חלבון: מבנה ותפקוד.

זה ידוע שחלבונים - הבסיס של מוצא חיים על כוכב הלכת שלנו.על פי התאוריה של Oparin-Haldane היה טיפות coacervate מורכבות ממולקולות פפטיד, שהפך לבסיס של מוצא של יצורי חיים.זהו ללא ספק כי הניתוח של המבנה הפנימי של כל נציג של ביומסה מראה שיש לי חומרים אלה כל דבר: צמחים, בעלי חיים, מיקרואורגניזמים, פטריות, וירוסים.והם מאוד מגוון וטבע macromolecular.שם

מארבעה מבנים אלה, שהם נרדפים: חלבוני

• ;חלבוני
• ;פוליפפטידים
• ;פפטידים
• .מולקולות חלבון

המספר שלהם הוא באמת בלתי ניתן לחישוב.במקרה זה ניתן לחלק את כל מולקולות החלבון לשתי קבוצות עיקריות: פשוט

• - מורכבות רק של רצפי חומצות אמינו הצטרפו אג"ח פפטיד;
• מורכב - מבנה ומבנה של חלבון המאופיין protolytic נוסף קבוצות (תותבות), שנקראו גם קו-פקטורים.

גם מולקולות מורכבות זה הסיווג שלהם.פפטידים

סיום מורכבים גליקופרוטאינים

1. - קשורים באופן הדוק תרכובות של חלבונים ופחמימות.המבנה של המולקולות שלובים זה בmucopolysaccharides קבוצות תותבות.ליפופרוטאינים
2. - מתחם מורכב של חלבונים ושומנים.metalloproteins
3. - לפעול כיוני קבוצה תותבת מתכת (ברזל, מנגן, נחושת, ואחרים).
4. נוקלאו - קישור חלבונים וחומצות גרעין (DNA, RNA).
5. Fosfoproteidy - קונפורמציה של שאריות החומצה זרחתית והחלבון.chromoproteids
6. - דומה מאוד לmetalloproteins, עם זאת, אלמנט שהוא חלק מהקבוצה התותבת הוא סט של צבעים (אדום - המוגלובין, ירוק - כלורופיל, וכן הלאה).

כל קבוצה דנה במבנה והתכונות של חלבונים שונות.הפונקציות שהם מבצעים, גם להשתנות בהתאם לסוג של מולקולה.

מבנה כימי של חלבונים

מנקודת מבט זו, החלבונים - זה שרשרת ארוכה, מוצקה של שאריות חומצת אמין אג"ח ספציפי קשור בשם פפטיד.מהצד חומצות מבנים יוצאות סניפים - רדיקלים.מבנה כזה של המולקולה התגלה על ידי א 'פישר בתחילת המאה XXI.פרטים נוספים

מאוחר יותר נחקרו חלבונים, המבנה ותפקוד של חלבונים.התברר כי חומצות אמינו המהוות את מבנה פפטיד, כולל של 20, אבל הם ובכך ניתן לשלב בדרכים שונות.לפיכך, מגוון רחב של מבני פוליפפטיד.בנוסף, התהליך של חיים והביצועים של חלבוני תפקידיה יכולים לעבור סדרה של שינויים כימיים.כתוצאה מכך, הם משנים את המבנה של, ויש סוג חדש לחלוטין של חיבור.

כדי לשבור את קשר פפטיד, כלומר, לשבור את מבנה החלבון של המעגלים, יש צורך לבחור את התנאים מאוד קשים (טמפרטורות גבוהות, חומצות או בסיסים, זרז).זאת בשל החוזק הגבוה של הקשרים קוולנטיים במולקולה, כלומר בקבוצת פפטיד.

איתור של מבנה חלבון במעבדה מתבצע באמצעות תגובה biuret - השפעה על הידרוקסיד-זירז פוליפפטיד, נחושת (II).קבוצת פפטיד המורכבת ויון הנחושת נותן צבע סגול בהיר.

