Protein: სტრუქტურა და ფუნქცია. თვისებები ცილების

როგორც ცნობილია, ცილები - საფუძველზე სიცოცხლის წარმოშობის ჩვენს პლანეტაზე. მისი თქმით, თეორია Oparin-HALDANE იყო coacervate წვეთი, რომელიც შედგება მოლეკულების პეპტიდები, ეს გახდა საფუძველი წარმოშობის საცხოვრებელი რამ. ეს უეჭველად, რადგან ანალიზი შიდა სტრუქტურა ნებისმიერი წევრი ბიომასის გვიჩვენებს, რომ ამ ნივთიერებების აქვს ყველაფერი: მცენარეები, ცხოველები, მიკროორგანიზმების, სოკოების, ვირუსების. და ისინი ძალიან მრავალფეროვანია ბუნებაში და მაღალმოლეკულური.

სახელები ამ ოთხი სტრუქტურები, ისინი სინონიმებია:

• ცილები;
• ცილები;
• პოლიპეპტიდებს;
• პეპტიდები.

ცილის მოლეკულების

მათი რიცხვი ნამდვილად შეუფასებელია. ამ შემთხვევაში, ყველა ცილის მოლეკულების შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ჯგუფად:

• Simple - შედგება მხოლოდ ამინომჟავის sequences შეუერთდა პეპტიდური ობლიგაციები;
• კომპლექსი - სტრუქტურა და სტრუქტურა ცილის ხასიათდება დამატებითი protolytic (პროთეზის) ჯგუფების, ასევე მოუწოდა cofactors.

ამ შემთხვევაში, რთული მოლეკულების ასევე აქვს საკუთარი კლასიფიკაციით.

Gradation კომპლექსი პეპტიდები

1. Glycoproteins - მჭიდროდ არის დაკავშირებული ცილის და ნახშირწყლების ნაერთები. სტრუქტურა მოლეკულა ნაქსოვი პროთეზის ჯგუფების mucopolysaccharides.
2. Lipoproteins - კომპლექსური ნაერთი ცილებისა და ლიპიდების.
3. Metalloproteins - როგორც პროთეზის ჯგუფის ლითონის იონების (რკინის, მანგანუმის, სპილენძის და სხვა).
4. Nucleoproteins - კავშირი ცილის და ნუკლეინის მჟავების (დნმ, რნმ).
5. Fosfoproteidy - conformation ცილის და ნარჩენების ფოსფორის მჟავა.
6. Chromoproteids - ძალიან ჰგავს metalloproteins, მაგრამ ელემენტს, რომელიც არის ნაწილი პროთეზის ჯგუფის ფერის კომპლექსი (წითელი - ჰემოგლობინის, მწვანე - ქლოროფილი, და ა.შ.).

თითოეული ჯგუფი განიხილეს სტრუქტურა და თვისებები ცილების განსხვავებულია. ფუნქციები, რომ ისინი ასრულებენ, და დამოკიდებულია ტიპის მოლეკულა.

ქიმიური სტრუქტურა ცილების

ამ თვალსაზრისით ცილები - ხანგრძლივი, მასიური ჯაჭვის ამინომჟავის ნარჩენები ერთმანეთთან კონკრეტული ობლიგაციები მოუწოდა პეპტიდი. მხრიდან სტრუქტურების მჟავების გამგზავრებას ფილიალი - რადიკალები. ეს სტრუქტურა მოლეკულა აღმოაჩინა E. Fischer დასაწყისში XXI საუკუნეში.

მოგვიანებით, ცილები, სტრუქტურა და ფუნქცია ცილების იქნა შესწავლილი უფრო დეტალურად. ცხადი გახდა, რომ ამინომჟავები წარმოადგენენ პეპტიდური სტრუქტურა, სულ 20, მაგრამ ისინი შეიძლება ამით იყოს შერწყმული სხვადასხვა გზები. აქედან გამომდინარე, მრავალფეროვნება პოლიპეპტიდური სტრუქტურებში. გარდა ამისა, ამ პროცესში ცხოვრების და მისი ფუნქციების ცილების შეუძლია გაიაროს მთელი რიგი ქიმიური გარდაქმნის. შედეგად, ისინი შეიცვლება სტრუქტურა, და არ არის სრულიად ახალი ტიპის კავშირი.

