Vienkāršas un sarežģītas olbaltumvielas. Struktūra, funkcijas, īpašības, pazīmes, piemēri sarežģītu olbaltumvielu

Viena no definīcijām dzīves ir šāds: "Dzīve ir veids pastāvēšanas olbaltumvielu struktūras." Uz mūsu planētas, bez izņēmuma organismi satur tādus organiskās vielas, piemēram, olbaltumvielām. Šis raksts apraksta vienkāršus un sarežģītus proteīnus konstatētos atšķirības molekulārā struktūra, un apspriež savas funkcijas šūnā.

Kas ir olbaltumvielas

Raugoties no bioķīmijas - lielmolekulārs organisko polimēru, monomēriem, kuri ir 20 dažādu veidu aminoskābēm. Tie ir savienoti kopā ar kovalento ķīmiskām saitēm, citādi pazīstams peptīdu. Tā kā proteīnu monomēri ir amfotērās savienojumi, tie satur gan aminogrupu un karboksilgrupu funkcionālo grupu. Chemical bond CO-NH starp tiem notiek.

Ja polipeptīds sastāv no aminoskābju atlikumiem saitēm, tas veido vienkāršu proteīnu. No polimēra molekulas, kas papildus satur metālu jonus, vitamīnus, nukleotīdus, ogļhidrātu - ir sarežģīti olbaltumvielas. Tālāk, mēs uzskatām, telpisko struktūru polipeptīdu.

Organizāciju līmeņi proteīna molekulām

Tie ir atspoguļoti četrās dažādās konfigurācijās. Pirmais struktūra - lineāra, tas ir visvairāk vienkāršs un ir veidota no polipeptīda ķēdes laikā tā spirālveida veidošanos papildus ūdeņraža saites. Tās stabilizē spirāli, ko sauc par sekundāro struktūru. Augstskolās būt vienkāršas un sarežģītas olbaltumvielas, lielākajai daļai augu un dzīvnieku šūnās. Pēdējais konfigurācija - kvartārā rodas mijiedarbībā vairāku molekulu dzimtās struktūras, United coenzymes, proti, šie proteīni ir sarežģīta struktūra, darbojas dažādās ķermeņa funkcijas.

Dažādas vienkāršas olbaltumvielu

Šī grupa nav daudz polipeptīdi. To molekulas sastāv tikai no aminoskābju atlikumiem. Lai iekļautu olbaltumvielas, piemēram, histones un globulīnu. Pirmais pārstāvēti galveno struktūru, un ir apvienoti ar DNS molekulu. Otra grupa - globulīnu - ir galvenās sastāvdaļas asins plazmā. Šāds proteīns, piemēram, gamma globulīnu, funkcijas veic imūnās aizsargu un ir antiviela. Šie savienojumi var veido kompleksu, kas satur saliktos ogļhidrātus un proteīnus. Šādi fibrillar vienkāršas olbaltumvielas, piemēram, kolagēna un elastīna, ir daļa no saistaudu, skrimšļi, cīpslas, ādas. To galvenā funkcija - celtniecība un atbalstu.

Tubulīna proteīns ir biedrs mikrotubuļu, kas ir komponenti skropstas un flagellas rezultātā vienšūnas organismu, piemēram, ciliates, Euglena, parazitāras flagellates. Tas pats proteīns ir biedrs daudzšūnu organismu (flagellas rezultātā spermatozoīdus, olšūnu skropstas, ciliated epitēlija tievajās zarnās).

Olbaltumvielu albumīns kalpo krājumu funkciju (piemēram, proteīnu, vistas olas). In endospermas graudaugu sēklu - rudzu, rīsu, kviešu - olbaltumvielu molekulas uzkrāt. Tos sauc par mobilo ieslēgumi. Šīs vielas tiek izmantotas sēklu embriju sākumā tās attīstību. Turklāt augsts olbaltumvielu saturs kviešu smecernieku ir ļoti svarīgs rādītājs miltu kvalitāti. Maize cepta no glutēna bagātās miltiem ir augsta aromāta kvalitāti un lietderību. Glutēnu satur tā saukto cieto kviešus. Dziļjūras zivju asins plazma satur olbaltumvielas, kas neļauj viņu nāvi no aukstuma. Tie piemīt antifrīza īpašības, novēršot organisma nāvi zemā ūdens temperatūrā. No otras puses, sastāvā šūnu sieniņām termofīlo baktēriju ģeotermālo avotu ietverti proteīnus, kas spēj saglabāt savu dabas konfigurācija (terciārā vai ceturtējo struktūru) un nav denaturētu pie temperatūras no +50 līdz + 90 ° C.

