Proteini: biološku ulogu. Biološka uloga proteina u organizmu

Proteini, će se raspravljati o biološkoj ulozi koja je danas - izgrađena od visoko-molekularne spojeve aminokiselina. Među svim drugim organski spojevi, oni su među najviše kompleks u njihovoj strukturi. Elementarnom sastavu proteini se razlikuju od masti i ugljikohidrata: pored kisika, vodika i ugljen sadrže i dušik. Pored toga, neizostavni dio najvažnijih proteina je sumpor, a neki sadrže jod, željezo i fosfor.

Biološka uloga proteina je vrlo visoka. To je ove veze čine veliki dio mase protoplazme, i jezgra živih ćelija. Sav životinjski i biljni organizmi su proteini.

Jedan ili više funkcija

Biološke uloge i funkcije istih različitih jedinjenja su različiti. Kao tvar koja ima posebno hemijske strukture, svaki protein obavlja visoko specijalizirane funkcije. Samo u nekim slučajevima to može obavljati nekoliko međusobno povezanih. Na primjer, epinefrin, koji se proizvodi u nadbubrežnim meduli, ulazi u krv, povećava krvni pritisak i potrošnju kisika, šećer u krvi. Osim toga, to je stimulans za metabolizam, dok je hladnokrvne životinje - i posrednika nervnog sistema. Kao što možete vidjeti, to obavlja mnoge funkcije odjednom.

The (katalitički) funkcija enzimskih

Višestruki biohemijske reakcije javljaju u živim organizmima, obavljaju se pod blagim uvjetima, pod kojima je temperatura blizu 40 ° C, a pH gotovo neutralan. Pod ovim uvjetima, zanemariv stopa nastanka mnogih od njih. Stoga, da bi se shvatili, moramo enzimi - specifični biološki katalizatori. Gotovo sve reakcije, osim fotolizi vode u živim organizmima katalisana enzima to. Ovi elementi su ili proteina ili proteina kompleksa sa kofaktor (organska molekula ili jona metala). Enzimi su vrlo selektivni izazvalo neophodan proces. Dakle, katalitičkog funkciju, već rečeno, - jedan od onih koje nose proteine. Biološka uloga ovih spojeva, međutim, njegova primjena nije ograničena. Postoje mnoge druge osobine koje će biti riječi u nastavku.

transportne funkcije

Za postojanje ćelija zahtijeva da mnoštvo supstanci u unutrašnjosti to, što mu daju energiju i građevinskog materijala. Sve biološke membrane su izgrađeni na zajedničkom principu. Ovaj dvostruki sloj lipida, proteina je isporučeno u njemu. U isto vrijeme fokusirati hidrofilne makromolekule lokaliteta na površini membrane i debljine njihove - hidrofobnih "repova". Ova struktura je otporan na važne komponente: aminokiseline, šećeri, alkalni metal jona. Prodiranje tih elemenata u ćelije se odvija putem transportnih proteina su ugrađeni u stanične membrane. U bakterije, na primjer, postoji poseban protein koji omogućava transfer laktozu (mliječni šećer) kroz vanjski membranu.

U višećelijskih organizama, postoji sistem transporta različitih tvari iz jednog organa na drugi. Govorimo prvenstveno o hemoglobina (na slici gore). U krvnoj plazmi, osim toga, on je stalno serum albumin (transportni protein). Ona ima sposobnost da formira stabilnu kompleksa formiran sa probavu masti masnih kiselina, kao i sa brojnim hidrofobnih aminokiselina (npr triptofan) i mnogi lijekovi (neki penicilini, sulfonamidi, aspirin). Transferin, koji predviđa transport u tijelu iona željeza, je još jedan primjer. Može se navesti i tseruplazmin koji prevozi bakar jona. Dakle, nismo gledali funkcije transporta koji obavljaju proteine. njihovu biološku ulogu i sa ove tačke gledišta je izuzetno važno.

funkcija receptora

Protein receptori su od velikog značaja, a posebno za održivost višećelijskih organizama. Oni su integrirani u plazma stanične membrane i služe da se shvati i dalje transformacije signala koji ulaze u ćeliju. U ovom slučaju signali mogu biti ili iz drugih ćelija i okolinu. Acetilkolin receptora u ovom trenutku najviše proučavao. Oni se nalaze u brojnim interneuron kontakte na stanične membrane, uključujući i one na neuromuskularne veze u moždanoj kori. Ovi proteini interakciju sa acetilkolin i prenosi signal unutar ćelije.

