Proteïene (polipeptiede, proteïene) is makromolekulêre stowwe, wat alfa-aminosure insluit wat deur 'n peptiedbinding verbind word. Die samestelling van proteïene in lewende organismes word deur die genetiese kode bepaal. As 'n reël gebruik die sintese 'n stel van 20 standaard aminosure.
Proteïenklassifikasie
Skeiding van proteïene word volgens verskillende kriteria uitgevoer:
- Die vorm van 'n molekule.
- Komposisie.
- Funksies.
Volgens die laaste maatstaf word proteïene geklassifiseer:
- Op struktureel.
- Voedsaam en spaarsaam.
- Vervoer.
- kontrakteurs.
Struktuurproteïene
Dit sluit elastien, kollageen, keratien, fibroien in. Strukturele polipeptiede is betrokke by die vorming van selmembrane. Hulle kan kanale skep of ander funksies daarin verrig.
Voedsame, bergingsproteïene
Die voedingstof polipeptied is kaseïen. As gevolg daarvan word die groeiende organisme van kalsium, fosfor enaminosure.
Reserweproteïene is sade van gekweekte plante, eierwit. Hulle word verteer tydens die ontwikkelingsfase van die embrio's. In die menslike liggaam, soos in diere, word proteïene nie in reserwe gestoor nie. Hulle moet gereeld saam met kos verkry word, anders is die ontwikkeling van distrofie waarskynlik.
Vervoer polipeptiede
Hemoglobien is 'n klassieke voorbeeld van sulke proteïene. Ander polipeptiede betrokke by die beweging van hormone, lipiede en ander stowwe word ook in die bloed aangetref.
Selmembrane bevat proteïene wat die vermoë het om ione, aminosure, glukose en ander verbindings oor die selmembraan te vervoer.
Sametrekbare proteïene
Die funksies van hierdie polipeptiede hou verband met die werk van spiervesels. Daarbenewens verskaf hulle die beweging van silia en flagella in protosoë. Sametrekbare proteïene voer die funksie uit om organelle binne die sel te vervoer. Weens hul teenwoordigheid word 'n verandering in sellulêre vorms verseker.
Voorbeelde van kontraktiele proteïene is miosien en aktien. Dit is die moeite werd om te sê dat hierdie polipeptiede nie net in die selle van spiervesels gevind word nie. Sametrekbare proteïene voer hul take in byna alle diereweefsels uit.
Kenmerke
'n Individuele polipeptied, tropomiosien, word in selle gevind. Die kontraktiele spierproteïen miosien is sy polimeer. Dit vorm 'n kompleks met aktien.
Saamtrekbare spierproteïene los nie in water op nie.
Kode van polipeptiedsintese
Dit word gereguleer deur skildklier ensteroïedhormone. Deur die sel binne te dring, bind hulle aan spesifieke reseptore. Die gevormde kompleks dring in die selkern binne en bind aan chromatien. Dit verhoog die tempo van polipeptiedsintese op geenvlak.
Aktiewe gene verskaf verhoogde sintese van sekere RNA. Dit verlaat die kern, gaan na die ribosome en aktiveer die sintese van nuwe strukturele of kontraktiele proteïene, ensieme of hormone. Dit is die anaboliese effek van gene.
Intussen is proteïensintese in selle 'n taamlik stadige proses. Dit vereis hoë energiekoste en plastiekmateriaal. Gevolglik is hormone nie in staat om metabolisme vinnig te beheer nie. Hulle sleuteltaak is om die groei, differensiasie en ontwikkeling van selle in die liggaam te reguleer.
Spiersametrekking
Dit is 'n uitstekende voorbeeld van die kontraktiele funksie van proteïene. In die loop van navorsing is gevind dat die basis van spiersametrekking 'n verandering in die fisiese eienskappe van die polipeptied is.
Die kontraktiele funksie word uitgevoer deur die aktomiosienproteïen, wat in wisselwerking met adenosientrifosforsuur inwerk. Hierdie verbinding gaan gepaard met sametrekking van miofibrille. So 'n interaksie kan buite die liggaam waargeneem word.
Byvoorbeeld, as geweek in water (geweekte) spiervesels, sonder prikkelbaarheid, blootgestel word aan 'n oplossing van adenosientrifosfaat, sal hul skerp sametrekking begin, soortgelyk aan die sametrekking van lewende spiere. Hierdie ervaring is van groot praktiese belang. Hy bewys die feit datspiersametrekking vereis 'n chemiese reaksie van kontraktiele proteïene met 'n energieryke stof.
Die werking van vitamien E
Aan die een kant is dit die belangrikste intrasellulêre antioksidant. Vitamien E beskerm vette en ander maklik geoksideerde verbindings teen oksidasie. Terselfdertyd tree dit op as 'n elektrondraer en neem dit deel aan redoksreaksies, wat geassosieer word met die berging van vrygestelde energie.
Vitamien E-tekort veroorsaak atrofie van spierweefsel: die inhoud van die kontraktiele proteïen miosien word skerp verminder, en dit word vervang deur kollageen, 'n inerte polipeptied.
Spesifisiteit van miosien
Dit word beskou as een van die belangrikste kontraktiele proteïene. Dit maak ongeveer 55% van die totale inhoud van polipeptiede in spierweefsel uit.
Filamente (dik filamente) van miofibrille word van miosien gemaak. Die molekule bevat 'n lang fibrillêre deel, wat 'n dubbelheliksstruktuur het, en koppe (globêre strukture). Miosien bevat 6 subeenhede: 2 swaar en 4 ligte kettings geleë in die bolvormige deel.
Die hooftaak van die fibrillêre streek is die vermoë om bondels miosienfilamente of dik protofibrille te vorm.