proteid

Tie ir sarežģīti olbaltumvielas, ko raksturo liela daudzveidība saistībā ar dažādām funkcijām, ko tās veic. Kā norādīts iepriekš, grupa no polipeptīdiem, izņemot olbaltumvielu daļu satur protezēšanas grupu. Reibumā dažādiem faktoriem, piemēram, augstas temperatūras, smago metālu sāļiem, koncentrētu sārmu un skābes sarežģītas olbaltumvielas var mainīt savu telpisko formu, to vienkāršot. Šo parādību sauc denaturēšana. Sarežģītu olbaltumvielu struktūra ir traucēta, ūdeņraža saites ir sadalīti, un molekulas zaudē savas īpašības un funkcijas. Kā likums, denaturēšana ir neatgriezeniska. Bet daži no polipeptīdiem darbojas kā katalizators, braukšanas un signalizācijas funkcijas, tas ir iespējams, renaturation - atjaunot dabisko struktūru proteids.

Ja prasība ir destabilizējošs faktors iet uz ilgu laiku, tad olbaltumvielas molekulas ir iznīcināta pilnībā. Tas noved pie plīsumu peptīdu saitēm par primāro struktūru. Atjaunot olbaltumvielas un tās uzdevums vairs nav iespējama. Šo parādību sauc iznīcināšana. Kā piemēru var minēt cooking olu: šķidrums proteīns - albumīns, kas atrodas trešējo struktūru ir pilnīgi iznīcina.

proteīns biosintēze

Vēlreiz atgādinām, ka polipeptīdiem dzīvo organismu sastāv no 20 aminoskābēm, no kuriem daži ir neaizvietojams. Tas lizīns, metionīns, fenilalanīns, un tā tālāk. D. Tie iekļūt asinsritē no tievajās zarnās pēc sadalot to olbaltumvielu produkti. Sintezēt aminoskābēm (alanīns, prolīns, serīns), sēnītes un dzīvniekus izmanto slāpekli saturoši savienojumi. Augi, kas ir Autotrofisks, neatkarīgi var veidot nepieciešamos veidojošie monomērus, kas pārstāv sarežģītas olbaltumvielas. Šim asimilācijas reakcijām Tos izmanto nitrātus, amonjaks, vai bez slāpekļa. Dažās no mikroorganismu veidu sevi nodrošināt ar pilnu komplektu aminoskābes, bet citās tikai daži ir sintezēti monomēriem. Posmi biosintēzes proteīnu notiek šūnās visu dzīvo organismu. Pie kodols transkripcijas notiek, un citoplazmā šūnā - apraides.

Pirmais solis - sintēze ar mRNS prekursora notiek ar enzīma RNS polimerāzes. Viņš pārtraukumiem ūdeņraža saites starp DNS ķēdēm, un viens no tiem uz komplementaritātes principa apkopo pre-mRNS molekulā. Tā ir pakļauta slaysingu ka ir pienācis, un tad nāk ārā no centra līdz citoplazmā, veidojot Messenger ribonukleīnskābe.

Lai īstenotu otro posmu nepieciešama īpaša organoīdi - ribosomas un molekulāro informāciju, un pārsūtīt ribonucleic skābes. Vēl viens svarīgs nosacījums ir klātbūtne ATP, kā reakciju plastmasas metabolismu, kas pieder pie biosintēzes olbaltumvielu noris ar enerģijas absorbcijas.

