پروتئین: ساختار و عملکرد. خواص پروتئین

عنوان شناخته شده است، پروتئین - اساس منشا حیات در سیاره ما. با توجه به نظریه oparin به-هالدین قطره کواسروات بود، متشکل از مولکول از پپتیدها، آن را تبدیل به اساس منشاء موجودات زنده. این بدون شک این دلیل است که تجزیه و تحلیل ساختار درونی هر عضو از زیست توده نشان می دهد که این مواد دارند همه چیز: گیاهان، حیوانات، میکروارگانیسم ها، قارچ ها، ویروس ها. و آنها در طبیعت و ماکرومولکولی بسیار متنوع است.

اسامی این چهار ساختار، آنها مترادف هستند:

• پروتئین؛
• پروتئین؛
• پلی پپتید؛
• پپتید.

مولکول های پروتئین

تعداد آنها واقعا نا معلوم است. در این مورد، همه مولکول های پروتئین را می توان به دو گروه عمده تقسیم می شوند:

• ساده - شامل تنها از توالی اسید آمینه عضو شده در توسط اوراق قرضه پپتید؛
• پیچیده - ساختار و ساختار یک پروتئین توسط protolytic گروه های اضافی (پروتز)، نیز نامیده می شود عنوان کوفاکتور مشخص می شود.

در این مورد، مولکول های پیچیده نیز طبقه بندی خود را دارند.

درجه بندی پپتیدهای پیچیده

1. گلیکوپروتئین - از نزدیک پروتئین و کربوهیدرات ترکیبات همراه است. ساختار مولکول بافته گروه پروتز موکوپلی ساکاریدها.
2. لیپوپروتئین - یک ترکیب پیچیده ای از پروتئین و چربی.
3. پروتئین فلزی - به عنوان یک گروه پروتز یونهای فلزی (آهن، منگنز، مس، و غیره) می باشد.
4. نوکلئوپروتئین - پروتئین فیدبک و اسیدهای نوکلئیک (DNA، RNA).
5. Fosfoproteidy - ترکیب پروتئین و باقی مانده اسید فسفریک.
6. Chromoproteids - بسیار شبیه به پروتئین فلزی، اما یک عنصر است که بخشی از گروه Prosthetic یک رنگ پیچیده است (قرمز - هموگلوبین، سبز - کلروفیل، و غیره).

هر گروه از ساختار مورد بحث قرار گرفته و خواص پروتئین متفاوت است. توابع است که آنها انجام دهد، و بسته به نوع مولکول متفاوت خواهد بود.

ساختار شیمیایی پروتئین

از این نقطه نظر پروتئین - بلند زنجیره ای گسترده از باقی مانده اسید آمینه به یکدیگر متصل اوراق قرضه خاص به نام پپتید. از سمت ساختارهای اسیدهای ترک شاخه - رادیکال. این ساختار مولکول توسط E. فیشر در آغاز قرن بیست و یکم کشف شد.

پس از آن، پروتئین ها، ساختار و عملکرد پروتئین در جزئیات بیشتر بررسی شده است. روشن است که اسیدهای آمینه تشکیل دهنده ساختار پپتید، در مجموع از 20 شد، اما آنها در نتیجه می تواند به روش های مختلف ترکیب شود. از این رو تنوع سازه پلی پپتیدی. علاوه بر این، در روند زندگی و انجام وظایف خود پروتئین ها می توانند به انجام یک سری از تحولات شیمیایی. در نتیجه، آنها را تغییر دهید ساختار، و کاملا یک نوع جدید از اتصال وجود دارد.

برای شکستن پیوند پپتیدی، یعنی، مختل ساختار پروتئین زنجیره باید شرایط بسیار سخت (درجه حرارت بالا، اسیدی یا قلیایی کاتالیست) انتخاب شود. این است که به علت استحکام بالا از پیوندهای کووالانسی در مولکول، یعنی، در گروه پپتید.

تشخیص ساختار پروتئین در آزمایشگاه است که با استفاده از واکنش بیورت biuret انجام - اثر بر روی پلی پپتیدی تازه رسوب هیدروکسید، مس (II). این مجموعه از یون های گروه پپتید و مس رنگ بنفش روشن فراهم می کند.

