Sederhana dan kompleks protein. Struktur, fungsi, sifat, karakteristik, contoh protein kompleks

Salah satu definisi dari hidup adalah sebagai berikut: "Hidup adalah modus keberadaan badan protein." Di planet kita, tanpa kecuali organisme mengandung bahan-bahan organik seperti, seperti protein. Artikel ini akan menjelaskan protein sederhana dan kompleks diidentifikasi perbedaan dalam struktur molekul, dan membahas fungsi mereka di dalam sel.

Apa adalah protein

Dari sudut pandang biokimia - polimer organik berat molekul tinggi, monomer yang 20 jenis asam amino. Mereka bergabung bersama oleh ikatan kovalen kimia, atau dikenal peptida. Sejak monomer protein senyawa amfoter, mereka mengandung gugus amino dan gugus fungsional karboksil. ikatan kimia CO-NH antara mereka terjadi.

Jika polipeptida terdiri dari residu asam amino link, membentuk protein sederhana. Molekul-molekul polimer, lanjut terdiri dari ion-ion logam, vitamin, nukleotida, karbohidrat - adalah protein kompleks. Berikutnya, kita mempertimbangkan tata ruang polipeptida.

Tingkat organisasi molekul protein

Mereka disajikan dalam empat konfigurasi yang berbeda. Struktur pertama - linear, ini adalah yang paling sederhana dan memiliki bentuk rantai polipeptida selama spiral pembentukan ikatan hidrogen tambahan. Mereka menstabilkan helix, yang disebut struktur sekunder. perguruan tinggi memiliki protein sederhana dan kompleks, sebagian besar sel tumbuhan dan hewan. Yang terakhir konfigurasi - kuaterner muncul dalam interaksi beberapa molekul dari struktur asli, bersatu koenzim, yaitu protein tersebut memiliki struktur yang kompleks, beroperasi di berbagai fungsi tubuh.

Berbagai protein sederhana

Kelompok ini tidak banyak polipeptida. molekul mereka hanya terdiri dari residu asam amino. Untuk menyertakan protein, seperti histon dan globulin. Yang pertama diwakili dalam struktur inti, dan digabungkan dengan molekul DNA. Kelompok kedua - globulin - adalah komponen utama dari plasma darah. protein seperti seperti gamma globulin, melakukan fungsi pertahanan kekebalan tubuh dan antibodi. Senyawa ini dapat membentuk kompleks, yang mengandung karbohidrat kompleks dan protein. Seperti protein sederhana fibrillar seperti kolagen dan elastin, merupakan bagian dari jaringan ikat, tulang rawan, tendon, kulit. Fungsi utama mereka - konstruksi dan dukungan.

protein tubulin adalah anggota mikrotubulus, yang merupakan komponen dari silia dan flagela organisme uniseluler seperti ciliates, Euglena, flagelata parasit. protein yang sama ini adalah anggota dari organisme multiseluler (flagela spermatozoa, silia ova, epitel bersilia dari usus kecil).

Protein albumin berfungsi untuk saham fungsi (misalnya, protein telur ayam). Dalam endosperm dari biji serealia - rye, beras, gandum - molekul protein menumpuk. Mereka disebut inklusi selular. Zat-zat ini digunakan dalam embrio benih pada awal perkembangannya. Selain itu, kandungan protein tinggi dari bonggol gandum adalah indikator yang sangat penting dari kualitas tepung. Roti panggang dari tepung yang kaya gluten memiliki kualitas rasa tinggi dan lebih berguna. Gluten mengandung disebut gandum keras. The laut dalam ikan plasma darah mengandung protein yang mencegah kematian mereka dari dingin. Mereka memiliki sifat antibeku, mencegah kematian organisme pada suhu air rendah. Di sisi lain, dalam komposisi dinding sel bakteri termofilik di sumber panas bumi yang terkandung protein yang mampu mempertahankan konfigurasi alami (struktur tersier atau kuaterner) dan tidak mengubah sifat pada suhu mulai dari 50 sampai + 90 ° C

proteid

Ini adalah protein kompleks, yang ditandai dengan keragaman besar sehubungan dengan berbagai fungsi yang dilakukan oleh mereka. Seperti disebutkan sebelumnya, kelompok polipeptida, kecuali untuk bagian protein mengandung gugus prostetik. Di bawah pengaruh berbagai faktor seperti suhu tinggi, garam-garam logam berat, terkonsentrasi alkali dan asam protein kompleks dapat mengubah bentuk spasial, menyederhanakan itu. Fenomena ini disebut denaturasi. Struktur protein kompleks terganggu ikatan hidrogen yang rusak, dan molekul kehilangan sifat dan fungsi mereka. Sebagai aturan, denaturasi yang tidak dapat diubah. Tetapi beberapa polipeptida bertindak sebagai katalis, mengemudi dan sinyal fungsi, adalah mungkin renaturasi - memulihkan struktur alami dari proteids.

