Proteiinien rakenne ja toiminta

proteiinit ovat erittäin tärkeitä molekyylejä, jotka ovat välttämättömiä kaikille eläville organismeille. Kuivapainosta proteiinit ovat suurin soluyksikkö. Proteiinit osallistuvat käytännössä kaikkiin solutoimintoihin, ja jokaiselle roolille on omistettu erityyppistä proteiinia, ja tehtävät vaihtelevat solun yleisestä tuesta solujen signalointiin ja liikkumiseen. Kaikkiaan proteiineja on seitsemän tyyppiä.

proteiinit

Proteiinit syntetisoidaan kehossa kutsutun prosessin kautta käännös. Käännös tapahtuu sytoplasma ja siihen sisältyy muuntaminen geneettiset koodit proteiineihin. Geneettiset koodit kootaan DNA-transkription aikana, jolloin DNA dekoodataan RNA: ksi. Solurakenteita kutsutaan ribosomit auttakaa sitten RNA: n transkriptiossa polypeptidiketjuiksi, joita on muokattava toimiviksi proteiineiksi.

Aminohappoja ovat kaikkien proteiinien rakennuspalikoita, riippumatta niiden toiminnasta. Proteiinit ovat tyypillisesti 20-ketjuisia aminohappoja. Ihmiskeho voi käyttää näiden samojen 20 aminohapon yhdistelmiä tehdäkseen minkä tahansa tarvitsemansa proteiinin. Suurin osa aminohapoista seuraa rakennepohjaa, jossa alfahiili on sitoutunut seuraaviin muotoihin:

• Vetyatomi (H)
• Karboksyyliryhmä (-COOH)
• Aminoryhmä (-NH2)
• "Muuttuva" ryhmä

Eri tyyppisissä aminohapoissa "muuttuva" ryhmä on vastuussa variaatiosta, koska kaikilla niistä on vety-, karboksyyliryhmä- ja aminoryhmäsidoksia.

Aminohapot yhdistetään dehydraatiosynteesillä, kunnes ne muodostavat peptidisidoksia. Kun nämä sidokset yhdistävät joukon aminohappoja, muodostuu polypeptidiketju. Yksi tai useampi polypeptidiketju, joka on kierretty 3D-muotoon, muodostaa proteiinin.

Proteiinin rakenne voi olla pallon muotoinen tai kuituinen riippuen sen erityisestä roolista (jokainen proteiini on erikoistunut). Globaaliproteiinit ovat yleensä kompakteja, liukoisia ja pallomaisia. Kuituproteiinit ovat tyypillisesti pitkänomaisia ​​ja liukenemattomia. Globulaarisilla ja kuituproteiineilla voi olla yksi tai useampi proteiinirakenne.

On neljä rakenteellista tasoa proteiinien määrä: primaarinen, sekundaarinen, tertiäärinen ja kvaternäärinen. Nämä tasot määrittävät proteiinin muodon ja toiminnan, ja ne erottuvat toisistaan ​​polypeptidiketjun monimutkaisuusasteen mukaan. Ensisijainen taso on alkeellisinta ja alkeellisinta, kun taas kvaternääritaso kuvaa hienostunutta sitoutumista.

Yksi proteiinimolekyyli voi sisältää yhden tai useamman näistä proteiinirakenteen tasoista, ja proteiinin rakenne ja monimutkaisuus määräävät sen toiminnan. Esimerkiksi kollageenilla on superkelattu kierteinen muoto, joka on pitkä, joustava, vahva ja köydenmuotoinen - kollageeni on erinomainen tuki. Hemoglobiini puolestaan ​​on pallomainen proteiini, joka on taitettu ja kompakti. Sen pallomainen muoto on hyödyllinen liikkumiseen verisuonet.

