Strukturen og funktionen af ​​proteiner

Proteiner er meget vigtige molekyler, der er essentielle for alle levende organismer. Efter tørvægt er proteiner den største enhed af celler. Proteiner er involveret i stort set alle cellefunktioner, og en anden type protein er afsat til hver rolle med opgaver, der spænder fra generel cellulær understøttelse til cellesignalering og bevægelse. I alt er der syv typer proteiner.

Proteiner

Proteiner syntetiseres i kroppen gennem en kaldet proces

Aminosyrer er byggestenene til alle proteiner, uanset deres funktion. Proteiner er typisk en kæde på 20 aminosyrer. Den menneskelige krop kan bruge kombinationer af disse samme 20 aminosyrer til at fremstille ethvert protein, det har brug for. De fleste aminosyrer følger en strukturel skabelon, hvor et alfa-carbon er bundet til følgende former:

• Et hydrogenatom (H)
• En carboxylgruppe (-COOH)
• En aminogruppe (-NH2)
• En "variabel" gruppe

På tværs af de forskellige typer aminosyrer er den "variable" gruppe mest ansvarlig for variation, da de alle har bindinger af hydrogen, carboxyl og aminogrupper.

Aminosyrer forbindes gennem dehydratiseringssyntese, indtil de danner peptidbindinger. Når et antal aminosyrer er bundet sammen af ​​disse bindinger, dannes en polypeptidkæde. En eller flere polypeptidkæder, der er snoet til en 3D-form, danner et protein.

Strukturen af ​​et protein kan være globulære eller fiberholdigt afhængigt af dets særlige rolle (hvert protein er specialiseret). Globulære proteiner er generelt kompakte, opløselige og kugleformede. Fiberholdige proteiner er typisk langstrakte og uopløselige. Globulære og fibrøse proteiner kan udvise en eller flere typer proteinstrukturer.

Der er fire strukturelle niveauer af protein: primær, sekundær, tertiær og kvartær. Disse niveauer bestemmer formen og funktionen af ​​et protein og skelnes fra hinanden ved graden af ​​kompleksitet i en polypeptidkæde. Det primære niveau er det mest basale og rudimentære, mens det kvartære niveau beskriver sofistikeret binding.

Et enkelt proteinmolekyle kan indeholde et eller flere af disse proteinstrukturniveauer, og strukturen og indviklingen af ​​et protein bestemmer dets funktion. Kollagen har for eksempel en super-spiralformet spiralform, der er lang, streng, stærk og reblignende - kollagen er fantastisk til at yde støtte. Hemoglobin er på den anden side et kugleformet protein, der er foldet og kompakt. Dens sfæriske form er nyttig til manøvrering gennem blodårer.

Der er i alt syv forskellige proteintyper, under hvilke alle proteiner falder. Disse inkluderer antistoffer, kontraktile proteiner, enzymer, hormonproteiner, strukturelle proteiner, opbevaringsproteiner og transportproteiner.

Antistoffer er specialiserede proteiner, der forsvarer kroppen mod antigener eller udenlandske indtrængende. Deres evne til at rejse gennem blodbanen gør det muligt for dem at blive brugt af immunsystem at identificere og forsvare mod bakterier, vira og andre udenlandske indtrængende blod. Én måde antistoffer modvirker antigener er ved at immobilisere dem, så de kan blive ødelagt af hvide blodceller.

Kontraktile proteiner er ansvarlige for muskel sammentrækning og bevægelse. Eksempler på disse proteiner inkluderer actin og myosin. Eukaryoter har en tendens til at have rigelige mængder af actin, der kontrollerer muskelkontraktion såvel som cellulær bevægelse og opdelingsprocesser. Myosin kræver de opgaver, der udføres af actin, ved at forsyne det med energi.

Enzymer er proteiner, der letter og fremskynder biokemiske reaktioner, hvorfor de ofte omtales som katalysatorer. Bemærkelsesværdige enzymer inkluderer lactase og pepsin, proteiner, der er kendt for deres roller i fordøjelsesmedicinske tilstande og specialdieter. Laktoseintolerance er forårsaget af en laktasemangel, et enzym, der nedbryder den sukkerlactose, der findes i mælken. Pepsin er et fordøjelsesenzym, der fungerer i maven til at nedbryde proteiner i fødevarer - en mangel på dette enzym fører til fordøjelsesbesvær.

Andre eksempler på fordøjelsesenzymer er dem til stede i spyt: spytamylase, spytkallikrein og lingual lipase udfører alle vigtige biologiske funktioner. Spytamylase er det primære enzym, der findes i spyt, og det nedbryder stivelse til sukker.

Hormonelle proteiner er messenger-proteiner, der hjælper med at koordinere visse kropslige funktioner. Eksempler inkluderer insulin, oxytocin og somatotropin.

Insulin regulerer glukosemetabolismen ved at kontrollere blodsukkerkoncentrationerne i kroppen, stimulerer oxytocin sammentrækninger under fødsel, og somatotropin er et væksthormon, der inciterer proteinproduktion i muskler celler.

Strukturelle proteiner er fibrøse og stringede, hvilket gør dem ideelle til at understøtte forskellige andre proteiner, såsom keratin, kollagen og elastin.

Keratiner styrker beskyttelsesovertræk som f.eks hud, hår, fjedre, fjer, horn og næb. Kollagen og elastin yder støtte til bindevæv som sener og ledbånd.

Opbevaring proteiner reserver aminosyrer til kroppen, indtil den er klar til brug. Eksempler på opbevaringsproteiner inkluderer ovalbumin, som findes i æggehvider, og casein, et mælkebaseret protein. Ferritin er et andet protein, der lagrer jern i transportproteinet, hemoglobin.

Transport proteiner er bærerproteiner, der flytter molekyler fra et sted til et andet i kroppen. Hemoglobin er en af ​​disse og er ansvarlig for at transportere ilt gennem blodet via røde blodlegemer. Cytokromer, en anden type transportprotein, fungerer i elektrontransportkæde som elektronbæreproteiner.