Op die koppe is die aktiewe plek van ATPase en die aktien-bindende sentrum. Dit verseker ATP-hidrolise en binding aan aktienfilamente.
variëteite
Subtipes van aktien en miosien is:
- Dynein van flagella en siliaprotosoë.
- Spektrien in eritrosietmembrane.
- Neurostenien van perisinaptiese membrane.
Bakteriese polipeptiede wat verantwoordelik is vir die beweging van verskeie stowwe in 'n konsentrasiegradiënt kan ook toegeskryf word aan die variëteite van aktien en miosien. Hierdie proses word ook chemotaxis genoem.
Die rol van adenosientrifosforsuur
As jy aktomiosienfilamente in 'n suuroplossing sit, voeg kalium- en magnesiumione by, jy kan sien dat hulle verkort is. In hierdie geval word die afbreek van ATP waargeneem. Hierdie verskynsel dui daarop dat die afbreek van adenosientrifosforsuur 'n sekere verband het met 'n verandering in die fisies-chemiese eienskappe van die kontraktiele proteïen en gevolglik met die werk van die spiere. Hierdie verskynsel is die eerste keer deur Szent-Gyorgyi en Engelhardt geïdentifiseer.
Die sintese en afbreek van ATP is noodsaaklik in die proses om chemiese energie in meganiese energie om te skakel. Tydens die afbreek van glikogeen, gepaard met die produksie van melksuur, soos in die defosforilering van adenosientrifosfor- en kreatienfosforsure, is die deelname van suurstof nie nodig nie. Dit verklaar die vermoë van 'n geïsoleerde spier om onder anaërobiese toestande te funksioneer.
Melksuur en produkte wat gevorm word tydens die afbreek van adenosientrifosforsuur- en kreatienfosforsure versamel in spiervesels wat moeg is wanneer in 'n anaërobiese omgewing gewerk word. As gevolg hiervan word die reserwes van stowwe uitgeput, tydens die splitsing daarvan word die nodige energie vrygestel. As 'n moeë spier in 'n omgewing geplaas word wat suurstof bevat, sal ditverteer dit. Sommige van die melksuur sal begin oksideer. As gevolg hiervan word water en koolstofdioksied gevorm. Die vrygestelde energie sal gebruik word vir die hersintese van kreatienfosforsuur, adenosientrifosforsure en glikogeen uit vervalprodukte. As gevolg hiervan sal die spier weer die vermoë om te werk verkry.
Skeletspier
Individuele eienskappe van polipeptiede kan slegs verklaar word deur die voorbeeld van hul funksies, dit wil sê hul bydrae tot komplekse aktiwiteite. Onder die min strukture waarvoor 'n korrelasie tussen proteïen en orgaanfunksie vasgestel is, verdien skeletspier spesiale aandag.
Haar sel word geaktiveer deur senuwee-impulse (membraangerigte seine). Molekulêr is sametrekking gebaseer op die siklus van kruisbrûe deur periodieke interaksies tussen aktien, miosien en Mg-ATP. Kalsiumbindende proteïene en Ca-ione dien as bemiddelaars tussen effektore en senuwee-seine.
Bemiddeling beperk die spoed van reaksie op "aan/af"-impulse en voorkom spontane sametrekkings. Terselfdertyd word sommige ossillasies (skommelinge) van die vliegwielspiervesels van gevleuelde insekte nie deur ione of soortgelyke lae-molekulêre verbindings beheer nie, maar direk deur kontraktiele proteïene. As gevolg hiervan is baie vinnige kontraksies moontlik, wat na aktivering op hul eie voortgaan.
Vloeibare kristal eienskappe van polipeptiede
Wanneer spiervesels verkort worddie tydperk van die rooster wat deur protofibrille gevorm word, verander. Wanneer 'n rooster van dun filamente 'n struktuur van dik elemente binnegaan, word die tetragonale simmetrie deur die seskantige een vervang. Hierdie verskynsel kan as 'n polimorfiese oorgang in 'n vloeibare kristalstelsel beskou word.
Kenmerke van meganochemiese prosesse
Hulle kom neer op die transformasie van chemiese energie in meganiese energie. ATP-ase-aktiwiteit van mitochondriale selmembrane is soortgelyk aan die werking van die josienstelsel van skeletspiere. Algemene kenmerke word ook opgemerk in hul meganochemiese eienskappe: hulle word verminder onder die invloed van ATP.
Gevolglik moet 'n kontraktiele proteïen in die mitochondriale membrane teenwoordig wees. En hy is regtig daar. Dit is vasgestel dat kontraktiele polipeptiede betrokke is by mitochondriale meganochemie. Dit het egter ook geblyk dat fosfatidielinositol (membraanlipied) ook 'n beduidende rol in die prosesse speel.
Ekstra
Die miosienproteïenmolekule dra nie net by tot die sametrekking van verskeie spiere nie, maar kan ook aan ander intrasellulêre prosesse deelneem. Dit gaan veral oor die beweging van organelle, die hegting van aktienfilamente aan membrane, die vorming en funksionering van die sitoskelet, ens. Byna altyd tree die molekule op een of ander manier in wisselwerking met aktien, wat die tweede sleutelkontraktiel is. proteïen.
Dit is bewys dat aktomiosien-molekules lengte kan verander onder die invloed van chemiese energie wat vrygestel word wanneer 'n fosforsuurresidu van ATP afgesny word. Met ander woorde, hierdie prosesveroorsaak spiersametrekking.
Die ATP-stelsel tree dus op as 'n soort akkumulator van chemiese energie. Soos nodig, verander dit direk in 'n meganiese een deur aktomiosien. Terselfdertyd is daar geen tussenstadium wat kenmerkend is van die prosesse van interaksie van ander elemente nie - die oorgang na termiese energie.
