Protein: Struktur dan fungsi protein

Protein adalah zat organik. Senyawa makromolekul ditandai dengan komposisi tertentu dan dengan hidrolisis terurai menjadi asam amino. molekul protein dapat dari berbagai bentuk, banyak dari mereka terdiri dari beberapa rantai polipeptida. Informasi tentang struktur protein yang dikode dalam DNA, dan molekul-molekul protein proses sintesis yang disebut penerjemahan.

Komposisi kimia dari protein

Rata-rata protein mengandung:

• 52% karbon;
• 7% hidrogen;
• nitrogen 12%;
• 21% oksigen;
• 3% sulfur.

molekul protein - adalah polimer. Untuk memahami struktur, Anda perlu tahu apa yang merupakan monomer mereka - asam amino.

asam amino

Mereka dapat dibagi menjadi dua kategori: terus-menerus terjadi dan kadang-kadang ditemui. Mantan menyediakan 18 protein monomer amida dan 2: asam aspartat dan asam glutamat. Kadang-kadang hanya ada tiga asam.

Asam ini dapat diklasifikasikan dalam berbagai cara: sifat dari rantai samping atau dibebankan mereka radikal, juga mereka dapat dibagi dengan jumlah kelompok, CN dan COOH.

Struktur utama dari protein

Urutan asam amino dalam rantai protein menentukan tingkat selanjutnya dari organisasi, fitur dan fungsi. Utama bentuk komunikasi antara monomer adalah peptida. Hal ini dibentuk oleh penghapusan hidrogen dari satu aminoksloty dan kelompok OH dari yang lain.

Tingkat pertama dari organisasi molekul protein - urutan asam amino di dalamnya, hanya rantai, yang menentukan struktur molekul protein. Ini terdiri dari "kerangka" memiliki struktur yang teratur. Ini diulang urutan -NH-CH-CO-. radikal rantai samping tertentu asam amino disajikan (R), sifat mereka menentukan komposisi struktur protein.

Bahkan jika struktur molekul yang sama dari protein, mereka mungkin berbeda hanya properti yang memiliki urutan yang berbeda dari monomer dalam rantai. Urutan asam amino dalam protein ditentukan oleh gen dan protein mendikte fungsi biologis tertentu. Urutan monomer dalam molekul yang bertanggung jawab untuk fungsi yang sama, sering dekat pada spesies yang berbeda. molekul seperti - sama atau mirip dengan mengatur dan tampil di berbagai jenis organisme, fungsi yang sama - protein homolog. Struktur, sifat dan fungsi molekul masa depan diletakkan pada tahap sintesis rantai asam amino.

Beberapa fitur-fitur umum

Struktur protein telah dipelajari lama, dan analisis struktur utama mereka memungkinkan kita untuk membuat beberapa generalisasi. Untuk sejumlah besar protein ditandai dengan kehadiran semua dua puluh asam amino, yang glisin sangat besar, alanin, asam aspartat, glutamin dan sedikit triptofan, arginin, metionin, histidin. Pengecualian hanya beberapa kelompok protein, seperti histon. Mereka dibutuhkan untuk kemasan DNA dan mengandung banyak histidin.

Kedua generalisasi: tidak ada pola umum dalam asam amino dalam pergantian protein globular. Tetapi bahkan dalam aktivitas biologis jauh dari polipeptida adalah fragmen kecil dari molekul yang sama.

struktur sekunder

Tingkat kedua organisasi dari rantai polipeptida - adalah posisi spasial, yang dikelola oleh ikatan hidrogen. Mensekresikan α-helix dan β-kali lipat. bagian sirkuit telah struktur memerintahkan, daerah tersebut disebut amorf.

Alpha-helix protein pravozakruchennaya alami. kelompok sisi asam amino di helix selalu mengarah ke luar dan terletak di sisi berlawanan dari porosnya. Jika mereka non-polar, ada pengelompokan mereka di salah satu sisi helix diperoleh busur, yang menciptakan kondisi untuk konvergensi dari daerah heliks yang berbeda.

Beta-kali lipat - sangat memanjang helix - cenderung untuk tinggal di molekul protein dan dibentuk berdekatan dan sejajar dengan non-paralel lapisan β-lipit.