Neurotransmiter za prijem signala i pretvaranje mora se ukloniti kako bi se pripremila ćeliji bio u stanju da vide dalje signale. Za tu svrhu, acetilkolinesteraze - specijalni enzim, koji je katalizator za hidrolizu acetilkolina na holina i acetat. Nije je izuzetno važno i receptora funkcija koje obavlja proteina? Biološka uloga od sljedećeg, zaštitnu funkciju za tijelo je ogromna. Uz to jednostavno ne mogu da se dogovore.

zaštitnu funkciju

imuni sistem tijela odgovara na pojavu generacije stranih čestica velikog broja limfocita. Oni su u stanju od oštećenja elemenata selektivno. Ove strane čestice mogu biti ćelije raka, patogene bakterije supramolekulskih čestica (makromolekule, virusa, itd.) B limfociti - grupa limfocita, koja proizvodi posebni proteini. Ovi proteini se razlikuju u krvotok. Oni prepoznaju stranih čestica, čime se formira korak uništavanje visoko specifičan kompleks. Ovi proteini se nazivaju imunoglobulina. A antigene iz strane supstance koje aktiviraju imunološki odgovor sistema.

struktura funkcija

Također proteine koji obavljaju visoko specijalizirane funkcije i onih u kojima je vrijednost uglavnom strukturne. Zahvaljujući njima, pod uslovom da mehaničku čvrstoću i drugim svojstvima tkiva živih organizama. Ovi proteini uključuju, prvenstveno kolagena. Kolagena (foto cm. Ispod) u sisara je oko četvrtine proteina mase. Sintetizira se u glavnom ćelije koje čine vezivno tkivo (tzv fibroblaste).

U početku, kolagen se formira kao Procollagen - njen prethodnik teče hemijski tretman u fibroblaste. Onda se formira u tri polipeptidni lanci, uvijeni u spiralu. Oni su došli zajedno iz fibroblasta u kolagena vlakna od nekoliko stotina nanometara u promjeru. Potonji čine kolagena vlakna, koja se već može vidjeti pod mikroskopom. Elastični tkiva (pluća zidovi, krvnih sudova u koži) ekstracelularnog matriksa kolagen Osim toga, sadrži i proteine elastina. To može razvući u prilično širokom rasponu, a zatim se vratiti u prvobitno stanje. Drugi primjer je strukturni protein koji može dati ovdje - je svila fibroin. To je izolovan u toku formiranja pupa moljca gusjenica. To je glavna komponenta od svile nit. Mi smo sada opisati motor proteina.

motor protein

I u realizaciji motornih obrađuje velike biološku ulogu proteina. Ukratko reći o tome i njihove funkcije. Mišićne kontrakcije - je proces u kojem se pretvara u mehanički rad hemijsku energiju. Direktni njegovi članovi su dva proteina - miozin i aktin. Miozin ima vrlo neobične strukture. Ona je formirana od dva loptastog glave i repa (dugo vlaknastim dio). Oko 1600 nm je dužina jednog molekula. Na glavu frakcija time što čini oko 200 nm.