Fermenti, to struktūra un funkcijas

Tā ir liela grupa olbaltumvielām (aptuveni 2000), veicot lomu vielu ietekmē likmi bioķīmisko reakcijas šūnās. Tās var būt vienkāršas (trepsin, pepsīns) vai sarežģīta. Complex olbaltumvielas, kas sastāv no apoenzyme un koenzīms. Par proteīnu relatīvās uz savienojumiem, kuriem tā rīkojas specifika, nosaka koenzīms, un proteids aktivitāte tiek novērota tikai gadījumā, ja proteīnu komponents, kas saistīts ar apoenzyme. Katalītiskās aktivitātes fermentu ir neatkarīgs no molekulas, bet tikai ar aktīvajā centrā. Tās struktūra atbilst ķīmiskās struktūras vielu katalizē no "key-lock" principu, tā, ka darbība enzīmiem ir stingri specifisks. Funkcijas sarežģītu olbaltumvielu ir piedalīšanos vielmaiņas procesus un, izmantojot tos kā akceptoriem.

Classes komplekso proteīnu

Tie tika izstrādāti pēc biochemists, pamatojoties uz 3 kritērijiem: fizikāli ķīmiskajām īpašībām, funkcijas un strukturālās iezīmes proteids specifika. Pirmajā grupā ietilpst polipeptīdiem atšķirīgas elektroķīmiskās īpašības. Tos iedala pamata, neitrāla un skābs. Salīdzinot ar ūdens olbaltumvielas var būt hidrofila, amfifiliskai un hidrofobu. Otra grupa, fermentus, kas ir uzskatīts iepriekš. Trešajā grupā ietilpst polipeptīdu, kas atšķiras ar ķīmiskais sastāvs protezēšanas grupas (ir chromoproteids, nukleoproteīni, metalloproteins).

Apsveriet īpašības sarežģītu olbaltumvielu detalizētāk. Tā, piemēram, skābes proteīns, kas ir daļa no ribosomas, satur 120 aminoskābes un ir universāls. Tā atrodas uz proteīnu sintēzes organellās, abām prokariotu un eikariotu šūnās. Vēl viens no šīs grupas biedrs - S-100 proteīns, sastāv no divām ķēdēm, kas saistītas kalcija jonu. Viņš ir loceklis no neironiem un glia - atbalsta audu nervu sistēmu. Kopējā īpašums visu skābā olbaltumvielu - augsts saturs dikarbonskābju: glutamīnskābe un asparagīnskābe. Ar sārmainiem proteīniem ietvert histones - proteīnus, kas veido RNS un DNS nukleīnskābes. No ķīmisko sastāvu īpatnība ir liels daudzums lizīnu un arginīnu. Histones, kopā ar kodolenerģijas hromatīna hromosomu veidā - kritiskā šūnu struktūru iedzimtību. Šie proteīni ir iesaistīti procesos transkripcija un tulkojumu. Amfifilas proteīni plaši pārstāvēta šūnu membrānās, veidojot lipoproteīnu divslāņu. Tādējādi grupa pētīja iepriekš apspriesti sarežģītas olbaltumvielas, mēs bija pārliecināti, ka to fizikāli ķīmiskās īpašības sakarā ar struktūru olbaltumviela un protēžu grupām.

Daži kompleksi šūnu membrānu proteīniem spēj atpazīt dažādas ķīmisko savienojumu, piemēram, antigēnu un reaģēt uz tām. Tas signalizācijas funkciju proteids, tas ir ļoti svarīgi, lai selektīvā absorbcijas procesu vielas no ārējās vides, un, lai to aizsargātu.

Glikoproteīni un proteoglikānu

Tie ir sarežģītas olbaltumvielas, kas atšķiras starp bioķīmiskā sastāva protezēšanas grupām. Ja ķīmiskām saitēm starp proteīna komponentu un ogļhidrātu puses - kovalenti glikozīdu, šādas vielas sauc glikoproteīni. Apoenzyme tie uzrāda molekulas mono- un oligosaharīdu, piemēri šādām olbaltumvielas protrombīna, fibrinogēns (iesaistītas asins koagulācijas proteīni). Kortiko- un gonadotropo hormonu, interferoniem, fermentus un membrāna ir glycoproteins. In molekulām, proteoglikānu proteīns daļa ir tikai 5%, pārējais daudzums ir runa par protēzi grupa (geteropolitsaharid). Abas daļas ir savienotas ar glikozīda saiti ar OH grupu-treonīns un arginīna grupām un NH₂-glutamīns, un lizīnu. Proteoglikānu molekulas spēlē ļoti svarīga loma ūdens un sāļu apmaiņu organismā šūnām. Zemāk ir tabula sarežģītu olbaltumvielu, mēs pētīta.

