โปรตีนที่ง่ายและซับซ้อน โครงสร้างการทำงานคุณสมบัติลักษณะตัวอย่างของโปรตีนที่ซับซ้อน

หนึ่งในคำจำกัดความของชีวิตจะเป็นดังนี้: "ชีวิตคือโหมดของการดำรงอยู่ของร่างกายโปรตีน." บนโลกของเราโดยไม่ต้องมีชีวิตยกเว้นประกอบด้วยวัสดุอินทรีย์ดังกล่าวเช่นโปรตีน บทความนี้จะอธิบายถึงโปรตีนที่ง่ายและซับซ้อนแตกต่างในโครงสร้างโมเลกุลระบุและอธิบายถึงหน้าที่ของตนในเซลล์

อะไรคือโปรตีน

จากมุมมองของชีวเคมี - น้ำหนักโมเลกุลสูงโพลิเมอร์อินทรีย์โมโนเมอร์ที่มี 20 ชนิดที่แตกต่างกันของกรดอะมิโน พวกเขามีร่วมกันด้วยพันธะโควาเลนต์เคมี, เปปไทด์ที่รู้จักกันเป็นอย่างอื่น ตั้งแต่ โมโนเมอร์ที่มีโปรตีนเป็น สาร amphoteric พวกเขามีทั้งกลุ่มอะมิโนและ carboxyl การทำงานกลุ่ม พันธะเคมี CO-NH ระหว่างพวกเขาเกิดขึ้น

หาก polypeptide ประกอบด้วยกรดอะมิโนเชื่อมโยงตกค้างมันเป็นโปรตีนที่เรียบง่าย โมเลกุลของพอลิเมอต่อไปประกอบด้วยไอออนโลหะ, วิตามิน, นิวคลีโอคาร์โบไฮเดรต - เป็นโปรตีนที่ซับซ้อน ต่อไปเราจะพิจารณาโครงสร้างเชิงพื้นที่ของ polypeptides

ระดับขององค์กรของโมเลกุลโปรตีน

พวกเขาจะถูกนำเสนอในสี่ของการกำหนดค่าที่แตกต่างกัน โครงสร้างแรก - เส้นมันเป็นที่ง่ายที่สุดและมีรูปแบบของห่วงโซ่ polypeptide ระหว่างการวนการก่อตัวของไฮโดรเจนพันธบัตรเพิ่มเติม พวกเขามีเสถียรภาพเกลียวซึ่งจะเรียกว่าโครงสร้างทุติยภูมิ สถาบันอุดมศึกษามีโปรตีนที่ง่ายและซับซ้อนส่วนใหญ่ของพืชและสัตว์เซลล์ การกำหนดค่าหลัง - สี่เกิดขึ้นในการทำงานร่วมกันในหลาย ๆ โมเลกุลของโครงสร้างพื้นเมืองโคเอนไซม์สหรัฐคือโปรตีนดังกล่าวมีโครงสร้างที่ซับซ้อนที่ทำงานในฟังก์ชั่นต่างๆของร่างกาย

ความหลากหลายของโปรตีนที่เรียบง่าย

กลุ่มนี้ไม่ได้ polypeptides มากมาย โมเลกุลของพวกเขามีเพียงของกรดอะมิโน จะรวมถึงโปรตีนเช่น histones และ globulins ที่แสดงเป็นครั้งแรกในโครงสร้างหลักและจะรวมกันกับโมเลกุลของดีเอ็นเอ กลุ่มที่สอง - globulins - เป็นองค์ประกอบหลักของพลาสม่าในเลือด เช่นโปรตีนเช่นแกมมาโกลบูลิ, ประสิทธิภาพการทำงานของภูมิคุ้มกันและเป็นแอนติบอดี้ สารเหล่านี้สามารถสร้างคอมเพล็กซ์ซึ่งมีคาร์โบไฮเดรตที่ซับซ้อนและโปรตีน เช่นโปรตีนง่าย fibrillar เช่นคอลลาเจนและอีลาสติเป็นส่วนหนึ่งของเกี่ยวพันเนื้อเยื่อกระดูกอ่อนเส้นเอ็นผิวหนัง หน้าที่หลักของพวกเขา - การก่อสร้างและการสนับสนุน

โปรตีน tubulin เป็นสมาชิกของ microtubules ซึ่งเป็นส่วนประกอบของตาและ flagella สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเช่น ciliates, ยูกลีนา, flagellates กาฝาก โปรตีนเดียวกันนี้เป็นสมาชิกของเซลล์สิ่งมีชีวิต (flagella อสุจิ, ตาไข่, เยื่อบุผิว ciliated ของลำไส้เล็ก)