چهار سازمان ساختاری اساسی، که هر کدام دارای ویژگی های خاص خود از ساختار پروتئین وجود دارد.

سطح سازمان: ساختار اولیه

دنباله ای از باقی مانده اسید آمینه عجیب، همکاری آنزیم ها، و یا بدون آنها - همانطور که در بالا، پپتید ذکر شده است. بنابراین این پاسخ ساختار اولیه از مولکول است که طبیعی، البته، آن اسیدهای آمینه درست شده که به وسیله اوراق قرضه پپتید، و هیچ چیز دیگری است. این است که، ساختار پلی پپتیدی خطی. در این ساختار خاصی از پروتئین از این نوع - در که این ترکیب از اسیدهای آمینه برای اجرای وظایف از یک مولکول پروتئینی بسیار مهم است. تشکر از این ویژگی ممکن است نه تنها برای شناسایی پپتید بلکه برای پیش بینی خواص و نقش کاملا جدید، هنوز کشف نشده است. نمونه هایی از پپتیدهای داشتن ساختار اولیه طبیعی، - انسولین، پپسین، کیموتریپسین، و دیگران.

ساختار ثانویه

ساختار و خواص پروتئین ها در این دسته تا حدودی متفاوت است. چنین ساختار می توان در ابتدا به ماهیت تشکیل یا زمانی که به هیدرولیز اولیه سفت و سخت، درجه حرارت و یا شرایط دیگر قرار می گیرند.

این ترکیب دارای سه نوع مختلف:

1. صاف، به طور منظم، کویل stereoregular از باقی مانده اسید آمینه است که در اطراف محور اتصال هسته پیچیده ساخته شده است. فقط با هم برگزار شد که پیوندهای هیدروژنی بین گروه اکسیژن یکی پپتید و هیدروژن دیگر اتفاق می افتد. در جایی که ساختار به علت این واقعیت است که نوبت به طور مساوی تکرار هر سطح 4 درست است. چنین ساختار می تواند هر دو چپ دست و pravozakruchennoy. اما پروتئین ها در شناخته شده ترین dextrorotatory غالب ایزومر. چنین ترکیب است آلفا ساختارهایی به نام.
2. ترکیب و ساختار پروتئین نوع زیر از قبلی که پیوندهای هیدروژنی بین طرف ایستاده در کنار در یک طرف باقی مانده از مولکول تشکیل نمی شود و بین قابل ملاحظه حذف، در جایی که در فاصله به اندازه کافی بزرگ متفاوت است. به همین دلیل، کل ساختار موج دار تر، زنجیر پلی پپتیدی مار پیچیده می شود. یکی از ویژگی های است که باید پروتئین وجود دارد. ساختار اسیدهای آمینه از شاخه باید به عنوان کوتاه که از گلیسین یا آلانین، به عنوان مثال. این نوع از ساختار ثانویه صفحات بتا برای توانایی خود را به هم بچسبند اگر تشکیل ساختار کلی نامیده می شود.
3. متعلق به ساختار پروتئین نوع سوم به عنوان زیست شناسی نشان دهنده raznorazbrosannye پیچیده، قطعات نامرتب هیچ stereoregularity و قادر به تغییر ساختار تحت تأثیر عوامل خارجی.

نمونه هایی از پروتئین داشتن ساختار دوم از طبیعت است، نشان داد.

آموزش عالی

این یک ترکیب نسبتا پیچیده است، داشتن نام "گلبول". یک پروتئین چیست؟ ساختار آن است که در ساختار دوم است، اما اضافه انواع جدیدی از تعامل بین اتم های گروه ها، و کل مولکول برابر مانند، هدایت بنابراین، این واقعیت است که گروه های آبدوست به گلبول های آب و آبگریز کارگردانی شده است - است.

این مسئول یک مولکول پروتئینی در محلولهای کلوئیدی آب توضیح می دهد. انواع تعاملات وجود دارد چه هستند؟

1. پیوند هیدروژنی - همانطور که در ساختار دوم بین قطعات مشابه بدون تغییر باقی بماند.
2. آبگریز (آبدوست) تعامل - بوجود می آیند که در پلی پپتیدی آب حل می شود.
3. جاذبه یونی - raznozaryazhennymi بین باقی مانده اسید آمینه گروه (رادیکال) تشکیل شده است.
4. تعاملات کووالانسی - مولکول سیستئین، یا نه، دم خود را - می توان بین سایت های خاص اسیدی تشکیل شده است.