შესვენება პეპტიდი ბონდის, ანუ ჩაშლას ცილის სტრუქტურის ჯაჭვების უნდა შეირჩეს ძალიან მკაცრ პირობებში (მაღალი ტემპერატურა, მჟავა ან ტუტე კატალიზატორი). ეს არის იმის გამო, რომ მაღალი ძალა , რომ კოვალენტური ბმები წელს მოლეკულა, კერძოდ, პეპტიდური ჯგუფი.

გამოვლენის ცილის სტრუქტურის ლაბორატორიაში ხორციელდება გამოყენებით biuret რეაქცია - ეფექტი პოლიპეპტიდური ახლად დააჩქარა ჰიდროქსიდი, სპილენძის (II). კომპლექსი პეპტიდური ჯგუფი და სპილენძის იონების უზრუნველყოფს ნათელი იისფერი ფერის.

არსებობს ოთხი ძირითადი სტრუქტურული ორგანიზაცია, რომელთაგან თითოეული აქვს საკუთარი მახასიათებლები სტრუქტურა ცილები.

საფეხურები ორგანიზაცია: პირველადი სტრუქტურა

როგორც ზემოთ აღინიშნა, პეპტიდური - თანმიმდევრობა ამინომჟავის ნარჩენები ერთად ჩანართებით, co-ფერმენტების, ან მათ გარეშე. ასე უწოდებენ ამ პირველადი სტრუქტურა მოლეკულა, რომელიც არის ბუნებრივი, რა თქმა უნდა, ეს არის ნამდვილი ამინომჟავების შეუერთდა პეპტიდური ობლიგაციები, და სხვა არაფერი. რომ არის, პოლიპეპტიდური ხაზოვანი სტრუქტურა. ამ კონკრეტულ სტრუქტურა ცილების ამგვარი - რომ ეს კომბინაცია მჟავები აუცილებელია, რომ ფუნქციები ცილის მოლეკულა. მადლობა, რომ ეს თვისებები შესაძლებელია არა მხოლოდ იდენტიფიცირება პეპტიდი არამედ პროგნოზირება თვისებები და როლი სრულიად ახალი, ჯერ კიდევ გაშუქებისას. მაგალითები პეპტიდების მქონე ბუნებრივი პირველადი სტრუქტურა, - ინსულინი, pepsin, chymotrypsin, და სხვები.

საშუალო conformation

სტრუქტურა და თვისებები ცილების ამ კატეგორიაში განსხვავდება გარკვეულწილად. ასეთი სტრუქტურა შეიძლება ჩამოყალიბდეს თავდაპირველად ბუნების ან როდესაც ექვემდებარებიან პირველადი ჰიდროლიზის ხისტი, ტემპერატურის ან სხვა პირობები.

ეს conformation აქვს სამი სახეობის:

1. Smooth, რეგულარული, stereoregular coils აშენდეს ამინომჟავის ნარჩენები, რომ გადაუგრიხეს გარშემო ძირითადი დაკავშირებით ღერძი. მხოლოდ გაიმართა ერთად წყალბადის ობლიგაციები ხდება შორის ჟანგბადის ჯგუფის ერთ პეპტიდი და სხვა წყალბადის. სადაც სტრუქტურა არის სწორი იმის გამო, რომ მონაცვლეობით თანაბრად გამეორება ყოველ 4 დონეზე. ასეთი სტრუქტურა შეიძლება იყოს როგორც მარცხენა გადასცა და pravozakruchennoy. მაგრამ ყველაზე ცნობილი ცილები dextrorotatory იზომერი ჭარბობს. ასეთი conformation ეწოდება alpha-სტრუქტურებში.
2. შემადგენლობა და სტრუქტურა შემდეგ ტიპის ცილის განსხვავდება წინა ერთი, რომ წყალბადის ობლიგაციები არ წარმოიქმნება შორის გვერდით იდგა ერთ მხარეს დარჩენილი მოლეკულა შორის არსებითად მოიხსნება, სადაც საკმარისად დიდი მანძილი. ამ მიზეზით, მთელი სტრუქტურა უფრო ტალღოვანი, convoluted გველი პოლიპეპტიდური ჯაჭვების. არსებობს ერთი თვისება, რომელიც უნდა იყოს ცილა. სტრუქტურა ამინომჟავები ტოტები უნდა იყოს ისეთი, რომ გლიცინი და alanine, მაგალითად. ამ ტიპის საშუალო conformation ეწოდება beta ცხრილსა და მათი უნარი გამყარებაში ერთად თუ ფორმირების საერთო სტრუქტურა.
3. რომლებიც მესამე ტიპის ცილის სტრუქტურა, როგორც ბიოლოგიის ნიშნავს რთული raznorazbrosannye, უწესრიგო ფრაგმენტები, რომელსაც არ stereoregularity და შეუძლია შეცვალოს სტრუქტურა ზემოქმედების ქვეშ გარე პირობები.