โปรตีนอัลบูมิทำหน้าที่ในการสต็อกฟังก์ชั่น (เช่นโปรตีนจากไข่ไก่) ใน endosperm ของเมล็ดธัญพืช - ข้าวข้าวข้าวสาลี - โมเลกุลของโปรตีนสะสม พวกเขาจะเรียก รวมโทรศัพท์มือถือ สารเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในตัวอ่อนของเมล็ดพันธุ์ที่จุดเริ่มต้นของการพัฒนาตน นอกจากนี้ยังมีปริมาณโปรตีนสูงของด้วงงวงข้าวสาลีเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญมากของคุณภาพของแป้ง ขนมปังอบจากแป้งตังที่อุดมไปด้วยมีคุณภาพสูงและรสชาติที่มีประโยชน์มากขึ้น ตังมีสิ่งที่เรียกว่าข้าวสาลีอย่างหนัก ทะเลลึกปลาพลาสม่าในเลือดมีโปรตีนที่ป้องกันการตายของพวกเขาจากความหนาวเย็น พวกเขามีคุณสมบัติแข็งตัวป้องกันการเสียชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่อุณหภูมิน้ำต่ำ ในอีกทางหนึ่งในองค์ประกอบของผนังเซลล์ของแบคทีเรียทนร้อนในแหล่งความร้อนใต้พิภพที่มีโปรตีนที่มีความสามารถที่จะเก็บการตั้งค่าตามธรรมชาติ (โครงสร้างในระดับอุดมศึกษาหรือสี่) และไม่ลบล้างที่อุณหภูมิตั้งแต่ 50 ถึง + 90 องศาเซลเซียส

proteid

เหล่านี้เป็นโปรตีนที่ซับซ้อนซึ่งมีลักษณะหลากหลายที่ดีในการเชื่อมต่อกับฟังก์ชั่นต่าง ๆ ที่ดำเนินการโดยพวกเขา ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้กลุ่ม polypeptides ยกเว้นส่วนโปรตีนมีกลุ่มเทียม ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยต่างๆเช่นอุณหภูมิสูง, เกลือโลหะหนักที่มีความเข้มข้นและกรดด่างโปรตีนที่ซับซ้อนสามารถปรับเปลี่ยนรูปร่างอวกาศ, ลดความซับซ้อนของมัน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าสูญเสียสภาพธรรมชาติ โครงสร้างของโปรตีนที่ซับซ้อนกระจัดกระจายพันธะไฮโดรเจนจะแตกและโมเลกุลสูญเสียคุณสมบัติและฟังก์ชั่นของพวกเขา เป็นกฎที่สูญเสียสภาพธรรมชาติกลับไม่ได้ แต่บางส่วนของ polypeptides ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา, การขับรถและส่งสัญญาณและฟังก์ชั่นมันเป็นไปได้กลับคืนสู่สภาพธรรมชาติ - ฟื้นฟูโครงสร้างตามธรรมชาติของ proteids

หากการกระทำที่เป็นปัจจัยที่ทำให้เกิดความวุ่นวายไปเป็นเวลานานโมเลกุลโปรตีนจะถูกทำลายอย่างสมบูรณ์ นี้นำไปสู่การแตกของพันธบัตรเปปไทด์ของโครงสร้างหลัก Restore โปรตีนและฟังก์ชั่นของมันเป็นไปไม่ได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าทำลาย ตัวอย่างคือการปรุงอาหารของไข่โปรตีนของเหลว - โปรตีนชนิดหนึ่งที่ตั้งอยู่ในโครงสร้างตติยถูกทำลายอย่างสมบูรณ์

