Olb altumvielu veidi, to funkcijas un struktūra

2024 Autors: Angel Austin | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-02 17:52

Saskaņā ar Oparina-Haldāna teoriju dzīvība uz mūsu planētas radās no koacervāta piliena. Tā bija arī proteīna molekula. Tas ir, secinājums izriet, ka tieši šie ķīmiskie savienojumi ir visas mūsdienās pastāvošās dzīvības pamatā. Bet kas ir olb altumvielu struktūras? Kādu lomu tās spēlē organismā un cilvēku dzīvē mūsdienās? Kādi olb altumvielu veidi pastāv? Mēģināsim to izdomāt.

Proteīni: vispārējs jēdziens

No ķīmiskās struktūras viedokļa attiecīgās vielas molekula ir aminoskābju secība, kas savstarpēji savienotas ar peptīdu saitēm.

Katrai aminoskābei ir divas funkcionālās grupas:

• karbonskābe -COOH;
• aminogrupa -NH_2.

Tieši starp tām dažādās molekulās veidojas saite. Tādējādi peptīdu saitei ir forma -CO-NH. Olb altumvielu molekulā var būt simtiem vai tūkstošiem šādu grupu, tas būs atkarīgs no konkrētās vielas. Olb altumvielu veidi ir ļoti dažādi. Starp tiem ir tādas, kas satur organismam neaizstājamās aminoskābes, kas nozīmē, ka tās ir jāuzņem ar pārtiku. Ir šķirnes, kas veic svarīgas funkcijas šūnu membrānā untā citoplazma. Izdalīti arī bioloģiskie katalizatori – fermenti, kas arī ir olb altumvielu molekulas. Tos plaši izmanto cilvēka dzīvē, un ne tikai piedalās dzīvo būtņu bioķīmiskajos procesos.

Aplūkojamo savienojumu molekulmasa var svārstīties no vairākiem desmitiem līdz miljoniem. Galu galā monomēra vienību skaits lielā polipeptīdu ķēdē ir neierobežots un atkarīgs no konkrētas vielas veida. Pārbaudot jēlu vistas olu, var redzēt olb altumvielas tīrā veidā tā dabiskajā formā. Gaiši dzeltena, caurspīdīga, blīva koloidāla masa, kuras iekšpusē atrodas dzeltenums - tā ir vēlamā viela. To pašu var teikt par zema tauku satura biezpienu. Šis produkts ir arī gandrīz tīrs proteīns tā dabiskajā formā.

Tomēr ne visiem aplūkotajiem savienojumiem ir vienāda telpiskā struktūra. Kopumā izšķir četras molekulas organizācijas. Olb altumvielu struktūru veidi nosaka tā īpašības un norāda uz struktūras sarežģītību. Ir arī zināms, ka vairāk telpiski sapinušās molekulas tiek plaši apstrādātas cilvēkiem un dzīvniekiem.

Olb altumvielu struktūru veidi

Kopā tās ir četras. Apsveriet, kas ir katrs no tiem.

1. Primārais. Pārstāv parasto lineāro aminoskābju secību, kas savienotas ar peptīdu saitēm. Nav telpisku pagriezienu, nav spiralizācijas. Polipeptīdā iekļauto saišu skaits var sasniegt vairākus tūkstošus. Olb altumvielu veidi arlīdzīga struktūra - glicilalanīns, insulīns, histoni, elastīns un citi.
2. Vidējā. Tas sastāv no divām polipeptīdu ķēdēm, kas ir savītas spirāles veidā un orientētas viena pret otru ar izveidotiem pagriezieniem. Šajā gadījumā starp tām veidojas ūdeņraža saites, kas tās satur kopā. Tādā veidā veidojas viena proteīna molekula. Šāda veida proteīnu veidi ir šādi: lizocīms, pepsīns un citi.
3. Terciārā uzbūve. Tā ir blīvi iesaiņota un kompakti satīta sekundārā struktūra. Šeit papildus ūdeņraža saitēm parādās arī citi mijiedarbības veidi - tā ir van der Vāla mijiedarbība un elektrostatiskās pievilkšanās spēki, hidrofils-hidrofobs kontakts. Struktūru piemēri ir albumīns, fibroīns, zīda proteīns un citi.
4. Kvartārs. Sarežģītākā struktūra, kas ir vairākas polipeptīdu ķēdes, kas savītas spirālē, saritinātas bumbiņā un visas kopā apvienotas globulā. Piemēri, piemēram, insulīns, feritīns, hemoglobīns, kolagēns, ilustrē tieši šādu olb altumvielu konformāciju.

