البروتينات البسيطة والمعقدة. هيكل، وظائف، والخصائص، والخصائص، والأمثلة من البروتينات المعقدة

أحد تعريفات من الحياة هو على النحو التالي: "الحياة هي طريقة وجود هيئات البروتين." على كوكبنا، من دون استثناء الكائنات الحية تحتوي على هذه المواد العضوية، مثل البروتينات. هذه المقالة سوف تصف البروتينات البسيطة والمعقدة تحديد الاختلافات في التركيب الجزيئي، ويناقش وظائفهم في الخلية.

ما هي البروتينات

من وجهة نظر الكيمياء الحيوية - عالية الوزن الجزيئي البوليمرات العضوية، ومونومرات التي هي 20 أنواع مختلفة من الأحماض الأمينية. وانضم إليهم معا عن طريق روابط تساهمية الكيميائية، الببتيد المعروف. منذ أحادية البروتين هي مركبات مذبذب، فإنها تحتوي على مجموعة الأمينية ومجموعة وظيفية الكربوكسيل. الرابطة الكيميائية CO-NH بينهما يحدث.

إذا يتكون ببتيد الروابط بقايا الأحماض الأمينية، وأنها تشكل بروتين بسيط. جزيئات البوليمر، مما تتألف من ايونات المعادن، والفيتامينات، النيوكليوتيدات، والكربوهيدرات - هي بروتينات معقدة. وبعد ذلك، علينا النظر في الهيكل المكاني من البروتينية.

مستويات التنظيم من جزيئات البروتين

وهي معروضة في أربعة تكوينات مختلفة. الهيكل الأول - الخطية، هو أبسط ويحتوي على شكل سلسلة ببتيد خلال المتزايدة من تشكيل روابط هيدروجينية إضافية. تحقق الاستقرار الحلزون، وهو ما يسمى هيكل الثانوي. مؤسسات التعليم العالي لديها البروتينات البسيطة والمعقدة، والغالبية العظمى من الخلايا النباتية والحيوانية. ينشأ الرباعية في التفاعل من عدة جزيئات من الهيكل الأصلي، الإنزيمات المساعدة موحدة، وهي تلك البروتينات لها بنية معقدة، تعمل في مختلف وظائف الجسم - التكوين الأخير.

مجموعة متنوعة من البروتينات بسيطة

هذه المجموعة ليست كثيرة البروتينية. تتكون جزيئاتها إلا من بقايا الأحماض الأمينية. لتشمل البروتينات، مثل الهستونات والجلوبيولين. الممثلة الأولى في بنية الأساسية، وجنبا إلى جنب مع جزيئات DNA. المجموعة الثانية - الجلوبيولين - هي المكونات الرئيسية لبلازما الدم. هذا البروتين مثل الجلوبيولين غاما، ويؤدي وظائف الدفاع المناعي وهو الضد. ويمكن لهذه المركبات تشكل المجمعات، والتي تحتوي على الكربوهيدرات المعقدة والبروتينات. هذه البروتينات بسيطة ييفي مثل الكولاجين والإيلاستين، هي جزء من النسيج الضام، الغضروف، الأوتار، والجلد. وظيفتها الرئيسية - بناء والدعم.

البروتين تويولين هو عضو في الأنابيب الدقيقة، والتي هي مكونات أهداب والأسواط الكائنات وحيدة الخلية مثل ciliates، الحنديرة، يجلد الطفيلية. هذا البروتين نفسه هو عضو في الكائنات متعددة الخلايا (الحيوانات المنوية الأسواط، الأهداب البويضات، ظهارة مهدبة من الأمعاء الدقيقة).

يخدم بروتين الألبومين لتخزين وظيفة (على سبيل المثال، وهو بروتين بيض الدجاج). في السويداء من بذور الحبوب - الشعير والأرز والقمح - جزيئات البروتين تتراكم. ودعوا الادراج الخلوية. وتستخدم هذه المواد في جنين البذرة في بداية تطورها. وبالإضافة إلى ذلك، فإن المحتوى نسبة عالية من البروتين من سوسة القمح هو مؤشر مهم جدا من نوعية الطحين. الخبز من الطحين من الغلوتين الغنية لديه نوعية نكهة عالية وأكثر فائدة. الغلوتين يحتوي على ما يسمى القمح الصلب. يحتوي على أعماق البحار الأسماك بلازما الدم البروتينات التي تمنع وفاتهم من البرد. أنها تمتلك خصائص التجمد، ومنع وفاة الكائن في درجات حرارة الماء منخفضة. من ناحية أخرى، في تكوين جدار الخلية البكتيريا حرارة في مصادر الطاقة الحرارية الأرضية الواردة بروتينات قادرة على الاحتفاظ التكوين الطبيعي (هيكل التعليم العالي أو رباعي) ولا تفسد في درجات حرارة تتراوح بين +50 إلى + 90 درجة مئوية.