การสังเคราะห์โปรตีน

อีกครั้งหนึ่งจำได้ว่าใน polypeptides ของสิ่งมีชีวิตประกอบด้วย 20 กรดอะมิโนบางแห่งที่ไม่สามารถถูกแทนที่ นี้ไลซีน, methionine, phenylalanine และอื่น ๆ . D. พวกเขาเข้าสู่กระแสเลือดจากลำไส้เล็กหลังจากแยกผลิตภัณฑ์โปรตีน ในการสังเคราะห์กรดอะมิโนที่จำเป็น (อะลานีน, โพรลีน, ซีรีน) เชื้อราและสัตว์ใช้สารประกอบไนโตรเจนที่มี พืชเป็น autotrophic อิสระในรูปแบบโมโนเมอร์ที่เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นเป็นตัวแทนของโปรตีนที่ซับซ้อน สำหรับปฏิกิริยาการดูดซึมนี้พวกเขาจะใช้ไนเตรตแอมโมเนียหรือไนโตรเจนฟรี ในบางประเภทของจุลินทรีย์ให้ตัวเองด้วยชุดที่สมบูรณ์ของกรดอะมิโนในขณะที่คนอื่น ๆ เพียงบางส่วนมีการสังเคราะห์โมโนเมอร์ ขั้นตอนของการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด ที่แกนหลักของการถอดรหัสเกิดขึ้นและในพลาสซึมของเซลล์ - ออกอากาศ

ขั้นตอนแรก - การสังเคราะห์ของสารตั้งต้น mRNA ที่เกิดขึ้นโดยโพลิเมอร์เอนไซม์ RNA เขาแบ่งพันธะไฮโดรเจนระหว่างโซ่ดีเอ็นเอและหนึ่งในนั้นบนหลักการของ complementarity เก็บรวบรวมก่อน mRNA โมเลกุล มีการสัมผัสกับ slaysingu ที่สุกแล้วออกมาจากนิวเคลียสเพื่อพลาสซึมไว้ messenger กรด ribonucleic

ในการดำเนินการขั้นตอนที่สองต้องมีอวัยวะที่เฉพาะเจาะจง - ไรโบโซมและข้อมูลโมเลกุลและการถ่ายโอนกรด ribonucleic อีกเงื่อนไขที่สำคัญคือการปรากฏตัวของเอทีพีเป็นปฏิกิริยา การเผาผลาญอาหารพลาสติก ซึ่งเป็นสังเคราะห์ของโปรตีนเกิดขึ้นกับการดูดซึมของพลังงาน

เอนไซม์โครงสร้างและการทำงานของพวกเขา

นี่คือกลุ่มที่มีขนาดใหญ่ของโปรตีน (ประมาณ 2000) แสดงบทบาทของสารที่มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาทางชีวเคมีในเซลล์ที่ พวกเขาได้ง่าย (trepsin, เปปซิน) หรือซับซ้อน โปรตีนคอมเพล็กซ์ประกอบด้วย apoenzyme และโคเอนไซม์ ความจำเพาะของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับสารที่จะทำหน้าที่กำหนดโคเอนไซม์และกิจกรรม proteids เป็นที่สังเกตได้เฉพาะในกรณีที่ส่วนประกอบของโปรตีนที่เชื่อมโยงกับ apoenzyme กิจกรรมเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์ที่มีความเป็นอิสระของโมเลกุล แต่ศูนย์ที่ใช้งานอยู่ โครงสร้างของมันสอดคล้องกับโครงสร้างทางเคมีของสารเร่งปฏิกิริยาด้วยหลักการของ "กุญแจ" เพื่อว่าการกระทำของเอนไซม์เฉพาะอย่างเคร่งครัด ฟังก์ชั่นของโปรตีนที่ซับซ้อนในการมีส่วนร่วมในกระบวนการเผาผลาญอาหารและใช้พวกเขาเป็นผู้รับ

ชั้นเรียนของโปรตีนที่ซับซ้อน

พวกเขาได้รับการพัฒนาโดยชีวเคมี, ขึ้นอยู่กับ 3 เกณฑ์: คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี, คุณสมบัติและลักษณะโครงสร้าง proteids จำเพาะ กลุ่มแรกประกอบด้วย polypeptides ของคุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าที่แตกต่างกัน พวกเขาจะถูกแบ่งออกเป็นพื้นฐานที่เป็นกลางและเป็นกรด เมื่อเทียบกับโปรตีนน้ำสามารถน้ำ, amphiphilic และไม่ชอบน้ำ กลุ่มที่สองของเอนไซม์ที่ได้รับการพิจารณาก่อนหน้านี้ กลุ่มที่สามรวมถึง polypeptides ที่แตกต่างกันในกลุ่มเทียมองค์ประกอบทางเคมี (เป็น chromoproteids, nucleoproteins, metalloproteins)