მაგალითები ცილების, რომელსაც საშუალო სტრუქტურა ბუნებით, არ არის გამოვლენილი.

უმაღლესი განათლების

ეს არის საკმაოდ რთული conformation, რომელსაც სახელი "Globule". რა არის ცილა? სტრუქტურა იგი ეფუძნება საშუალო სტრუქტურა, მაგრამ დასძინა, ახალი ტიპის ურთიერთქმედება ატომებს ჯგუფები, და მთელი მოლეკულა folds, როგორიცაა, ხელმძღვანელობს, ასე რომ, ის ფაქტი, რომ ჰიდროფილური ჯგუფი მიემართება globules და hydrophobic - out.

ეს ხსნის ბრალდებით ცილის მოლეკულის წყლის კოლოიდური გადაწყვეტილებები. რა სახის ურთიერთობა არსებობს?

1. წყალბადის ობლიგაციები - უცვლელი რჩება შორის იგივე ნაწილები მეორადი სტრუქტურა.
2. Hydrophobic (ჰიდროფილური) ურთიერთქმედების - წარმოიქმნება, როდესაც დაიშალა წყალში პოლიპეპტიდური.
3. Ionic მოზიდვა - raznozaryazhennymi ჩამოყალიბდა ამინომჟავის ნარჩენები (რადიკალური) ჯგუფები.
4. კოვალენტური ურთიერთქმედების - შეიძლება ჩამოყალიბდეს შორის კონკრეტული მჟავე საიტები - cysteine მოლეკულებს, ან უფრო სწორად, მათი კუდები.

ამდენად, შემადგენლობა და სტრუქტურა ცილა, რომელსაც უმაღლესი სტრუქტურა შეიძლება შეფასდეს, როგორც შემოვიდა up globules პოლიპეპტიდური ჯაჭვების, ინარჩუნებს და სტაბილიზაციის მისი conformation გამო სხვადასხვა სახის ქიმიური ურთიერთქმედების. ასეთი მაგალითების პეპტიდები: fosfoglitseratkenaza, tRNA, ალფა-კერატინით, აბრეშუმის მოშორება, და სხვები.

მეოთხეული სტრუქტურა

ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე რთული საქართველოს globules, რომლებიც ცილები. სტრუქტურა და ფუნქცია ცილების ასეთი გეგმა არის ძალიან მრავალფეროვანი და კონკრეტული.

რა არის ეს conformation? ეს არის რამდენიმე (ზოგჯერ ათეულობით) დიდი და მცირე პოლიპეპტიდური ჯაჭვების, რომელიც წარმოიქმნება ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად. მაგრამ შემდეგ, იმის გამო, რომ იგივე ურთიერთქმედების, რომ ჩვენ არ განიხილება უმაღლესი სტრუქტურა ამ პეპტიდები ერთი და გადაჯაჭვულია. ამგვარად მიღებული რთული conformational globules, რომ შეიძლება შეიცავდეს რკინის ატომები, და ლიპიდური ჯგუფები, და ნახშირწყლების. ასეთი მაგალითების ცილა: დნმ-პოლიმერაზა, ცილის ჭურვი თამბაქოს ვირუსი, ჰემოგლობინი, და სხვები.

