Et stort antall organiske stoffer som utgjør en levende celle er preget av store molekylstørrelser og er biopolymerer. Disse inkluderer proteiner, som utgjør fra 50 til 80% av den tørre massen til hele cellen. Proteinmonomerer er aminosyrer som er knyttet sammen med peptidbindinger. Proteinmakromolekyler har flere organiseringsnivåer og utfører en rekke viktige funksjoner i cellen: bygningsmessige, beskyttende, katalytiske, motoriske osv. I vår artikkel vil vi ta for oss de strukturelle egenskapene til peptider, og også gi eksempler på globulære og fibrillære proteiner som utgjør menneskekroppen.
Organisasjonsformer for polypeptidmakromolekyler
Aminosyrerester er sekvensielt koblet til hverandre ved hjelp av sterke kovalente bindinger k altpeptid. De er ganske sterke og holder den primære strukturen til proteinet i en stabil tilstand, som har form av en kjede. Den sekundære formen oppstår når polypeptidkjeden er vridd inn i en alfa-helix. Det stabiliseres av ytterligere hydrogenbindinger. Den tertiære, eller native, konfigurasjonen er av fundamental betydning, siden de fleste kuleproteinene i en levende celle har nettopp en slik struktur. Spiralen er pakket i form av en kule eller kule. Dens stabilitet skyldes ikke bare utseendet av nye hydrogenbindinger, men også dannelsen av disulfidbroer. De oppstår på grunn av samspillet mellom svovelatomer som utgjør aminosyren cystein. En viktig rolle i dannelsen av den tertiære strukturen spilles av hydrofile og hydrofobe interaksjoner mellom grupper av atomer i peptidstrukturen. Hvis et kuleformet protein kombineres med de samme molekylene gjennom en ikke-proteinkomponent, for eksempel et metallion, oppstår en kvartær konfigurasjon - den høyeste formen for organisering av polypeptidet.
Fibrillære proteiner
De kontraktile, motoriske og byggefunksjonene i cellen utføres av proteiner, hvis makromolekyler ser ut som tynne tråder - fibriller. Polypeptidene som utgjør fibrene i huden, håret og neglene er klassifisert som fibrillære arter. De mest kjente av dem er kollagen, keratin og elastin. De løses ikke opp i vann, men kan svelle i det, og danner en klebrig og tyktflytende masse. Peptider av en lineær struktur er også en del av fisjonsspindelfilamentene, og danner det mitotiske apparatet til cellen. De erfeste seg til kromosomer, trekke seg sammen og strekke dem til cellens poler. Denne prosessen observeres i anafasen av mitose - delingen av somatiske celler i kroppen, så vel som i reduksjons- og ligningsstadier av deling av kjønnsceller - meiose. I motsetning til kuleprotein, er fibriller i stand til raskt å strekke seg og trekke seg sammen. Cilia av ciliates-sko, flagella av euglena green eller encellede alger - chlamydomonas er bygget av fibriller og utfører bevegelsesfunksjonene i de enkleste organismer. Sammentrekningen av muskelproteiner - aktin og myosin, som er en del av muskelvev, bestemmer de ulike bevegelsene til skjelettmuskulaturen og opprettholder muskelskjelettet i menneskekroppen.
Struktur av kuleproteiner
Peptider - bærere av molekyler av forskjellige stoffer, beskyttende proteiner - immunoglobuliner, hormoner - dette er en ufullstendig liste over proteiner, hvis tertiære struktur har form av en kule - kuler. Det er visse proteiner i blodet som har visse områder på overflaten - aktive sentre. Med deres hjelp gjenkjenner og fester de til seg selv molekylene av biologisk aktive stoffer produsert av kjertlene med blandet og intern sekresjon. Ved hjelp av kuleproteiner leveres hormoner i skjoldbruskkjertelen og kjønnskjertlene, binyrene, thymus, hypofysen til visse celler i menneskekroppen, utstyrt med spesielle reseptorer for gjenkjenning.
Membranpolypeptider
Væske-mosaikkmodellen av strukturen til cellemembraner er best tilpasset deres viktige funksjoner: barriere,reseptor og transport. Proteinene som inngår i den utfører transport av ioner og partikler av visse stoffer, som glukose, aminosyrer osv. Egenskapene til kulebærerproteiner kan studeres ved å bruke natrium-kalium-pumpen som eksempel. Den utfører overgangen av ioner fra cellen til det intercellulære rommet og omvendt. Natriumioner beveger seg konstant inn i midten av cellens cytoplasma, og kaliumkationer beveger seg stadig ut av cellen. Brudd på ønsket konsentrasjon av disse ionene fører til celledød. For å forhindre denne trusselen bygges et spesielt protein inn i cellemembranen. Strukturen til kuleproteiner er slik at de bærer kationene Na+ og K+mot en konsentrasjonsgradient som bruker energien til adenosintrifosforsyre.
Struktur og funksjon av insulin
Løselige proteiner med sfærisk struktur, som er i tertiær form, fungerer som regulatorer av metabolismen i menneskekroppen. Insulin produseres av betacellene på holmene i Langerhans og kontrollerer blodsukkernivået. Den består av to polypeptidkjeder (α- og β-former) forbundet med flere disulfidbroer. Dette er kovalente bindinger som oppstår mellom molekylene til den svovelholdige aminosyren - cystein. Pankreashormonet består hovedsakelig av en ordnet sekvens av aminosyreenheter organisert i form av en alfahelix. En liten del av den har form av en β-struktur og aminosyrerester uten streng orientering i rommet.
Hemoglobin
Et klassisk eksempel på globulære peptiderProteinet i blodet som forårsaker den røde fargen på blodet er hemoglobin. Proteinet inneholder fire polypeptidregioner i form av alfa- og beta-helikser, som er forbundet med en ikke-proteinkomponent - hem. Det er representert av et jernion som binder polypeptidkjeder til en bekreftelse relatert til den kvartære formen. Oksygenpartikler festes til proteinmolekylet (i denne formen kalles det oksyhemoglobin) og transporteres deretter til cellene. Dette sikrer det normale forløpet av dissimileringsprosesser, siden cellen for å få energi oksiderer de organiske stoffene som har kommet inn i den.
Blodproteins rolle i gasstransport
I tillegg til oksygen kan hemoglobin også binde karbondioksid. Karbondioksid produseres som et biprodukt av katabolske cellulære reaksjoner og må fjernes fra cellene. Hvis den inhalerte luften inneholder karbonmonoksid - karbonmonoksid, er den i stand til å danne en sterk binding med hemoglobin. I dette tilfellet trenger et fargeløst og luktfritt giftig stoff i ferd med å puste raskt inn i kroppens celler og forårsaker forgiftning. Spesielt følsomme for høye konsentrasjoner av karbonmonoksid er hjernens strukturer. Det er lammelse av respirasjonssenteret som ligger i medulla oblongata, som fører til død av kvelning.
I artikkelen vår undersøkte vi strukturen, strukturen og egenskapene til peptider, og ga også eksempler på kuleproteiner som utfører en rekke viktige funksjoner i menneskekroppen.