بروتيد

وهذه البروتينات المعقدة، التي تتميز بالتنوع الكبير في اتصال مع مختلف المهام التي يؤدونها. وكما ذكر سابقا، ومجموعة البروتينية، باستثناء جزء من البروتين يحتوي على مجموعة الاصطناعية. تحت تأثير عوامل مختلفة مثل ارتفاع درجة الحرارة، وأملاح المعادن الثقيلة، وتتركز البروتينات المعقدة والأحماض والقلويات يمكن أن يغير شكله المكاني، وتبسيط ذلك. وهذا ما يسمى ظاهرة تمسخ. وتعطلت بنية البروتينات المعقدة يتم تقسيم السندات الهيدروجين، والجزيئات تفقد خصائص ووظائفها. وكقاعدة عامة، وتمسخ لا رجعة فيه. ولكن بعض البروتينية بمثابة محفز، والقيادة، ويشير إلى وظائف، فمن الممكن استعادة الطبيعة - استعادة الهيكل الطبيعي للproteids.

إذا كان العمل هو عامل عدم استقرار الذهاب لفترة طويلة، يتم إتلاف جزيء البروتين تماما. وهذا يؤدي إلى تمزق السندات الببتيد الهيكل الأساسي. استعادة البروتين ووظيفته لم يعد ممكنا. وهذا ما يسمى ظاهرة التدمير. ومن الأمثلة على ذلك طبخ البيض: البروتين السائل - الزلال، وتقع في بنية التعليم العالي ودمرت تماما.

مكونات البروتين

مرة أخرى، أذكر أنه في البروتينية من الكائنات الحية تتكون من 20 الأحماض الأمينية، وبعضها لا يمكن الاستغناء عنه. هذا يسين، ميثيونين، فينيل الأنين، وهلم جرا. D. أنها تدخل مجرى الدم من الأمعاء الدقيقة بعد تقسيمها منتجات البروتين. لتجميع الأحماض الأمينية الأساسية (ألانين، البرولين، سيرين) والفطريات والحيوانات استخدام المركبات المحتوية على النيتروجين. النباتات، ويجري ذاتي التغذي، تشكل بشكل مستقل أحادية التأسيسية اللازمة تمثل البروتينات المعقدة. لهذا الاستيعاب ردود الفعل هم النترات المستخدمة، والأمونيا، أو خالية من النيتروجين. في بعض أنواع الكائنات الحية الدقيقة تقديم أنفسهم مع مجموعة كاملة من الأحماض الأمينية، بينما في حالات أخرى سوى بعض تم تجميعها أحادية. تحدث مراحل التخليق الحيوي للبروتينات في خلايا جميع الكائنات الحية. في صميم النسخ يحدث، وفي سيتوبلازم الخلية - البث.

الخطوة الأولى - توليف مرنا السلائف يحدث من قبل البلمرة انزيم RNA. يكسر روابط هيدروجينية بين سلاسل الحمض النووي، واحد منهم على مبدأ التكامل يجمع ما قبل مرنا جزيء. يتعرض لslaysingu أن قد حان، وبعد ذلك يخرج من النواة إلى السيتوبلازم، وتشكيل رسول حمض النووي الريبي.

لتنفيذ المرحلة الثانية يتطلب تحديدا العضيات - الريبوسومات والمعلومات الجزيئية ونقل الأحماض النووي الريبي. شرط مهم آخر هو وجود ATP، وردود الفعل الأيض البلاستيك، الذي ينتمي إلى الحيوي للبروتينات يحدث مع امتصاص الطاقة.

والإنزيمات، وهيكلها وظيفة

هذه المجموعة مجموعة كبيرة من البروتينات (حوالي 2000)، وأداء دور المواد التي تؤثر على معدل التفاعلات الكيميائية الحيوية في الخلايا. ويمكن أن تكون بسيطة (trepsin، البيبسين) أو معقدة. بروتينات معقدة تتألف من صميم الإنزيم وأنزيم. خصوصية من البروتين بالنسبة إلى المركبات التي تتصرف، ويحدد أنزيم، ويلاحظ النشاط proteids فقط في الحالة التي يكون فيها عنصر البروتين مرتبط صميم الإنزيم. النشاط التحفيزي للأنزيم مستقلة عن جزيء، ولكن فقط من قبل مركز النشط. هيكلها يتوافق مع التركيب الكيميائي للمواد المحفزة وفقا لمبدأ "المفتاح والقفل"، بحيث عمل انزيمات غير محددة بدقة. وظائف البروتينات المعقدة في المشاركة في عمليات التمثيل الغذائي واستخدامهم ك يقبلون.

