu membentuk protein struktur. Tetapi apakah bahan monomer protein, dan bagaimana ia terbentuk? Baca tentang ini dan tentang biosintesis protein, tentang polipeptida dan pembentukan struktur protein yang kompleks, tentang asid amino dan sifatnya.di bawah.
Satu-satunya monomer molekul protein ialah sebarang asid alfa-amino. Protein ialah polipeptida, rantaian asid amino yang dikaitkan. Bergantung kepada bilangan asid amino yang terlibat dalam pembentukannya, dipeptida (2 residu), tripeptida (3), oligopeptida (mengandungi daripada 2-10 asid amino) dan polipeptida (banyak asid amino) diasingkan.
Semakan struktur protein
Struktur protein boleh menjadi primer, lebih kompleks sedikit - sekunder, malah lebih kompleks - tertier, dan yang paling kompleks - kuaterner.
Struktur utama ialah rantai ringkas di mana monomer protein (asid amino) disambungkan melalui ikatan peptida (CO-NH). Struktur sekunder ialah heliks alfa atau lipatan beta. Tertiari ialah struktur protein tiga dimensi yang lebih rumit, yang terbentuk daripada sekunder akibat pembentukan ikatan kovalen, ionik dan hidrogen, serta interaksi hidrofobik.
Struktur kuaternari adalah yang paling kompleks dan merupakan ciri protein reseptor yang terletak pada membran sel. Ini adalah struktur supramolekul (domain) yang terbentuk hasil gabungan beberapa molekul dengan struktur tertier, ditambah dengan kumpulan karbohidrat, lipid atau vitamin. Dalam kes ini, seperti dalam kes struktur primer, sekunder dan tertier, monomer protein ialah asid alfa-amino. Mereka juga disambungkan oleh ikatan peptida. Satu-satunya perbezaan ialah kerumitan struktur.
Asid amino
Satu-satunya monomermolekul protein ialah asid amino alfa. Terdapat hanya 20 daripada mereka, dan mereka hampir menjadi asas kehidupan. Terima kasih kepada penampilan ikatan peptida, sintesis protein menjadi mungkin. Dan protein itu sendiri selepas itu mula melakukan pembentukan struktur, reseptor, enzimatik, pengangkutan, pengantara dan fungsi lain. Berkat ini, organisma hidup berfungsi dan boleh membiak.
Asid amino alfa itu sendiri ialah asid karboksilik organik dengan kumpulan amino yang melekat pada atom karbon alfa. Yang terakhir terletak di sebelah kumpulan karboksil. Dalam kes ini, monomer protein dianggap sebagai bahan organik di mana atom karbon terminal membawa kedua-dua amina dan kumpulan karboksil.
Sambungan asid amino dalam peptida dan protein
Asid amino dihubungkan kepada dimer, trimer dan polimer melalui ikatan peptida. Ia terbentuk melalui pembelahan kumpulan hidroksil (-OH) daripada tapak karboksil satu asid alfa-amino dan hidrogen (-H) daripada kumpulan amino asid alfa-amino yang lain. Hasil daripada interaksi, air terpecah, dan tapak C=O dengan elektron bebas berhampiran karbon sisa karboksil kekal di hujung karboksil. Dalam kumpulan amino asid lain, terdapat sisa (NH) dengan radikal bebas yang sedia ada pada atom nitrogen. Ini membolehkan dua radikal disambungkan untuk membentuk ikatan (CONH). Ia dipanggil peptida.
varian asid amino alfa
Terdapat 23 asid alfa-amino yang diketahui. Mereka adalahdisenaraikan sebagai: glycine, valine, alanine, isolecine, leucine, glutamat, aspartate, ornithine, threonine, serine, lysine, cystine, cysteine, phenylalanine, metionine, tyrosine, proline, tryptophan, hydroxyproline, arginine, histidine, asparagine. Bergantung pada sama ada ia boleh disintesis oleh tubuh manusia, asid amino ini dibahagikan kepada tidak penting dan tidak penting.