ყველა პეპტიდი სტრუქტურები ჩვენ განვიხილეთ აქვს საკუთარი მეთოდები საიდენტიფიკაციო ლაბორატორიაში, რომელიც ეფუძნება მიმდინარე გამოყენების შესაძლებლობები ქრომატოგრაფია, ცენტრიფუგირების, ელექტრონული და ოპტიკური მიკროსკოპიის და მაღალი კომპიუტერული ტექნოლოგიები.

ფუნქციები

სტრუქტურა და ფუნქცია ცილების მჭიდროდ კორელირებს ერთმანეთს. ანუ, თითოეული პეპტიდი როლს თამაშობს, რომელიც უნიკალურია და კონკრეტული. არიან ისეთებიც, რომლებიც შეუძლია შეასრულოს ცოცხალი უჯრედის, რამდენიმე მნიშვნელოვანი ოპერაციები. მაგრამ ეს შეიძლება შეაჯამა როგორც გამოხატოს ძირითადი ფუნქციები ცილის მოლეკულების ორგანოების ცოცხალი არსებები:

1. უზრუნველყოფს მოძრაობა. Celled ორგანიზმების ან ორგანელებში, ან გარკვეული ტიპის უჯრედები შეუძლია მოძრაობა, cuts, მოძრაობები. ეს ცილის არის გათვალისწინებული, ნაწილს მათი სტრუქტურა საავტომობილო აპარატურა: cilia, flagella, ციტოპლაზმური მემბრანის. თუ ვსაუბრობთ უუნარობა გადაადგილების საკნები, ცილა შეიძლება ხელი შეუწყოს მათი შემცირება (myosin კუნთების).
2. კვების ან სარეზერვო ფუნქცია. ეს არის დაგროვების ცილის მოლეკულების oocytes, ემბრიონების და მცენარეთა თესლი შემდგომი შევსების აკლია ნუტრიენტები. Upon გახლეჩის საქართველოს პეპტიდები აწარმოოს ამინომჟავებს და ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც აუცილებელია ნორმალურ განვითარებას ცოცხალი ორგანიზმები.
3. ენერგეტიკული ფუნქცია. გარდა ნახშირწყლები აიძულებს ორგანოს შეუძლია აწარმოოს და ცილები. იმ decay 1 გ პეპტიდური გაათავისუფლეს 17.6 კჯ სასარგებლო ენერგიის სახით adenosine triphosphate (ATP), რომელიც იხარჯება სასიცოცხლო პროცესებში.
4. Signal და მარეგულირებელი ფუნქცია. იგი შედგება განხორციელებაში ფრთხილი მონიტორინგი მიმდინარე პროცესებს და სიგნალების საკანში ქსოვილის, მათ ხელისუფლებას, უახლესი სისტემა, და ასე შემდეგ. ტიპიური მაგალითია ინსულინი, რომელიც მკაცრად ჩანაწერს ხმების სისხლში გლუკოზის.
5. რეცეპტორების ფუნქცია. ეს მიიღწევა შეცვლის conformation პეპტიდური ერთ მხარეს გარსის და მასში ჩაეგდო რესტრუქტურიზაცია. როცა ეს ხდება და სიგნალის გადაცემა და საჭირო ინფორმაცია. ყველაზე ამ ცილების ჩართული ციტოპლაზმური გარსის უჯრედები და განახორციელოს მკაცრი კონტროლი ყველა მასალა გავლის therethrough. ასევე პირთა ქიმიური და ფიზიკური ცვლილებები გარემოს.
6. ტრანსპორტი ფუნქცია პეპტიდები. იგი ხორციელდება ით ცილები და transporter ცილები. მათი როლი აშკარაა - ტრანსპორტირების სასურველია მოლეკულების საიტები დაბალი კონცენტრაციის მაღალი ნაწილები. ტიპიური მაგალითია ტრანსპორტის ჟანგბადის და ნახშირორჟანგის ორგანოებისა და ქსოვილების ცილის ჰემოგლობინი. მათ ასევე მიღწეული მიწოდების ნაერთების დაბალმოლეკულურ მეშვეობით გარსის საკანში.
7. სტრუქტურა ფუნქცია. ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ის, რომ ასრულებს ცილის. სტრუქტურა უჯრედები და მათი organelles არის გათვალისწინებული პეპტიდები. ისინი მსგავსი ჩარჩო განსაზღვრავს ფორმა და სტრუქტურა. გარდა ამისა, ისინი ასევე მხარდაჭერა, და ცვლილებები საჭიროების შემთხვევაში. აქედან გამომდინარე, ზრდისა და განვითარების ყველა ცოცხალი ორგანიზმების აუცილებელია ცილების დიეტა. ასეთი პეპტიდები მოიცავს ელასტინის, tubulin, კოლაგენის, სამოქმედო და სხვა keratin.
8. კატალიზური ფუნქცია. მისი შესრულება ფერმენტები. ბევრი და მრავალფეროვანი, მათ დააჩქაროს ყველა ქიმიური და ბიოქიმიური რეაქცია ორგანოს. მათი მონაწილეობის გარეშე, ჩვეულებრივი ვაშლის კუჭის შეძლებს დაიჯესტის მხოლოდ ორი დღის განმავლობაში, ეს არის გამორიცხული, წარმართონ ამავე დროს. ქვეშ ქმედება კატალაზა, peroxidase და სხვა ფერმენტები, ეს პროცესი ხდება ორი საათის განმავლობაში. ზოგადად, ეს არის დიდი მადლობა ამ როლს, ცილის anabolism და catabolism ხორციელდება, რომ არის, პლასტიკური და ენერგეტიკული ცვლის.