ישנם ארבעה ארגון מבני בסיסי, כל אחד מהם המאפיינים של המבנה של חלבונים משלו.רמות

ארגון: המבנה העיקרי

כפי שצוין לעיל, פפטיד - רצף של שאריות חומצת אמינו עם הוספות, coenzymes או בלעדיהם.אז זה נקרא המבנה הראשוני של המולקולה, וזה טבעי, כמובן, הוא חומצות אמינו האמיתיות הצטרפו אג"ח פפטיד, ולא יותר.כלומר, פוליפפטיד הוא מבנה ליניארי.מבנה מסוים של החלבונים של התכנית - שהוא שילוב של חומצות חיוני לביצוע תפקידיה של מולקולת החלבון.הודות לתכונות אלה ניתן לא רק לזהות את פפטיד, אלא גם לחזות את המאפיינים ואת תפקידה של חדש לגמרי, שעדיין לא התגליתי.דוגמאות לפפטידים שהמבנה העיקרי של טבע - האינסולין, פפסין, כימוטריפסין, ואחרים.קונפורמציה המשנית מבנה

ומאפיינים של חלבונים בקטגוריה זו הם כמה שינויים.מבנה כזה יכול להיווצר בתחילה על הטבע או כאשר הם נחשפים לטמפרטורה קשה ראשונית הידרוליזה או תנאים אחרים.יש

קונפורמציה זה שלושה זנים: סלילי

1. חלקים, נכונים, stereoregular הבנויים משאריות חומצת אמין שהתפתלו סביב הציר המרכזי של החיבור.מוחזק ביחד רק על ידי קשרי מימן המתרחשים בין קבוצת חמצן אחד פפטיד והמימן האחר.בי המבנה נחשב בשל העובדה שהם הפיתולים אחידות חוזרים ונשנים בכל יחידה 4.מבנה כזה יכול להיות שמאלי או pravozakruchennoy.אבל חלבונים ידועים ברוב dextrorotatory שולט האיזומר.קונפורמציה כזה שנקראה אלפא-מבנים.הרכב
2. ומבנה של חלבונים הבאים סוג שונה מהקודם בכך שקשרי המימן נוצרים בין מספר לא עומד בצד אחד של שאריות המולקולה, והמרחק הניכר בין, ורחוק מספיק.מסיבה זו, כל המבנה הופך רשתות פוליפפטיד גליות יותר, נחש מפותל.יש תכונה אחת שצריכה להיות חלבון.המבנה של חומצות אמינו בסניפים צריך להיות קצר ככל ששל גליצין או אלאנין, למשל.סוג זה של קונפורמציה המשנית נקרא ביתא גליונות ליכולת שלהם להישאר ביחד אם ההיווצרות של המבנה הכללי.
3. השייכים לסוג השלישי של מבנה הביולוגיה החלבון מצביע raznorazbrosannye כמה מורכב, שברים מופרעים שאין לי stereoregularity ויכול לשנות את המבנה תחת השפעת התנאים חיצוניים.דוגמאות

של חלבונים שמבנה משני על ידי הטבע, הוא לא גילו.

תיכונית

זה קונפורמציה מורכבת למדי שיש שם "כדורית".מה הוא חלבון?המבנה שלה מבוסס על מבנה המשני, לעומת זאת, הוספת סוגים חדשים של אינטראקציות בין קבוצות של אטומים, וכל המולקולה כמו קפלים, בהדרכה ובכך, על מנת להבטיח שהקבוצות הידרופילי מופנות כלפי הפנים של כדורית והידרופובי - כלפי חוץ.

זה מסביר את תשלום של מולקולות חלבון בפתרונות colloidal של מים.אילו סוגים של אינטראקציות יש?קשרי מימן

1. - יישארו ללא שינוי בין אותם החלקים כמו במבנה משני.
2. אינטראקציה הידרופובי (הידרופילי) - להתעורר כאשר מומסים במי פוליפפטיד.המשיכה
3. יונית - raznozaryazhennymi נוצר בין קבוצות של שאריות חומצת אמינו (רדיקלים).אינטראקציות קוולנטיים
4. - יכולות להיווצר בין האתרים הספציפיים חומצת - מולקולות ציסטאין, או לייתר דיוק, זנבותיהם.