Aktin (na slici gore) - što je loptastog protein koji ima molekularnu težinu od 42000. To može biti polimerizovani da formiraju duge strukturu, i interakciju na takav način sa glavom miozin. Važna karakteristika ovog procesa - zavisnost prisutnosti ATP-a. Ako je njegova koncentracija je dovoljno visok, formirana miozin i aktin kompleks je uništen, a zatim se ponovo oporavila nakon hidrolize ATP nastaje kao rezultat miozin ATPaze. Ovaj proces može se uočiti, na primjer, u otopini, pri čemu su prisutni i proteina. To postaje viskozna kao rezultat činjenice da visoke molekularne težine kompleks formiran u odsustvu ATP-a. Pored toga, znatno smanjuje viskoznost zbog uništenja kompleksa stvorio, nakon čega se postepeno počinje da se oporavlja kao rezultat hidrolize ATP. U procesu kontrakcije mišića, te interakcije igraju vrlo važnu ulogu.

antibiotici

Nastavljamo da otkrije temu "biološku ulogu proteina u organizmu." Vrlo velika i vrlo važna grupa prirodnih spojeva su supstance nazivaju antibiotike. Oni su mikrobiološke porijekla. Ove supstance se posebna vrsta mikroorganizama. Biološka uloga aminokiselina i proteina je neosporna, ali antibiotici imaju poseban, vrlo važnu funkciju. Oni sprečavaju rast mikroorganizama koji se natječu s njima. U 1940-ih, otkriće i upotreba antibiotika je revoluciju u liječenju infektivnih bolesti uzrokovanih bakterijama. Treba napomenuti da je u većini slučajeva virusa antibiotici ne deluju, tako da ih koriste kao antivirusni lijekovi neefikasan.

primjeri antibiotika

penicilin grupa je prvi put u praksi. Primjeri ove grupe je ampicilin i benzilpenicilin. Antibiotici na mehanizam djelovanja i kemijske prirode raznolik. Neki od onih koje su u širokoj upotrebi danas, u interakciji s ljudskim ribozome, dok je u bakterijske ribozome inhibira sintezu proteina. U isto vrijeme oni ne interakciju sa eukariotskih ribozome. Stoga, za bakterijske ćelije su pogubne, i životinja i niske toksičnosti ljudi. Takvi antibiotici uključuju streptomicin i kloramfenikol (chloramphenicol).

Biološka uloga sintezu proteina je vrlo važno, ali sam proces ima nekoliko faza. Mi ćemo govoriti o tome samo uopšteno.

Proces i biološku ulogu proteina biosinteze

Ovaj proces je višestepene, vrlo složena. To se događa u ribozomi - specifične organele. U kavezu je skup ribozome. E. coli, na primjer, ima oko 20 hiljada.

"Opišite proces biosinteze proteina i biološku ulogu" - zadatak mnogi od nas dobiti u školi. I to izazvalo mnoge poteškoće. Pa, hajde da otkrijemo zajedno.

Proteinskih molekula su polipeptidnih lanaca. Oni se sastoje, kao što već znate, od pojedinačnih aminokiselina. Međutim, drugi nisu dovoljno aktivni. Kako bi se povezali i formiraju proteina, oni zahtijevaju aktivaciju. To se javlja kao rezultat specifičnih enzima. Svaka aminokiselina u ovom slučaju ima svoju enzima, posebno podešene upravo to. Izvor energije za ovaj proces je ATP (adenozin trifosfat). Amino kiseline rezultat aktivacije postaje labilna i vezuje pod djelovanjem enzima sa m-RNK, što ga nosi u ribozomu (zbog ovog RNK zove transport). Ribozomu, dakle, djeluje povezano s tRNA uskoro aminokiselina. Ribozom - neka vrsta traka za montažu dolaznog aminokiselina u lancu proteina.

Sinteza je uloga proteina je teško precijeniti, kao sintetiziran jedinjenja obavljaju vrlo važne funkcije. Gotovo svi ćelijske strukture sastoje od njih.

Tako smo opisali u opštem smislu, proces biosinteze proteina i biološku ulogu. Ovo zaključuje poznavanje proteina. Nadamo se da imate želju da nastavi.