დამცავი როლი

არსებობს რამდენიმე სახის საფრთხეები, რომელიც ცილების განკუთვნილია დაიცვას ორგანო.

პირველ რიგში, ქიმიური თავდასხმის ტრავმატული რეაგენტები, გაზები, მოლეკულების, ნივთიერებების სხვადასხვა სპექტრის მოქმედების. პეპტიდები შეუძლიათ ჩაერთონ მათთან ქიმიური რეაქცია, კონვერტაცია უვნებელია სახით ან უბრალოდ ნეიტრალიზების.

მეორე, ფიზიკური საფრთხის ჭრილობა - თუ ცილის ფიბრინოგენის დროულად არ გადაკეთდა ფიბრინის ადგილზე დაზიანება, სისხლი არ curdle, და აქედან გამომდინარე ბლოკირების მოხდება. ამის შემდეგ, პირიქით, მას სჭირდება plasmin პეპტიდი შეუძლია sucked კოლტი და აღადგინოს გამავლობის გემის.

მესამე, საფრთხე იმუნიტეტი. სტრუქტურა და ღირებულება ცილა ქმნის იმუნური, ძალიან მნიშვნელოვანია. ანტისხეულები, იმუნოგლობულინები, interferons - ყველა მნიშვნელოვანი და მნიშვნელოვანი ელემენტები ლიმფური და იმუნური სისტემის. ნებისმიერი უცხო ნაწილაკების, მუქარის მოლეკულა, მკვდარი უჯრედები და ნაწილი მთელი სტრუქტურა ექვემდებარებიან დაუყოვნებლივ გამოძიების მიერ პეპტიდური ნაერთი. სწორედ ამიტომ, ადამიანს შეუძლია ფლობდეს, დახმარების გარეშე ნარკოტიკების ყოველდღე, რათა თავი დაეცვა ინფექციის და მარტივი ვირუსები.

ფიზიკური თვისებები

სტრუქტურა ცილის საკნებში არის ძალიან კონკრეტული და დამოკიდებულია ფუნქცია. მაგრამ ფიზიკური თვისებების პეპტიდები მსგავსი და შეიძლება შემცირდეს შემდეგი მახასიათებლები.

1. წონა მოლეკულების - to 1000000 დალტონს.
2. წყალხსნარში შექმნან კოლოიდური სისტემა. არსებობს სტრუქტურა იძენს დააკისროს შეუძლია დამოკიდებულია მჟავიანობა საშუალო.
3. როდესაც ექვემდებარება მკაცრ პირობებში (რადიაციული, მჟავა ან ტუტე, ტემპერატურა და ა.შ.) შეუძლიათ გადაადგილება სხვა დონეზე conformations, ანუ denature. ამ პროცესის 90% შემთხვევაში შეუქცევადია. თუმცა, არსებობს საპირისპირო ცვლა - renaturation.

ეს ძირითადი თვისებები ფიზიკური მახასიათებლები პეპტიდები.