כך, ההרכב והמבנה של חלבונים שהמבנה שלישוני יכולים להיות מתואר ככדוריות התגלגלו לתוך רשתות פוליפפטיד, מחזיקים וייצוב קונפורמציה בשל סוגים שונים של תגובות כימיות.דוגמאות של פפטידים כגון: fosfoglitseratkenaza, tRNA, אלפא-קרטין, fibroin משי, ואחרים.מבנה רבעוני

זהו אחד כדוריות המורכבות ביותר שיוצרות חלבונים.מבנה ותפקוד של חלבונים, תכנית כזו היא מאוד ספציפי ורב פנים.

מה קונפורמציה זה?זהו מרובים (בכמה עשרות מקרים) שרשרות פוליפפטיד קטנות וגדולות, אשר נוצרים באופן עצמאי של אחד את השני.אבל אז, באותו אינטראקציות שיש לנו נחשבות למבנה שלישוני, פפטידים אלה שזורים ושלובים.כך מתקבל כדוריות קונפורמציה מורכבות שעשויים להכיל אטומי מתכת, וקבוצות שומנים בדם, ופחמימות.דוגמאות לחלבונים כגון: DNA פולימרז, חלבון מעטפת וירוס טבק, המוגלובין, ואחרים.

כל סקרנו את המבנה של פפטידים יש שיטות זיהוי שלהם במעבדה, המבוסס על אפשרויות הנוכחיות של שימוש בכרומטוגרפיה, צנטריפוגה, מיקרוסקופיה האלקטרונית ואופטית וטכנולוגיות מחשב גבוהות.פונקציות

מבנה

ותפקוד של חלבונים מתואמים באופן הדוק אחד עם השני.כלומר, כל פפטיד משחק תפקיד כי הוא ייחודי וספציפי.יש מי שמסוגלים לבצע בתא חי, כמה עסקות משמעותיות.עם זאת, זה יכול בצורת סיכום להביע את הפונקציות הבסיסיות של מולקולות חלבון באורגניזמים של יצורי חיים: הנעת