Jika tindakan adalah faktor destabilisasi terjadi untuk waktu yang lama, molekul protein hancur sepenuhnya. Hal ini menyebabkan pecahnya ikatan peptida dari struktur utama. Kembalikan protein dan fungsinya tidak mungkin lagi. Fenomena ini disebut kehancuran. Contohnya adalah memasak telur: protein cair - albumin, terletak di struktur tersier benar-benar hancur.

sintesis protein

Sekali lagi, ingat bahwa dalam polipeptida dari organisme hidup terdiri dari 20 asam amino, beberapa di antaranya tak tergantikan. Ini D. lisin, metionin, fenilalanin, dan sebagainya. Mereka memasuki aliran darah dari usus kecil setelah memisahkan produk protein. Untuk mensintesis asam amino esensial (alanin, prolin, serin), jamur dan hewan menggunakan senyawa yang mengandung nitrogen. Tanaman, menjadi autotrophic, mandiri membentuk monomer konstituen yang diperlukan mewakili protein kompleks. Untuk reaksi asimilasi ini mereka nitrat digunakan, amonia, atau nitrogen bebas. Pada beberapa jenis mikroorganisme menyediakan diri dengan satu set lengkap asam amino, sementara di lain hanya beberapa disintesis monomer. Tahapan biosintesis protein terjadi pada sel-sel dari semua organisme hidup. Pada inti dari transkripsi terjadi, dan dalam sitoplasma sel - siaran.

Langkah pertama - sintesis mRNA prekursor terjadi oleh RNA enzim polimerase. Dia istirahat ikatan hidrogen antara rantai DNA, dan salah satu dari mereka pada prinsip saling melengkapi mengumpulkan molekul pra-mRNA. Hal ini terkena slaysingu yang matang, dan kemudian keluar dari inti ke sitoplasma, membentuk utusan asam ribonukleat.

Untuk melaksanakan tahap kedua membutuhkan organel tertentu - ribosom dan informasi molekuler dan mentransfer asam ribonukleat. Kondisi lain yang penting adalah adanya ATP, sebagai reaksi metabolisme plastik, yang termasuk biosintesis protein terjadi dengan penyerapan energi.

Enzim, struktur dan fungsi mereka

Ini adalah kelompok besar protein (sekitar 2000), melakukan peran zat yang mempengaruhi laju reaksi biokimia dalam sel. Mereka dapat sederhana (trepsin, pepsin) atau kompleks. protein kompleks terdiri dari apoenzyme dan koenzim. Kekhususan dari protein relatif terhadap senyawa yang bertindak, menentukan koenzim, dan aktivitas proteids diamati hanya dalam kasus di mana komponen protein terkait dengan apoenzyme tersebut. Aktivitas katalitik dari enzim independen dari molekul, tetapi hanya oleh pusat aktif. strukturnya sesuai dengan struktur kimia zat dikatalisis oleh prinsip "kunci-kunci", sehingga aksi enzim secara ketat tertentu. Fungsi protein kompleks dalam partisipasi dalam proses metabolisme dan menggunakan mereka sebagai akseptor.

Kelas protein kompleks

Mereka dikembangkan oleh ahli biokimia, berdasarkan 3 kriteria: sifat fisiko-kimia, fitur dan fitur struktural proteids spesifisitas. Kelompok pertama mencakup polipeptida dari berbeda sifat elektrokimia. Mereka dibagi menjadi dasar, netral dan asam. Sehubungan dengan protein air dapat hidrofilik, amfifilik dan hidrofobik. Kelompok kedua enzim yang telah dipertimbangkan sebelumnya. Kelompok ketiga termasuk polipeptida yang berbeda dalam komposisi kimia kelompok prostetik (adalah chromoproteids, nucleoproteins, metalloproteins).

Pertimbangkan sifat-sifat protein kompleks secara lebih rinci. Jadi, misalnya, protein asam yang merupakan bagian dari ribosom, mengandung 120 asam amino dan serbaguna. Hal ini terletak di organel sintesis protein, baik sel prokariotik dan eukariotik. anggota lain dari kelompok ini - S-100 protein, terdiri dari dua rantai terkait ion kalsium. Dia adalah anggota dari neuron dan glia - jaringan dari sistem saraf yang mendukung. Milik umum dari semua protein asam - kandungan tinggi asam dikarboksilat: glutamat dan aspartat. Oleh protein basa termasuk histon - protein yang membentuk RNA dan DNA asam nukleat. Keunikan dari komposisi kimia adalah jumlah besar lisin dan arginin. Histon, bersama-sama dengan bentuk kromosom kromatin nuklir - kritis struktur sel keturunan. Protein ini terlibat dalam proses transkripsi dan translasi. protein amphiphilic luas diwakili dalam membran sel, membentuk bilayer lipoprotein. Dengan demikian, kelompok mempelajari protein kompleks dibahas di atas, kami yakin bahwa sifat fisiko-kimianya karena struktur komponen protein dan kelompok prostetik.