دروس من البروتينات المعقدة

وضعت من قبل علماء الكيمياء الحيوية، استنادا إلى 3 معايير: الخصائص الفيزيائية والكيميائية والخصائص والسمات الهيكلية proteids خصوصية. وتضم المجموعة الأولى البروتينية لاختلاف خصائص الكهروكيميائية. وهي تنقسم إلى الأساسي ومحايدة والحمضية. بالنسبة إلى البروتينات المياه يمكن أن يكون ماء، محبة للجهتين ومسعور. المجموعة الثانية من الانزيمات التي كانت تعتبر سابقا. وتضم المجموعة الثالثة البروتينية التي تختلف في مجموعة الاصطناعية التركيب الكيميائي (غير chromoproteids، البروتينيات، metalloproteins).

النظر في خصائص البروتينات المعقدة في مزيد من التفاصيل. وهكذا، على سبيل المثال، البروتين الحمضية التي هي جزء من الريبوسومات، ويحتوي على 120 الأحماض الأمينية وتنوعا. وهي تقع في العضيات-توليف البروتين، كل من الخلايا أولية النواة وحقيقية النواة. عضو آخر في هذه المجموعة - بروتين S-100، يتكون من اثنين من سلاسل مرتبطة أيون الكالسيوم. وهو عضو من الخلايا العصبية والدبقية - دعم أنسجة الجهاز العصبي. الملكية المشتركة لجميع بروتين الحمضية - على نسبة عالية من الأحماض ثنائي الكربوكسيل: الجلوتاميك والأسبارتيك. من البروتينات قلوية تشمل الهستونات - البروتينات التي تشكل RNA والحمض النووي الأحماض النووية. خصوصية التركيب الكيميائي هو كمية كبيرة من ليسين وأرجينين. الهستونات، جنبا إلى جنب مع شكل كروموسوم لونين النووي - الحرجة بنية الخلية والوراثة. وتشارك هذه البروتينات في عمليات النسخ والترجمة. البروتينات محبة للجهتين ممثلة على نطاق واسع في أغشية الخلايا، وتشكيل طبقة ثنائية البروتين الدهني. وهكذا، درست مجموعة من البروتينات المعقدة التي نوقشت أعلاه، كنا مقتنعين أن الخصائص الفيزيائية والكيميائية من المقرر أن هيكل مكون من البروتين والجماعات الاصطناعية.

بعض البروتينات غشاء الخلية معقدة قادرة على التعرف على مجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية، مثل المستضدات والتصدي لها. هذا يشير proteids وظيفة، من المهم للغاية بالنسبة للعمليات امتصاص انتقائية، والمواد من البيئة الخارجية، ولحمايته.

بروتينات سكرية والبروتيوغليكان

وهي البروتينات المعقدة التي تختلف بين التركيب الكيميائي الحيوي الجماعات الاصطناعية. إذا كانت الروابط الكيميائية بين مكونات البروتين والكربوهيدرات جزء - تساهميا-الأنتراكينون، وتسمى هذه المواد السكرية. صميم الإنزيم قدموا جزيئات أحادية ويغوساكاريدس، أمثلة على هذه البروتينات هي البروثرومبين، الفيبرينوجين (البروتينات المشاركة في تجلط الدم). Kortiko- وموجهة للغدد التناسلية والهرمونات، إنترفيرون، والإنزيمات والغشاء هي بروتينات سكرية. في جزيئات البروتين جزء بروتيوغليكان هو 5٪ فقط، والباقي مجموعة الاصطناعية (geteropolitsaharid). وترتبط كل أجزاء من قبل رابطة غليكوسيدية من جماعة ثريونين وأرجينين مجموعة OH وNH₂ الجلوتامين، ويسين. جزيئات بروتيوغليكان تلعب دورا هاما جدا في الخلايا التمثيل الغذائي للمياه المالحة. وفيما يلي جدول البروتينات المعقدة، درسنا.