Konsep asid amino tidak penting dan penting
Bahan ganti boleh disintesis oleh tubuh manusia, manakala keperluan mesti datang hanya daripada makanan. Pada masa yang sama, kedua-dua asid penting dan bukan penting adalah penting untuk biosintesis protein, kerana tanpa mereka sintesis tidak dapat diselesaikan. Tanpa satu asid amino, walaupun semua yang lain ada, adalah mustahil untuk membina protein yang betul-betul diperlukan oleh sel untuk melaksanakan fungsinya.
Satu kesilapan pada mana-mana peringkat biosintesis - dan protein tidak lagi sesuai, kerana ia tidak akan dapat berhimpun ke dalam struktur yang diingini kerana pelanggaran ketumpatan elektronik dan interaksi interatomik. Oleh itu, adalah penting bagi seseorang (dan organisma lain) untuk mengambil makanan protein yang mengandungi asid amino penting. Ketiadaan mereka dalam makanan membawa kepada beberapa gangguan metabolisme protein.
Proses membentuk ikatan peptida
Satu-satunya monomer protein ialah asid alfa-amino. Mereka secara beransur-ansur bergabung menjadi rantai polipeptida, struktur yang pra-disimpan dalam kod genetik DNA (atau RNA, jika biosintesis bakteria dipertimbangkan). Protein ialah urutan ketat sisa asid amino. Ini adalah rantai yang dipesan dalam sesuatu yang tertentustruktur yang melaksanakan fungsi praprogram dalam sel.
Jujukan langkah biosintesis protein
Proses pembentukan protein terdiri daripada rantaian langkah: replikasi bahagian DNA (atau RNA), sintesis RNA jenis maklumat, pembebasannya ke dalam sitoplasma sel daripada nukleus, sambungan dengan ribosom dan lampiran beransur-ansur sisa asid amino yang dibekalkan oleh RNA pemindahan. Bahan yang merupakan monomer protein mengambil bahagian dalam tindak balas enzimatik penyingkiran kumpulan hidroksil dan proton hidrogen, dan kemudian bergabung dengan rantai polipeptida yang semakin meningkat.
Oleh itu, rantai polipeptida diperoleh, yang, sudah berada dalam retikulum endoplasma selular, disusun ke dalam beberapa struktur yang telah ditetapkan dan ditambah dengan sisa karbohidrat atau lipid, jika diperlukan. Ini dipanggil proses "mematangkan" protein, selepas itu ia dihantar oleh sistem selular pengangkutan ke destinasinya.
Fungsi protein tersintesis
Monomer protein ialah asid amino yang diperlukan untuk membina struktur utamanya. Struktur sekunder, tertier dan kuaternari sudah terbentuk dengan sendirinya, walaupun kadangkala ia juga memerlukan penyertaan enzim dan bahan lain. Walau bagaimanapun, ia tidak lagi penting, walaupun ia penting untuk protein melaksanakan fungsinya.
Asid amino, yang merupakan monomer protein, boleh mempunyai tapak lampiran untuk karbohidrat, logam atau vitamin. Pembentukan struktur tertier atau kuaternari memungkinkan untuk mencari lebih banyak tempat untuk kumpulan sisipan. Ini membolehkan anda membuat daripadaderivatif protein yang memainkan peranan sebagai enzim, reseptor, pembawa bahan masuk atau keluar dari sel, imunoglobulin, komponen struktur membran atau organel sel, protein otot.
Protein, terbentuk daripada asid amino, adalah satu-satunya asas kehidupan. Dan hari ini dipercayai bahawa kehidupan baru muncul selepas penampilan asid amino dan akibat pempolimerannya. Lagipun, ia adalah interaksi antara molekul protein yang merupakan permulaan kehidupan, termasuk kehidupan pintar. Semua proses biokimia lain, termasuk proses tenaga, diperlukan untuk pelaksanaan biosintesis protein, dan sebagai hasilnya, kesinambungan kehidupan selanjutnya.