Beberapa protein membran sel kompleks mampu mengenali berbagai senyawa kimia, seperti antigen dan bereaksi terhadap mereka. Ini menandakan proteids fungsi, sangat penting untuk proses penyerapan selektif, zat dari lingkungan eksternal, dan untuk melindunginya.

Glikoprotein dan proteoglikan

Mereka adalah protein kompleks yang berbeda antara komposisi biokimia kelompok prostetik. Jika ikatan kimia antara komponen protein dan bagian karbohidrat - kovalen-glikosida, zat-zat tersebut disebut glikoprotein. Apoenzyme mereka disajikan molekul mono dan oligosakarida, contoh protein tersebut protrombin, fibrinogen (protein yang terlibat dalam pembekuan darah). Kortiko- dan gonadotropic hormon, interferon, enzim dan membran glikoprotein. Dalam molekul bagian protein proteoglikan hanya 5%, sisanya menjadi kelompok prostetik (geteropolitsaharid). Kedua bagian ini dihubungkan oleh ikatan glikosidik dari OH kelompok-treonin dan arginin kelompok dan NH₂-glutamin, dan lisin. molekul proteoglikan memainkan peran yang sangat penting dalam sel metabolisme air garam. Berikut adalah tabel dari protein kompleks, kita belajar.

metalloproteins

Bahan-bahan ini mengandung sebagai bagian dari ion molekul dari satu atau lebih logam. Pertimbangkan contoh protein kompleks milik kelompok di atas. Ini adalah di atas semua enzim seperti sitokrom oksidase. Hal ini terletak di krista mitokondria dan mengaktifkan sintesis ATP. Ferrin dan transferin - proteid mengandung ion besi. deposito asal mereka di sel, dan yang kedua adalah transportasi dari protein darah. metalloproteins lain - alfaamelaza mengandung ion kalsium termasuk dalam komposisi air liur dan jus pankreas, berpartisipasi dalam pemecahan pati. Hemoglobin adalah bagaimana metalloproteins dan hromoproteidov. Ia berfungsi sebagai protein transpor yang membawa oksigen. Hasilnya adalah senyawa oksihemoglobin. Menghirup karbon monoksida, atau karbon monoksida disebut, molekul hemoglobin yang membentuk eritrosit senyawa yang sangat stabil. Dengan cepat menyebar ke organ dan jaringan, menyebabkan keracunan sel. Akibatnya, inhalasi setelah berkepanjangan kematian karbon monoksida terjadi karena sesak napas. Hemoglobin sebagian membawa dan karbon dioksida yang terbentuk dalam proses katabolik. Dari aliran darah karbon dioksida ke paru-paru dan ginjal, dan dari mereka - dengan lingkungan eksternal. Beberapa krustasea dan moluska transportasi protein yang membawa oksigen, adalah lubang kunci. Alih-alih besi mengandung ion tembaga, sehingga darah hewan tidak merah, dan biru.

fungsi klorofil

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, protein kompleks dapat membentuk kompleks dengan pigmen - zat organik berwarna. warna mereka tergantung pada kelompok hromoformnyh yang selektif menyerap spektrum tertentu sinar matahari. Dalam sel tumbuhan memiliki plastida hijau - kloroplas yang mengandung pigmen klorofil. Hal ini terdiri dari atom magnesium dan alkohol polihidrat, fitol. Mereka terkait dengan molekul protein, dan diri mereka sendiri mengandung kloroplas tilakoid (piring), atau membran terkait di tumpukan - facet. Mereka adalah pigmen fotosintesis - klorofil - dan karotenoid tambahan. Berikut adalah semua enzim yang digunakan dalam reaksi fotosintesis. Dengan demikian chromoproteids, yang meliputi klorofil, melakukan fungsi penting dalam metabolisme, yaitu dalam reaksi asimilasi dan disimilasi.

protein virus

Mereka termasuk wakil-wakil dari bentuk non-selular kehidupan, masuk ke dalam Kerajaan Vir. Virus tidak memiliki alat sintesis protein mereka sendiri. asam nukleat, DNA atau RNA, dapat menginduksi sintesis yang paling partikel sel sendiri terinfeksi virus. virus sederhana hanya terdiri dari molekul-molekul protein, kompak berkumpul dalam struktur heliks atau bentuk polyhedral, seperti virus mosaik tembakau. virus kompleks memiliki membran tambahan yang membentuk bagian dari membran plasma dari sel inang. Karena dapat mencakup glikoprotein (virus hepatitis B, virus cacar). Fungsi utama dari glikoprotein - pengakuan reseptor spesifik pada membran sel inang. Komposisi membran virus tambahan dan protein termasuk enzim menyediakan reduplikasi dari DNA atau RNA transkripsi. Berdasarkan hal tersebut di atas, kita dapat menyimpulkan sebagai berikut: virus protein partikel kerang memiliki struktur tertentu, tergantung pada protein membran sel inang.

Pada artikel ini kita telah diberi karakteristik protein kompleks, mempelajari struktur dan fungsi mereka di sel-sel dari berbagai organisme.