พิจารณาคุณสมบัติของโปรตีนที่ซับซ้อนในรายละเอียดเพิ่มเติม ดังนั้นสำหรับตัวอย่างเช่นโปรตีนเป็นกรดที่เป็นส่วนหนึ่งของไรโบโซมที่มีกรดอะมิโน 120 และมีความอเนกประสงค์ มันตั้งอยู่ในอวัยวะโปรตีนสังเคราะห์ทั้งเซลล์โปรคาริโอและยูคาริโอ สมาชิกอีกคนหนึ่งของกลุ่มนี้ - S-100 โปรตีนประกอบด้วยสองโซ่เชื่อมโยงแคลเซียมไอออน เขาเป็นสมาชิกของเซลล์ประสาทและ glia - สนับสนุนเนื้อเยื่อของระบบประสาท คุณสมบัติทั่วไปของโปรตีนที่เป็นกรดทั้งหมด - เนื้อหาสูงของกรด dicarboxylic: กลูตามิกและ aspartic โดยโปรตีนอัลคาไลน์ ได้แก่ histones - โปรตีนที่ทำขึ้น RNA และ DNA กรดนิวคลีอิก ความไม่ชอบมาพากลขององค์ประกอบของสารเคมีเป็นจำนวนมากของไลซีนและอาร์จินี histones ร่วมกับรูปแบบโครโมโซมนิวเคลียร์โครมา - ที่สำคัญโครงสร้างของเซลล์พันธุกรรม โปรตีนเหล่านี้มีส่วนร่วมในกระบวนการของการถอดรหัสและการแปล โปรตีน amphiphilic แสดงกันอย่างแพร่หลายในเยื่อหุ้มเซลล์กลายเป็น bilayer ไลโปโปรตีน ดังนั้นกลุ่มศึกษาโปรตีนที่ซับซ้อนที่กล่าวข้างต้นเราเชื่อว่าคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของพวกเขาเนื่องจากโครงสร้างของโปรตีนและกลุ่มเทียม

บางคนที่มีความซับซ้อนโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์มีความสามารถที่จะยอมรับความหลากหลายของสารเคมีเช่นแอนติเจนและตอบสนองต่อพวกเขา นี้ proteids ฟังก์ชั่นการส่งสัญญาณเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการดูดซึมกระบวนการคัดเลือกสารจากสภาพแวดล้อมภายนอกและเพื่อปกป้องมัน

ไกลโคโปรตีนและ proteoglycans

พวกเขาเป็นโปรตีนที่ซับซ้อนที่แตกต่างกันระหว่างองค์ประกอบทางชีวเคมีกลุ่มเทียม หากพันธะเคมีระหว่างองค์ประกอบของโปรตีนและเป็นส่วนหนึ่งคาร์โบไฮเดรต - covalently-glycoside, สารดังกล่าวจะเรียกว่าไกลโคโปรตีน Apoenzyme พวกเขานำเสนอโมเลกุลเดี่ยวและ oligosaccharides ตัวอย่างของโปรตีนดังกล่าวมี prothrombin, fibrinogen (โปรตีนที่มีส่วนร่วมในการแข็งตัวของเลือด) ฮอร์โมน Kortiko- และ gonadotropic, interferons เอนไซม์และเมมเบรนมีไกลโคโปรตีน ในส่วนโมเลกุลโปรตีน proteoglycan เพียง 5% ส่วนที่เหลือเป็นกลุ่มเทียม (geteropolitsaharid) ทั้งสองส่วนมีการเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไกลโคซิดิกของ OH กลุ่ม threonine และ arginine กลุ่มและNH₂-glutamine และไลซีน โมเลกุล proteoglycan มีบทบาทสำคัญมากในการเผาผลาญของเซลล์น้ำเกลือ ด้านล่างเป็นโต๊ะของโปรตีนที่ซับซ้อนเราศึกษา