بنابراین، ترکیب و ساختار پروتئین داشتن یک ساختار سوم می تواند به عنوان توصیف نورد را به زنجیر پلی پپتیدی گلبول، حفظ و تثبیت ساختار آن به دلیل انواع مختلفی از فعل و انفعالات شیمیایی. نمونه هایی از این پپتیدها: fosfoglitseratkenaza، tRNA ها، آلفا- کراتین fibroin ابریشم، و دیگران است.

ساختار چهارتایی

این یکی از سخت ترین گلبول، که پروتئین تشکیل می دهند. ساختار و عملکرد پروتئین از جمله یک برنامه بسیار متنوع و خاص است.

این ترکیب چیست؟ آن را چند (گاهی اوقات ده ها تن) از زنجیره پلی پپتیدی کوچک و بزرگ، که مستقل از یکدیگر تشکیل شده است. اما پس از آن، با توجه به فعل و انفعالات همان است که ما برای ساختار سوم از این پپتیدهای در نظر گرفته تابیده شده و گره خورده است. بنابراین گلبول ساختاری پیچیده ای است که ممکن است حاوی اتمهای فلز، و گروه های چربی و کربوهیدرات به دست آمده. مثالهایی از این پروتئین: DNA پلیمراز، پروتئین پاکت ویروس دخانیات، هموگلوبین، و دیگران است.

همه ساختارهای پپتید که بحث کردیم روش های خود را از شناسایی در آزمایشگاه، بر اساس امکانات فعلی با استفاده از کروماتوگرافی، سانتریفوژ، الکترون و میکروسکوپ نوری و تکنولوژی کامپیوتر بالا.

توابع

ساختار و عملکرد پروتئین است که از نزدیک با یکدیگر در ارتباط است. به این معنا که هر پپتید یک نقش است که منحصر به فرد و خاص را دارد. همچنین کسانی که قادر به انجام در یک سلول زنده، چند معاملات قابل توجهی وجود دارد. اما می توان آن را به عنوان خلاصه به بیان توابع اساسی از مولکول های پروتئین در بدن موجودات زنده:

1. ارائه ترافیک. موجودات تک سلولی و یا اندامک یا انواع خاصی از سلولهای قادر به حرکت، بریدگی ها، جنبش هستند. این پروتئین ارائه شده است، تشکیل بخشی از ساختار آنها از دستگاه موتور: مژه ها، تاژک، غشای سیتوپلاسمی. اگر ما در مورد عدم توانایی جابجایی از سلول صحبت می کنید، پروتئین ممکن است به کاهش خود (عضله میوزین) کمک می کند.
2. عملکرد تغذیه ای یا نسخه پشتیبان تهیه. این تجمع مولکول پروتئین در تخمک، جنین و دانه های گیاهی برای پر کردن گم شده مواد مغذی بیشتر است. پس از رخ از پپتیدهای تولید اسیدهای آمینه و مواد فعال بیولوژیکی، که برای رشد طبیعی موجودات زنده لازم است.
3. تابع انرژی. به غیر از کربوهیدرات نیروهای بدن می تواند تولید و پروتئین. در واپاشی 1 گرم از پپتید 17.6 کیلوژول انرژی مفید در شکل آدنوزین تری فسفات (ATP) است، که در فرآیندهای حیاتی صرف منتشر شده است.
4. سیگنال و تنظیم عملکرد. این در انجام نظارت دقیق فرآیندهای در حال انجام و انتقال سیگنال های از سلول به بافت، از آنها به مقامات، از آخرین به سیستم و غیره تشکیل شده است. نمونه انسولین است، که اکیدا سوابق تعدادی از قند خون است.
5. عملکرد گیرنده. این است که توسط تغییر ترکیب پپتید با یک طرف غشا و درگیر شدن در انتهای دیگر از بازسازی به دست آورد. هنگامی که این اتفاق می افتد و انتقال سیگنال و اطلاعات مورد نیاز. بسیاری از این پروتئین ها در غشای سیتوپلاسمی سلول های جاسازی شده و انجام کنترل دقیق بیش از همه از عبور therethrough مواد. همچنین شما به تغییرات فیزیکی و شیمیایی در محیط زیست هشدار.
6. عملکرد حمل و نقل از پپتیدهای. این است که به تغذیه پروتئین و پروتئین حمل و نقل انجام شده است. نقش آنها آشکار است - حمل و نقل مولکول مطلوب به سایت های با غلظت کم از قطعات بالا است. نمونه حمل و نقل اکسیژن و دی اکسید کربن از اندام ها و بافت هموگلوبین پروتئین است. آنها همچنین تحویل ترکیبات با وزن مولکولی کم از طریق غشاء به داخل سلول به دست آورد.
7. تابع ساختار. یکی از مهم ترین این است که انجام پروتئین است. ساختار سلول و اندامک های خود پپتیدهای ارائه شده است. آنها شبیه به قاب تعریف شکل و ساختار است. علاوه بر این، آنها نیز از آن حمایت، و تغییر در صورت لزوم. بنابراین، برای رشد و توسعه همه موجودات زنده پروتئین های ضروری در رژیم غذایی. این پپتیدها شامل الاستین، توبولین، کلاژن، اکتین، و کراتین است.
8. تابع کاتالیزوری. او انجام آنزیم. متعدد و متنوع، آنها از همه واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی در بدن را تسریع بخشد. بدون مشارکت آنها، سیب معمولی در معده می شود قادر به هضم تنها برای دو روز، این احتمال وجود دارد به خم شدن در همان زمان. تحت عمل کاتالاز، پراکسیداز و آنزیم های دیگر، این روند می گیرد در دو ساعت است. به طور کلی، به لطف این نقش، آنابولیسم پروتئین است و کاتابولیسم است، انجام است که، پلاستیک و انرژی سوخت و ساز بدن.

