Olbaltumvielas: struktūra un funkcija no proteīniem

Olbaltumvielas ir organiskas vielas. Šie lielmolekulārus savienojumus raksturo īpašā sastāvā, un pēc hidrolīzes sadalās aminoskābēm. Olbaltumvielu molekulas var būt dažādas formas, daudzi no tiem sastāv no vairākām polipeptīdu ķēdēm. Informācija par struktūru kodèts ar DNS, un proteīna molekulām sintēzes procesu, ko sauc tulkojums.

Ķīmiskais sastāvs olbaltumvielu

Vidējais olbaltumvielas satur:

• 52% oglekļa atomi;
• 7% ūdeņradis;
• 12% slāpekļa;
• 21% skābeklis;
• 3% sēra.

Olbaltumvielu molekulas - ir polimēri. Lai saprastu struktūru, jums ir jāzina, kādi ir viņu monomēri - aminoskābes.

aminoskābes

Tos var iedalīt divās kategorijās: pastāvīgi notiek, un dažreiz radušās. Pirmajā gadījumā ir 18 olbaltumvielu monomēri amīdu un 2: asparagīnskābi un glutamīnskābi. Dažreiz ir tikai trīs skābes.

Šīs skābes var klasificēt dažādos veidos: raksturu sānu ķēdes vai jāmaksā tiem radikāļiem, arī tos var dalīts ar grupu skaitu, CN un COOH.

Galvenais struktūra proteīna

Aminoskābju pavēle proteīnu ķēdes nosaka savas turpmākās organizācijas līmeņos, pazīmes un funkcijas. Galvenais komunikācijas forma starp monomēri ir peptīds. Tā ir izveidota, atdalot no otra ir ūdeņradis no vienas aminoksloty un OH grupu, no otras puses.

Pirmais līmenis organizācijas proteīna molekulas - ar aminoskābju sekvenci, tajā, tikai ķēdi, kas nosaka struktūru proteīna molekulām. Tā sastāv no "skeletu", kuras regulāru struktūru. Šis atkārtots secība -NH-CH-CO-. Dažas sānu ķēdes aminoskābju ir uzrādītas radikāļi (R), to īpašības noteiktu sastāvu proteīna struktūrā.

Pat tad, ja tas pats molekulārā struktūra no proteīniem, tie var atšķirties ar tikai īpašības, kas ir atšķirīgs secību monomēriem ķēdē. No aminoskābēm rīkojums proteīnam ir noteikta pēc gēnu un proteīnu nosaka noteiktus bioloģisko funkciju. To monomēru molekulām, kas atbild par to pašu funkciju, bieži tuvu dažādu sugu secība. Šādas molekulas - tos pašus vai līdzīgus organizēt un veikt dažāda veida organismu, tāda pati funkcija - homologiem proteīniem. Struktūra, īpašības un funkcijas nākotnē molekulas tiek likti posmā sintēzi ķēžu aminoskābes.

Dažas kopīgas iezīmes

No olbaltumvielu struktūra tika pētīta ilgu laiku, un to galvenais struktūras analīze ļāva mums veikt dažus vispārinājumus. Par lielāku skaitu proteīnu kas raksturīgs ar to, ir pievienotas visas divdesmit aminoskābes, kura īpaši liels glicīna, alanīna, asparagīnskābes, glutamīnu un maz triptofāna, arginīns, metionīns, histidīns. Izņēmumi ir tikai dažas grupas ir olbaltumvielu, piemēram, histones. Tie ir nepieciešami DNS iepakojuma un satur daudz histidīns.

Otrais vispārinājums: nav kopēju raksti aminoskābes pārmaiņus lodveida proteīniem. Bet pat tālākā bioloģiskās aktivitātes polipeptīdiem ir mazi fragmenti ar tiem pašiem molekulām.

sekundāro struktūru

Otrā līmeņa organizācijas polipeptīda ķēdes - ir tās telpisko stāvoklis, ko uztur ūdeņraža saites. Izdalīt alfa-spirāles un beta-reizes. Circuit daļa ir pasūtīts struktūru, šādas platības sauc amorfa.

Alpha-helix dabas proteīnu pravozakruchennaya. Sānu grupas aminoskābju spirāles vienmēr vērsta uz āru un atrodas pretējās pusēs tās ass. Ja tie ir nepolāras, ir to grupēšana vienā pusē spirāles iegūts loka, kas rada nosacījumus konverģences dažādu spirālveida reģioniem.

Beta-fold - ļoti iegarena helix - mēdz palikt olbaltumvielu molekulā un veidojas blakus un paralēli non-paralēlām beta-kroku slāņiem.