Kaikkia proteiineja kuuluu kaikkiaan seitsemän erilaista proteiinityyppiä. Näitä ovat vasta-aineet, supistuvat proteiinit, entsyymit, hormonaaliset proteiinit, rakenneproteiinit, varastointiproteiinit ja kuljetusproteiinit.

vasta-aineita ovat erikoistuneita proteiineja, jotka puolustavat kehoa antigeenejä tai vieraita hyökkääjiä vastaan. Heidän kykynsä matkustaa verenkierto mahdollistaa niiden hyödyntämisen immuunijärjestelmä bakteerien, virusten ja muiden veressä tunkeilijoiden tunnistamiseksi ja puolustamiseksi. Yksi tapa vasta-aineita torjua antigeenejä on immobilisoimalla ne siten, että ne voivat tuhota valkosolut.

Supistuvat proteiinit ovat vastuussa lihas supistuminen ja liikkuminen. Esimerkkejä näistä proteiineista ovat aktiini ja myosiini. Eukaryooteilla on yleensä runsaasti määriä aktiinia, joka ohjaa lihasten supistumista sekä solujen liikkumis- ja jakautumisprosesseja. Myosiini tehostaa aktiinin suorittamia tehtäviä toimittamalla sille energiaa.

entsyymit ovat proteiineja, jotka helpottavat ja nopeuttavat biokemiallisia reaktioita, minkä vuoksi niihin viitataan usein katalyytteinä. Merkittäviä entsyymejä ovat laktaasi ja pepsiini, proteiinit, jotka tunnetaan roolistaan ​​ruuansulatuksessa ja erikoisruokavalioissa. Laktoosi-intoleranssi johtuu laktaasivajeesta, entsyymistä, joka hajottaa maidossa olevan sokerilaktoosin. Pepsiini on ruuansulatuksessa käytettävä entsyymi, joka hajottaa mahassa ruoan proteiineja - tämän entsyymin puute johtaa ruoansulatushäiriöihin.

Muita esimerkkejä ruoansulatusentsyymeistä ovat ne läsnä syljessä: sylki-amylaasi, syljen kallikreiini ja kielellinen lipaasi toimivat kaikki tärkeitä biologisia toimintoja. Sylkyamylaasi on syljen ensisijainen entsyymi ja se hajottaa tärkkelyksen sokeriksi.

Hormoniproteiinit ovat lähettiproteiineja, jotka auttavat koordinoimaan tiettyjä kehon toimintoja. Esimerkkejä ovat insuliini, oksitosiini ja somatotropiini.

Insuliini säätelee glukoosin metaboliaa säätelemällä kehon verensokeripitoisuuksia, oksitosiini stimuloi supistukset synnytyksen aikana, ja somatotropiini on kasvuhormoni, joka lisää proteiinin tuotantoa lihaksessa soluja.

Rakenteelliset proteiinit ovat kuitumaisia ​​ja jäykkäjä, tämä muodostuminen tekee niistä ihanteellisia useiden muiden proteiinien, kuten keratiinin, kollageenin ja elastiinin, tukemiseen.

Keratiinit vahvistavat suojapeitteitä kuten iho, hiukset, kynttilät, höyhenet, sarvet ja nokat. Kollageeni ja elastiini tukevat sidekudokset kuten jänteet ja nivelsiteet.

Varastointiproteiinit varaa aminohapot keholle, kunnes käyttövalmis. Esimerkkejä säilytysproteiineista ovat ovalbumiini, jota löytyy munavalkuaisissa, ja kaseiini, maitopohjainen proteiini. Ferritiini on toinen proteiini, joka varastoi rautaa kuljetusproteiinissa, hemoglobiini.

Kuljetusproteiineja ovat kantajaproteiineja, jotka liikuttavat molekyylejä kehosta paikasta toiseen. Hemoglobiini on yksi näistä ja on vastuussa hapen kuljettamisesta veren kautta punasolut. Sytokromit, toisen tyyppinen kuljetusproteiini, toimivat elektronin kuljetusketju elektronikantajaproteiineina.