metalloproteins

Šos materiālus saturēt kā daļu no tās molekulārā jona vienu vai vairākiem šādiem metāliem. Aplūkosim piemērus sarežģītu olbaltumvielu, kas pieder iepriekš grupai. Tas ir pāri visiem enzīmi, piemēram, citohroma oksidāzes. Tā atrodas uz cristae no mitohondriju un aktivizē sintēzi ATP. Ferrin un transferīna - proteid satur dzelzs jonus. Izcelsmes noguldījumi tos šūnās, un otrais ir transportēšana asins proteīna. Vēl metalloproteins - alfaamelaza tā satur kalcija jonus saturošu ir iekļauts sastāvā siekalām un aizkuņģa dziedzera sulas, kas piedalās sadalīšanas cietes. Hemoglobīns ir cik metalloproteins un hromoproteidov. Viņš kalpo kā transportētāju proteīnu, kas pārnēsā skābekli. Rezultāts ir savienojums ar oxyhemoglobin. Inhalācijas no oglekļa monoksīda, vai oglekļa monoksīda saukto, tās hemoglobīna molekulas veidotu ļoti stabilus saliktas eritrocītus. Tas ātri izplatās uz orgāniem un audiem, izraisot šūnu saindēšanās. Tā rezultātā, pēc ilgstošas ieelpošanas oglekļa monoksīda nāves notiek no nosmakšanas. Hemoglobīns daļēji veic un oglekļa dioksīds veidojas katabolisma procesos. No asinsritē oglekļa dioksīda uz plaušām un nierēm, un no tiem - ar ārējo vidi. Daži vēžveidīgo un mīkstmieši transporta olbaltumvielu, kas pārnēsā skābekli, ir atslēgas caurums. Tā vietā, lai no dzelzs tā satur vara jonus, tāpēc dzīvnieku asinis nav sarkanā un zilā krāsā.

hlorofila funkcija

Kā mēs jau iepriekš minēts, sarežģītas olbaltumvielas veido kompleksu ar pigmentu - krāsas organisko vielu. To krāsa ir atkarīga no hromoformnyh grupām, kas selektīvi absorbē noteiktu spektru saules gaismas. Augu šūnās ir zaļas plastids - hloroplastus satur hlorofila pigmentu. Tas sastāv no magnija atomiem un vairākus ūdeņraža atomus saturošu spirtu, phytol. Tie ir saistīti ar proteīna molekulām, un paši saturēt hloroplastus thylakoids (plāksnes), vai arī membrānu, kas saistītas kaudzēs - šķautne. Tie ir fotosintezējoša pigmentus - hlorofilu - un papildu karotenoīdi. Šeit ir visi fermenti, ko izmanto fotosintēzes reakcijas. Līdz chromoproteids, kas ietver hlorofilu, veikt kritiskās funkcijas vielmaiņu, proti, reakcijas asimilācijas un disimilācija.

vīrusu proteīni

Tie ietver pārstāvjus bezšūnu dzīvības formām, noslēdzot valstībā Vir. Vīrusi nav savas olbaltumvielu sintēzes aparātu. Nukleīnskābes, DNS vai RNS, var izraisīt sintēzi vairumā daļiņu pašu šūnām, kas inficētas ar vīrusu. Simple vīrusi sastāv tikai no proteīna molekulām, kompakti samontēti spirālveida struktūru vai daudzskaldņu formas, piemēram, tabaka mozaīkvīrusa. Complex vīrusi ir papildu membrānu, kas ir daļa no plazmas membrānai saimniekorganisma šūnā. Kā tas var būt glikoproteīni (B hepatīta vīrusa, baku vīrusu). Galvenā funkcija no glikoproteīniem - atzīšana no specifiskiem receptoriem uz saimnieka šūnu membrānu. Par papildu vīrusu membrānām un olbaltumvielu kompozīcija ietver fermentus, kas nodrošina reduplikācija DNS vai RNS transkripcijas. Pamatojoties uz iepriekš minēto, var secināt, šādi: vīrusu daļiņu proteins čaulu īpašu struktūru, atkarībā no tā, membrānas proteīnu saimniekorganisma šūnā.

Šajā rakstā mēs esam dota īpašības sarežģītu olbaltumvielu, pētīja viņu struktūru un funkciju šūnās dažādu organismu.