نقش حفاظتی

انواع مختلفی از تهدیدات، که از آن پروتئین برای محافظت از بدن طراحی شده اند وجود دارد.

در مرحله اول، حمله شیمیایی پس از سانحه معرف، گازها، مولکول ها، مواد طیف های مختلف از عمل است. پپتیدهای قادر به تعامل با آنها را در یک واکنش شیمیایی، تبدیل به یک فرم بی ضرر و یا به سادگی خنثی.

دوم، تهدید فیزیکی از زخم - در صورتی که پروتئین فیبرینوژن در زمان به فیبرین در محل آسیب تبدیل نمی، خون دلمه نه، و از این رو انسداد رخ خواهد داد. سپس، در مقابل، به آن نیاز دارد پلاسمین پپتید قادر لخته مکیده و بازگرداندن باز بودن رگ.

ثالثا، تهدید ایمنی. ساختار و ارزش از پروتئین که به صورت سیستم دفاعی بدن، بسیار مهم است. آنتی بادی ها، ایمونوگلوبولینها، اینترفرون - همه عناصر مهم و قابل توجهی از غدد لنفاوی و سیستم ایمنی بدن است. هر گونه ذرات خارجی، مولکول های مخرب، سلول های مرده و یا بخشی از کل ساختار به بررسی فوری توسط ترکیب پپتید قرار می گیرند. به همین دلیل است که فرد می تواند خود را بدون کمک از داروهای هر روز برای محافظت از خود را از عفونت ها و ویروس ها ساده است.

خواص فیزیکی

ساختار سلول های پروتئین بسیار خاص است و بستگی به عملکرد. اما خواص فیزیکی از پپتیدهای مشابه هستند و می توان به ویژگی های زیر کاهش می یابد.

1. مولکول وزن - به 1000000 دالتون.
2. در محلول آبی تشکیل سیستم کلوئیدی است. شارژ بدست می آورد ساختار وجود دارد قادر بسته به اسیدیته متوسط.
3. هنگامی که به شرایط سخت (تابش، اسید و قلیایی، درجه حرارت، و غیره) در معرض قادر به حرکت به دیگر سطوح رونوشت شده، یعنی طبیعت یا ماهیت چیزی را عوض کردن. این فرایند در 90٪ از موارد برگشت ناپذیر باشد. با این حال، یک تغییر معکوس وجود دارد - renaturation.

این خواص اساسی از ویژگی های فیزیکی از پپتید.