metalloproteins

วัสดุเหล่านี้มีเป็นส่วนหนึ่งของโมเลกุลไอออนของหนึ่งหรือมากกว่าโลหะ พิจารณาตัวอย่างของโปรตีนที่ซับซ้อนอยู่ในกลุ่มดังกล่าวข้างต้น มันอยู่เหนือเอนไซม์ทั้งหมดเช่น cytochrome oxidase มันตั้งอยู่บนริสตีของ mitochondria และเปิดใช้งาน การสังเคราะห์ของเอทีพี Ferrin และ transferrin - proteid ที่มีไอออนเหล็ก เงินฝากแหล่งกำเนิดพวกเขาในเซลล์และสองคือการขนส่งของโปรตีนในเลือด metalloproteins อื่น - alfaamelaza มันมีแคลเซียมไอออนจะรวมอยู่ใน องค์ประกอบของน้ำลาย และน้ำผลไม้ตับอ่อนมีส่วนร่วมในการแยกของแป้ง เฮโมโกลบินเป็นวิธี metalloproteins และ hromoproteidov เขาทำหน้าที่เป็นโปรตีนขนส่งที่พาออกซิเจน ผลที่ได้คือสารประกอบของ oxyhemoglobin การสูดดมก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ที่เรียกว่าโมเลกุลของฮีโมโกลในรูปแบบเม็ดเลือดแดงผสมมีเสถียรภาพมาก มันได้อย่างรวดเร็วแพร่กระจายไปยังอวัยวะและเนื้อเยื่อที่ก่อให้เกิดพิษเซลล์ เป็นผลให้การสูดดมเป็นเวลานานหลังจากการตายของก๊าซคาร์บอนมอนออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากการหายใจไม่ออก ฮีโมโกลบางส่วนดำเนินการและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการ catabolic จากกระแสเลือดของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปยังปอดและไตและจากพวกเขา - เพื่อสภาพแวดล้อมภายนอก บางกุ้งและหอยโปรตีนขนส่งที่ดำเนินออกซิเจนเป็นรูกุญแจ แทนที่จะเหล็กจะมีไอออนทองแดงเพื่อให้เลือดสัตว์ไม่ได้เป็นสีแดงและสีฟ้า

ฟังก์ชั่นคลอโรฟิล

ที่เรากล่าวถึงก่อนหน้านี้โปรตีนที่ซับซ้อนสามารถสร้างคอมเพล็กซ์ที่มีเม็ดสี - สารอินทรีย์สี สีของพวกเขาขึ้นอยู่กับกลุ่ม hromoformnyh ที่คัดเลือกดูดซับสเปกตรัมบางอย่างของแสงแดด ในเซลล์พืชมีพลาสสีเขียว - คลอโรพลาที่มีเม็ดสีคลอโรฟิล มันประกอบด้วยอะตอมแมกนีเซียมและ เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ polyhydric, phytol พวกเขามีความเกี่ยวข้องกับโมเลกุลของโปรตีนและตัวเองมีคลอโรพลา thylakoids (แผ่น) หรือเมมเบรนที่เกี่ยวข้องในกอง - แง่มุม พวกเขาเป็นเม็ดสีสังเคราะห์ - คลอโรฟิล - และ carotenoids เพิ่มเติม นี่คือเอนไซม์ที่ใช้ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสง ดังนั้น chromoproteids ซึ่งรวมถึงคลอโรฟิลทำหน้าที่สำคัญในการเผาผลาญคือในปฏิกิริยาการดูดซึมและ dissimilation

โปรตีนของไวรัส

พวกเขารวมถึงผู้แทนของรูปแบบที่ไม่ใช่เซลล์ของสิ่งมีชีวิตเข้ามาในราชอาณาจักรของเวียร์ ไวรัสไม่ได้มีอุปกรณ์การสังเคราะห์โปรตีนของตัวเอง กรดนิวคลีอิกดีเอ็นเอหรืออาร์เอ็นเอสามารถกระตุ้นการสังเคราะห์อนุภาคส่วนใหญ่เซลล์ของตัวเองติดเชื้อไวรัส ไวรัสที่เรียบง่ายมีเพียงของโมเลกุลโปรตีนประกอบดานในโครงสร้างขดลวดหรือรูปทรงหลายหน้าเช่นไวรัสโมเสกยาสูบ ไวรัสที่ซับซ้อนได้เมมเบรนเพิ่มเติมไว้เป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ ในขณะที่มันสามารถรวมไกลโคโปรตีน (ไวรัสตับอักเสบบี, ไวรัสฝีดาษ) หน้าที่หลักของไกลโคโปรตีน - การรับรู้ของผู้รับที่เฉพาะเจาะจงในเยื่อหุ้มเซลล์โฮสต์ องค์ประกอบของเยื่อหุ้มของไวรัสเพิ่มเติมและโปรตีน ได้แก่ เอนไซม์ให้ ซ้อนของดีเอ็นเอ หรืออาร์เอ็นเอถอดความ ขึ้นอยู่กับที่กล่าวมาแล้วสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้: ไวรัสโปรตีนอนุภาคเปลือกหอยมีโครงสร้างที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับโปรตีนของเซลล์โฮสต์

ในบทความนี้เราได้รับลักษณะของโปรตีนที่ซับซ้อนการศึกษาโครงสร้างและการทำงานของพวกเขาในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตต่างๆ