metalloproteins

تحتوي هذه المواد كجزء من أيون الجزيئي في واحد أو أكثر من المعادن. النظر في أمثلة من البروتينات المعقدة التي تنتمي إلى مجموعة أعلاه. قبل كل شيء هي الانزيمات مثل أوكسيديز السيتوكروم. وهو يقع على أعراف من الميتوكوندريا وينشط تركيب ATP. فيرين وترانسفيرين - بروتيد تحتوي على أيونات الحديد. الودائع أصل لهم في الخلايا، والثاني هو نقل البروتين في الدم. metalloproteins آخر - alfaamelaza أنه يحتوي على أيونات الكالسيوم يتم تضمينها في تكوين اللعاب وعصير البنكرياس، والمشاركة في تقسيم النشا. الهيموجلوبين هو كيف metalloproteins وhromoproteidov. انه بمثابة البروتين النقل الذي يحمل الأوكسجين. والنتيجة هي مركب من الأوكسي هيموغلوبين. استنشاق أول أكسيد الكربون، أو الكربون يسمى أول أكسيد، جزيئات الهيموغلوبين في كريات الدم الحمراء شكل مجمع مستقرة جدا. انه ينتشر بسرعة إلى الأعضاء والأنسجة، مما تسبب في تسمم الخلايا. ونتيجة لذلك، واستنشاق بعد فترة طويلة من وفاة أول أكسيد الكربون يحدث من الاختناق. الهيموغلوبين يحمل جزئيا وثاني أكسيد الكربون تشكلت في عمليات الهدم. من مجرى الدم من ثاني أكسيد الكربون إلى الرئتين والكلى، ومنها - إلى البيئة الخارجية. بعض القشريات والرخويات البروتين النقل الذي يحمل الأوكسجين، هو ثقب المفتاح. بدلا من الحديد أنه يحتوي على أيونات النحاس، لذلك دم الحيوانات ليست الأحمر، والأزرق.

وظيفة الكلوروفيل

كما ذكرنا سابقا، يمكن أن البروتينات المعقدة شكل المجمعات مع أصباغ - المواد العضوية الملونة. ونها يعتمد على مجموعة hromoformnyh التي تمتص بشكل انتقائي أطياف معين من أشعة الشمس. في الخلايا النباتية لديها البلاستيدات الخضراء - البلاستيدات الخضراء تحتوي على الكلوروفيل الصباغ. وهو يتألف من ذرات المغنيسيوم و الكحول عديد الهيدروكسيل، الفيتول. فإنها ترتبط مع جزيئات البروتين، ويحتوي على أنفسهم البلاستيدات الخضراء ثايلاكويد (لوحات)، أو غشاء المرتبطة في المداخن - وجه من وجوه. وهي صبغات التمثيل الضوئي - الكلوروفيل - والكاروتينات إضافية. هنا جميع الإنزيمات المستخدمة في تفاعلات التمثيل الضوئي. وهكذا chromoproteids، والتي تشمل الكلوروفيل، وأداء الوظائف الحيوية في عملية التمثيل الغذائي، وبالتحديد في ردود الفعل الاستيعاب وعكس التمثل.

البروتينات الفيروسية

وتشمل ممثلين من الأشكال غير الخلوية الحياة، والدخول في ملكوت فير. الفيروسات لا تملك جهاز-توليف البروتين الخاص بهم. الأحماض النووية، DNA أو RNA، يمكن أن تحفز تخليق جزيئات معظم الخلايا الخاصة بفيروس. تتكون الفيروسات بسيطة فقط من جزيئات البروتين، وتجميعها مضغوط في بنية حلزونية أو على شكل متعدد السطوح، مثل فيروس تبرقش التبغ. الفيروسات معقدة لها غشاء إضافية تشكل جزءا من الغشاء البلازمي للخلية المضيفة. كما يمكن أن تشمل بروتينات سكرية (فيروس التهاب الكبد B وفيروس الجدري). وتتمثل المهمة الرئيسية للبروتينات سكرية - تقديرا لمستقبلات معينة على غشاء الخلية المضيفة. تكوين الأغشية والبروتينات الفيروسية إضافية تشمل الإنزيمات توفير مضاعفة من DNA أو RNA النسخ. بناء على ما تقدم، يمكن للمرء أن يستنتج ما يلي: الفيروسية البروتينات الجسيمات قذائف لها بنية محددة، اعتمادا على بروتينات غشاء الخلية المضيفة.

في هذه المقالة كنا نظرا لخصائص البروتينات المعقدة، ودرس بنيتها ووظيفتها في خلايا الكائنات الحية المختلفة.