En lang række organiske stoffer, der udgør en levende celle, er kendetegnet ved store molekylstørrelser og er biopolymerer. Disse omfatter proteiner, som udgør fra 50 til 80 % af hele cellens tørre masse. Proteinmonomerer er aminosyrer, der er forbundet med peptidbindinger. Proteinmakromolekyler har flere niveauer af organisation og udfører en række vigtige funktioner i cellen: opbyggende, beskyttende, katalytisk, motorisk osv. I vores artikel vil vi overveje de strukturelle træk ved peptider og også give eksempler på globulære og fibrillære proteiner som udgør den menneskelige krop.
Organisationsformer for polypeptidmakromolekyler
Aminosyrerester er sekventielt forbundet med hinanden ved hjælp af stærke kovalente bindinger kaldetpeptid. De er ret stærke og holder proteinets primære struktur i en stabil tilstand, som har form af en kæde. Den sekundære form opstår, når polypeptidkæden er snoet til en alfa-helix. Det stabiliseres af yderligere fremkommende brintbindinger. Den tertiære eller native konfiguration er af fundamental betydning, da de fleste af de kugleformede proteiner i en levende celle netop har en sådan struktur. Spiralen er pakket i form af en kugle eller kugle. Dens stabilitet skyldes ikke kun udseendet af nye hydrogenbindinger, men også dannelsen af disulfidbroer. De opstår på grund af vekselvirkningen mellem svovlatomer, der udgør aminosyren cystein. En vigtig rolle i dannelsen af den tertiære struktur spilles af hydrofile og hydrofobe interaktioner mellem grupper af atomer i peptidstrukturen. Hvis et kugleformet protein kombineres med de samme molekyler gennem en ikke-proteinkomponent, for eksempel en metalion, så opstår der en kvaternær konfiguration - den højeste form for organisering af polypeptidet.
Fibrillære proteiner
De kontraktile, motoriske og opbyggende funktioner i cellen udføres af proteiner, hvis makromolekyler ligner tynde tråde - fibriller. Polypeptiderne, der udgør fibrene i huden, håret og neglene, er klassificeret som fibrillære arter. De mest berømte af dem er kollagen, keratin og elastin. De opløses ikke i vand, men kan svulme i det og danne en klistret og tyktflydende masse. Peptider med en lineær struktur er også en del af fissionsspindelfilamenterne, der danner cellens mitotiske apparat. De erbinde sig til kromosomerne, trække sig sammen og strække dem til cellens poler. Denne proces observeres i mitosens anafase - opdelingen af kroppens somatiske celler såvel som i reduktions- og ligningsstadierne af opdeling af kønsceller - meiose. I modsætning til kugleformet protein er fibriller i stand til hurtigt at strække og trække sig sammen. Ciliates-skoene, flagellaen af euglena-grønne eller encellede alger - chlamydomonas er bygget af fibriller og udfører bevægelsesfunktionerne i de enkleste organismer. Sammentrækningen af muskelproteiner - actin og myosin, som er en del af muskelvæv, bestemmer skeletmuskulaturens forskellige bevægelser og vedligeholder den menneskelige krops muskelskelet.
Struktur af kugleformede proteiner
Peptider - bærere af molekyler af forskellige stoffer, beskyttende proteiner - immunoglobuliner, hormoner - dette er en ufuldstændig liste over proteiner, hvis tertiære struktur har form af en kugle - kugler. Der er visse proteiner i blodet, som har bestemte områder på deres overflade - aktive centre. Med deres hjælp genkender og knytter de til sig selv molekylerne af biologisk aktive stoffer produceret af kirtlerne af blandet og intern sekretion. Ved hjælp af kugleformede proteiner leveres hormoner i skjoldbruskkirtlen og kønskirtlerne, binyrerne, thymus, hypofysen til visse celler i den menneskelige krop, udstyret med specielle receptorer til deres genkendelse.
Membranpolypeptider
Væske-mosaikmodellen af cellemembranernes struktur er bedst tilpasset deres vigtige funktioner: barriere,receptor og transport. De proteiner, der indgår i det, udfører transporten af ioner og partikler af visse stoffer, såsom glucose, aminosyrer osv. Egenskaberne af kugleformede bærerproteiner kan studeres ved at bruge natrium-kalium-pumpen som eksempel. Det udfører overgangen af ioner fra cellen til det intercellulære rum og omvendt. Natriumioner bevæger sig konstant ind i midten af cellens cytoplasma, og kaliumkationer bevæger sig konstant ud af cellen. Overtrædelse af den ønskede koncentration af disse ioner fører til celledød. For at forhindre denne trussel er et særligt protein indbygget i cellemembranen. Strukturen af kugleformede proteiner er sådan, at de bærer kationerne Na+ og K+mod en koncentrationsgradient ved hjælp af energien fra adenosintriphosphorsyre.
Struktur og funktion af insulin
Opløselige proteiner med sfærisk struktur, som er i tertiær form, fungerer som regulatorer af stofskiftet i den menneskelige krop. Insulin produceres af betacellerne på de Langerhanske øer og kontrollerer blodsukkerniveauet. Den består af to polypeptidkæder (α- og β-former) forbundet af flere disulfidbroer. Det er kovalente bindinger, der opstår mellem molekylerne i den svovlholdige aminosyre - cystein. Pancreashormonet består hovedsageligt af en ordnet sekvens af aminosyreenheder organiseret i form af en alfa-helix. En lille del af den har form af en β-struktur og aminosyrerester uden streng orientering i rummet.
Hemoglobin
Et klassisk eksempel på kugleformede peptiderDet protein i blodet, der forårsager blodets røde farve, er hæmoglobin. Proteinet indeholder fire polypeptidregioner i form af alfa- og beta-helixer, som er forbundet med en ikke-proteinkomponent - hæm. Det er repræsenteret af en jernion, der binder polypeptidkæder til en bekræftelse relateret til den kvaternære form. Iltpartikler er knyttet til proteinmolekylet (i denne form kaldes det oxyhæmoglobin) og transporteres derefter til cellerne. Dette sikrer det normale forløb af dissimileringsprocesser, da cellen for at opnå energi oxiderer de organiske stoffer, der er kommet ind i den.
Blodproteins rolle i gastransport
Udover oxygen er hæmoglobin også i stand til at binde kuldioxid. Kuldioxid produceres som et biprodukt af kataboliske cellulære reaktioner og skal fjernes fra cellerne. Hvis den indåndede luft indeholder kulilte - kulilte, er den i stand til at danne en stærk binding med hæmoglobin. I dette tilfælde trænger et farveløst og lugtløst giftigt stof i færd med at trække vejret hurtigt ind i kroppens celler og forårsager forgiftning. Særligt følsomme over for høje koncentrationer af kulilte er hjernens strukturer. Der er lammelse af åndedrætscentret i medulla oblongata, hvilket fører til døden ved kvælning.
I vores artikel undersøgte vi strukturen, strukturen og egenskaberne af peptider og gav også eksempler på kugleformede proteiner, der udfører en række vigtige funktioner i den menneskelige krop.