1. .אורגניזמים תאיים או אברונים, או איזה סוג של ניידות תא, הפחתה שנעקרו.זה מובטח על ידי חלבונים המרכיבים את המבנה של מנגנון מנוע: cilia, שוטונים, קרום cytoplasmic.אם אנחנו מדברים על חוסר היכולת של תאים לעקירה, החלבונים עשויים לתרום להפחתתם (שרירן שרירים).
2. פונקציה תזונתית או גיבוי.הוא מייצג את ההצטברות של מולקולות חלבון בתאי ביצה, עוברים וזרעי צמח לחידוש עתידי של חומרים מזינים החסרים.על המחשוף של פפטידים וחומצות אמינו לתת את החומרים פעילים ביולוגי כי הם חיוניים להתפתחות התקינה של יצורים חיים.
3. פונקצית אנרגיה.מלבד פחמימות מאלץ את הגוף יכול לייצר וחלבונים.בדעיכה של 1 גרם של פפטיד שוחרר 17.6 kJ של אנרגיה שימושית בצורה של אדנוזין טריפוספט (ATP), שהוא נצרך בתהליכי חיים.אזהרת
4. ותפקוד רגולטורים.זה הוא ליישם את המעקב הצמוד של תהליכים מתמשכים ואיתות של התאים לרקמות מהם לגופם של המערכות האחרונות, וכן הלאה.דוגמא טיפוסית היא אינסולין, המתקן אך ורק את כמות הגלוקוז בדם.
5. פונקצית קולט.בוצע על ידי שינוי קונפורמציה של פפטיד עם צד אחד של הקרום ועוסק בצד השני של הארגון מחדש.כאשר זה קורה אות שידור ואת המידע הנדרש.רוב החלבונים אלה מוטמעים בקרום cytoplasmic של תאים ושומר על שליטה קפדנית על כל החומר שעובר דרכו.להתריע בפניך על השינויים הכימיים ופיסיים בסביבה.פונקצית תחבורת
6. של פפטידים.זה מתבצע ערוצי חלבון וחלבונים נשאים.התפקיד שלהם הוא ברור - מולקולות תחבורה דרושה למקומות עם ריכוז נמוך של החלקים גבוהים.דוגמא טיפוסית היא התחבורה של חמצן ופחמן דו חמצני לאיברים ורקמות המוגלובין חלבון.הם גם ביצעו את המשלוח של תרכובות עם משקל מולקולרי נמוך דרך קרום התא פנימה.
7. פונקצית מבנה.אחד החשוב ביותר של אלה שמבצעים חלבון.המבנה של כל התאים ואברונים פפטידים מסופק.הם כמו המסגרת ולעצב את המבנה.יתר על כן, הם גם תומכים ולשנות אותו במידת צורך.לכן, לצמיחה ולהתפתחות של כל חלבוני יצורים החיים זקוקים בתזונה.פפטידים אלה כוללים אלסטין, טובולין, קולגן, אקטין, וקרטין אחר.
8. פונקצית קטליטי.שלה ביצוע אנזימים.רב ומגוונים, הם להאיץ את כל התגובות הכימיות וביוכימיים בגוף.ללא השתתפותם, תפוח רגיל בבטן יהיה מסוגל לעכל רק ליומיים, עשוי לכופף באותו הזמן.תחת הפעולה של catalase, peroxidases ואנזימים אחרים, תהליך זה לוקח שעות.באופן כללי, זה דרך תפקיד זה של אנאבוליזם חלבון והפירוק מתבצע, כלומר, חילוף החומרים הפלסטיק ואנרגיה.תפקיד המגן

ישנם מספר סוגים של איומים, שממנו החלבונים נועדו להגן על הגוף.

ראשית, מולקולות גז מגיב טראומטי התקפה הכימית של חומרים שונה של ספקטרום.פפטידים יכולים להצטרף איתם בתגובה כימית, תרגום לצורה מזיקה או פשוט נטרול.

שני, האיום הפיזי של פציעות - אם זמן חלבון פיברינוגן הוא לא הפך ליפין באתר של פציעה, הדם לא יתקרש, ולכן חסימה תתרחש.אז, להיפך, הוא צריך plasmin פפטיד מסוגל נשאב קריש ולשחזר פתיחות של כלי השיט.

שלישית, האיום של חסינות.המבנה וערך של החלבונים היוצרים את ההגנה החיסונית, הוא חיוני.נוגדנים, נוגדנים, אינטרפרונים - כולם מרכיבים החשובים ומשמעותיים של מערכת חיסון הלימפה ו.כל חלקיקים זרים, מולקולה זדונית של התאים המתים, או כל המבנה עוברים מחקר מיידי של מתחם פפטיד.זו הסיבה שאדם יכול לבד, ללא עזרה של תרופות כל יום כדי להגן על עצמם מפני זיהום ווירוסים פשוטים.מבנה חלבון תא

תכונות פיזיות הוא מאוד ספציפי ותלוי בתפקוד.אבל התכונות הפיזיות של פפטידים דומות ומופחתות למאפיינים הבאים.משקל

1. מולקולרי - עד 1,000,000 Daltons.
2. במערכות colloidal צורת תמיסה מימית.יש רוכש מבנה לחייב מסוגל משתנה בהתאם לחומציות.
3. כאשר נחשפו לתנאים קשים (קרינה, חומצה או אלקלי, טמפרטורה, וכו ') יכול לעבור לתצורות שכבות אחרות, דהיינו לפגל.תהליך זה הוא 90% בלתי הפיך.עם זאת, יש שינוי הפוך - renaturation.

אלה הם התכונות הבסיסיות של המאפיינים הפיזיים של פפטידים.