Struktur tersier protein

Tingkat ketiga dari organisasi molekul protein - lipat spiral, lipatan dan daerah amorf dalam struktur kompak. Hal ini terjadi karena interaksi antara rantai samping dari monomer sendiri. link tersebut dibagi menjadi beberapa jenis:

• ikatan hidrogen terbentuk antara radikal kutub;
• Hidrofobik - antara non-polar R-kelompok;
• elektrostatik menarik pasukan (ikatan ion) - antar kelompok, biaya yang berlawanan;
• jembatan disulfida - antara radikal sistein.

Jenis terakhir dari koneksi (-S = S-) merupakan interaksi kovalen. jembatan disulfida memperkuat protein, struktur mereka menjadi lebih stabil. Namun kehadiran link tersebut tidak selalu. Sebagai contoh, sistein mungkin sangat sedikit dalam rantai polipeptida, atau radikal berada di dekatnya dan tidak dapat membuat "jembatan".

Tingkat keempat organisasi

Struktur Kuarter terbentuk, tidak semua protein. Struktur protein pada tingkat keempat ditentukan oleh jumlah rantai polipeptida (protomers). Mereka dihubungkan oleh koneksi yang sama dengan tingkat sebelumnya organisasi, selain disulfida jembatan. Molekul terdiri dari sejumlah protomers, masing-masing memiliki struktur tersier sendiri khusus (atau identik).

Semua tingkat organisasi menentukan fitur yang akan melayani untuk mendapatkan protein. Struktur protein pada tingkat pertama dari organisasi ini sangat akurat menentukan peran mereka berikutnya dalam sel dan organisme secara keseluruhan.

Fungsi protein

Sulit untuk bahkan membayangkan betapa pentingnya adalah peran protein dalam aktivitas sel. Di atas kita telah melihat struktur mereka. Fungsi protein secara langsung tergantung pada itu.

Pertunjukan bangunan fungsi (struktural), mereka membentuk dasar dari setiap sitoplasma sel hidup. polimer ini adalah bahan utama dari semua membran sel, ketika terdiri dalam kompleks dengan lipid. Ini termasuk pembelahan sel ke dalam kompartemen, yang masing-masing terjadi reaksi mereka. Fakta bahwa ia memerlukan hal sendiri, peran penting yang dimainkan oleh pH media untuk masing-masing proses seluler yang kompleks. Protein membangun dinding tipis, yang membagi sel dalam disebut kompartemen. Tapi fenomena ini telah disebut kompartementalisasi.

Fungsi katalitik adalah untuk mengatur semua reaksi seluler. Semua enzim asal yang sederhana atau protein kompleks.

Setiap jenis gerakan organisme (kerja otot, gerakan dalam protoplasma sel, silia flicker di protozoa dan t. D.) Apakah dilakukan protein. Struktur protein memungkinkan mereka untuk pindah ke serat bentuk dan cincin. Fungsi transportasi adalah bahwa banyak zat yang diangkut melintasi membran sel protein pembawa tertentu.

peran hormon dari polimer ini dapat dimengerti sekaligus: pada struktur sejumlah hormon adalah protein, seperti insulin, oksitosin.

Fungsi pengganti ditentukan sehingga protein dapat membentuk endapan. Misalnya, valgumin telur, susu kasein, protein penyimpanan benih tanaman - sejumlah besar nutrisi yang tersimpan di dalamnya.

Semua tendon, artikulasi sendi, tulang kerangka, kuku membentuk protein, yang membawa kita ke lain fungsi mereka - yang mendukung.

molekul protein adalah reseptor membawa pengakuan selektif zat tertentu. Dalam perannya ini, terutama dikenal glikoprotein dan lektin.

Faktor yang paling penting imunitas - antibodi dan sistem komplemen asal adalah protein. Sebagai contoh, proses pembekuan darah didasarkan pada perubahan protein fibrinogen. Dinding bagian dalam kerongkongan dan lambung dilapisi dengan lapisan pelindung protein mukosa - Litsinija. Racun juga protein dari asal-usul. foundation kulit, dilindungi tubuh hewan kolagen. Semua fungsi-fungsi ini adalah protein pelindung.

Nah, yang terakhir dalam fungsi berturut-turut - peraturan. Ada protein yang mengontrol kerja genom. Artinya, mereka mengatur transkripsi dan translasi.

Apapun peran penting yang dimainkan protein apapun, struktur protein adalah ilmuwan unriddled untuk waktu yang lama. Dan sekarang mereka membuka cara baru untuk menggunakan pengetahuan ini.