Terciārā struktūra olbaltumvielai

Trešais līmenis organizācijas proteīna molekulas - saliekamo spirāles, krokas un amorfas reģionus kompaktu struktūru. Tas notiek sakarā ar mijiedarbību starp sānu ķēdēm pašu monomēru. Šādas saites ir sadalīti vairākos veidos:

• ūdeņraža saites veidojas starp polârajiem atlikumiem;
• Hidrofobs - starp nepolārajām R-grupu;
• elektrostatiskās pievilcīgas spēki (jonu obligācijas) - starp grupām, maksas, kas ir pretējs;
• disulfīda tiltiņiem - starp cisteīna radikāļiem.

Pēdējā tipa savienojuma (-S = S-) attēlo kovalentu mijiedarbību. Disulfīda tiltiņiem nostiprināt proteīnus, to struktūra kļūst stabils. Bet klātbūtne šādu saišu nav obligāti. Piemēram, cisteīns var būt ļoti maz polipeptīdu ķēdes, vai arī tas radikāļi ir tuvumā un nevar radīt "tiltu".

Ceturtais līmenis organizācijas

Kvartārā struktūra veidojas, ne visas olbaltumvielas. No olbaltumvielu struktūra ceturtajā līmenī nosaka pēc skaita polipeptīdu ķēžu (protomēri). Tie ir savstarpēji saistīti ar tiem pašiem savienojumiem kā iepriekšējā līmeņa organizācijas, papildus disulfīda tiltiņiem. Molekula sastāv no vairākiem protomērus, katrs no tiem ir savs īpašs (vai vienāds) terciārā struktūra.

Visi organizācijas līmenis nosaka funkcijas, kas kalpo, lai iegūtu proteīnu. No olbaltumvielu struktūra pirmā līmeņa organizācijas, ir ļoti precīzi nosaka to turpmāko lomu šūnu un organismu kopumā.

Šīs funkcijas olbaltumvielu

Ir grūti pat iedomāties, cik svarīga nozīme ir olbaltumvielas šūnu darbību. Iepriekš mēs esam paskatījās to struktūru. No olbaltumvielu funkcijas ir tieši atkarīga no tā.

Performing ēkas (strukturālo) funkciju, tie veido pamatu jebkuru living šūnu citoplazmā. Šie polimēri ir galvenais materiāls visu šūnu membrānu, kad, kas ietverti kompleksā ar lipīdiem. Tas ietver šūnu sadalīšanu nodalījumos, katrs no kuriem rodas viņu reakciju. Fakts, ka tas prasa savus noteikumus, ir īpaši svarīga loma vidējā pH katram sarežģītu šūnu procesiem. Olbaltumvielas veidot plānas sienas, kas sadala šūnas tā saukto nodalījumiem. Bet parādība ir saukta sadrumstalošanu.

Katalītiskā funkcija ir regulēt visu šūnu reakciju. Visi fermenti izcelsme ir vienkāršas vai sarežģītas proteīni.

Jebkuri organismiem kustības veidi (muskuļu darbs, par kustību šūnu protoplazma, ciliārajā mirgošanas vienšūņi un D. t.) Ir veikta olbaltumvielas. Olbaltumvielu struktūra ļauj tām, lai pārvietotos uz formas šķiedrām un gredzeni. Transporta funkcija ir, ka daudzas vielas tiek transportētas pāri šūnu membrānas īpašajiem nesējproteīniem.

Hormonālā loma Šo polimēru ir saprotams uzreiz: uz struktūru vairāku hormonu ir proteīni, piemēram, insulīns, oksitocīna.

Nomaiņa funkcija ir noteikts tā, ka olbaltumvielas ir iespēja veidot noguldījumus. Piemēram, valgumin olas, piena kazeīnu, augu sēklas uzglabāšanas olbaltumvielas - lielu skaitu uzturvielu tajā uzglabāto.

Visi cīpslas, locītavu artikulācija, skeleta kauli, nagi veidojas olbaltumvielas, kas mūs nes uz citu savu funkciju - atbalstīt.

Olbaltumvielu molekulas ir receptori pārvadā selektīvu atzīšanu noteiktu vielu. Šajā amatā, jo zināms, glikoproteīni un lectins.

Nozīmīgākie faktori imunitātes - antivielas un komplementa sistēma izcelsme ir olbaltumvielas. Piemēram, process asins koagulācijas balstās uz izmaiņām fibrinogēns proteīnu. Iekšējās sienas no barības vada un kuņģa tiek izklāta ar aizsargājošu slāni gļotādu olbaltumvielu - Litsinija. Toksīni ir arī proteīnu izcelsmi. āda pamats, aizsargāta dzīvnieka ķermenis ir kolagēns. Visas šīs funkcijas ir aizsardzības olbaltumvielas.

Nu, pēdējā pēc kārtas funkcijas - regulēšanas. Ir olbaltumvielas, kas kontrolē genoma darbu. Tas ir, viņi regulēt transkripciju un tulkojumu.

Neatkarīgi svarīga nozīme ir kādi olbaltumvielas, olbaltumvielas struktūra bija unriddled zinātnieki ilgu laiku. Un tagad viņi ir atvērt jaunus veidus, kā izmantot šīs zināšanas.