Ja detalizēti aplūkojam visas dotās molekulu struktūras no ķīmiskā viedokļa, tad analīze prasīs ilgu laiku. Patiešām, jo augstāka ir konfigurācija, jo sarežģītāka un sarežģītāka ir tās struktūra, jo vairāk mijiedarbības veidu tiek novērots molekulā.

Olb altumvielu molekulu denaturācija

Viena no svarīgākajām polipeptīdu ķīmiskajām īpašībām ir to spēja sadalīties noteiktu apstākļu vai ķīmisko vielu ietekmē. Tātad,piemēram, plaši izplatīti ir dažādi proteīna denaturācijas veidi. Kāds ir šis process? Tas sastāv no proteīna dabiskās struktūras iznīcināšanas. Tas ir, ja sākotnēji molekulai bija terciārā struktūra, tad pēc īpašu aģentu iedarbības tā sabruks. Tomēr aminoskābju atlikumu secība molekulā paliek nemainīga. Denaturētie proteīni ātri zaudē savas fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Kādi reaģenti var izraisīt konformācijas iznīcināšanas procesu? Tās ir vairākas.

1. Temperatūra. Sildot, pakāpeniski tiek iznīcināta molekulas ceturtā, terciārā, sekundārā struktūra. Vizuāli to var novērot, piemēram, cepot parastu vistas olu. Iegūtais "olb altumviela" ir albumīna polipeptīda primārā struktūra, kas bija neapstrādātā produktā.
2. Radiācija.
3. Iedarbība ar spēcīgiem ķīmiskiem līdzekļiem: skābēm, sārmiem, smago metālu sāļiem, šķīdinātājiem (piemēram, spirtiem, ēteriem, benzolu un citiem).

Šo procesu dažreiz sauc arī par molekulāro kausēšanu. Olb altumvielu denaturācijas veidi ir atkarīgi no aģenta, kura darbības rezultātā tā notika. Turklāt dažos gadījumos notiek apgriezts process. Tā ir renaturācija. Ne visi proteīni spēj atjaunot savu struktūru, bet ievērojama daļa no tiem var to izdarīt. Tātad Austrālijas un Amerikas ķīmiķi veica vārītas vistas olas renaturāciju, izmantojot dažus reaģentus un centrifugēšanas metodi.

Šis process ir svarīgs dzīviem organismiem polipeptīdu sintēzēribosomu ķēdes un rRNS šūnās.

Proteīna molekulas hidrolīze

Līdz ar denaturāciju proteīniem ir raksturīga vēl viena ķīmiska īpašība – hidrolīze. Tas ir arī dabiskās konformācijas iznīcināšana, bet ne primārajai struktūrai, bet gan atsevišķām aminoskābēm. Svarīga gremošanas sastāvdaļa ir olb altumvielu hidrolīze. Polipeptīdu hidrolīzes veidi ir šādi.

1. Ķīmiskā. Pamatojoties uz skābju vai sārmu darbību.
2. Bioloģisks vai fermentatīvs.

Tomēr procesa būtība paliek nemainīga un nav atkarīga no tā, kādi proteīnu hidrolīzes veidi notiek. Tā rezultātā veidojas aminoskābes, kuras tiek transportētas uz visām šūnām, orgāniem un audiem. To tālākā transformācija sastāv no dalības jaunu polipeptīdu sintēzē, jau to, kas ir nepieciešami konkrētam organismam.

Rūpniecībā olb altumvielu molekulu hidrolīzes procesu izmanto tikai, lai iegūtu pareizās aminoskābes.

Olb altumvielu funkcijas organismā

Dažāda veida olb altumvielas, ogļhidrāti, tauki ir vitāli svarīgas jebkuras šūnas normālai darbībai. Un tas nozīmē visu organismu kopumā. Tāpēc to loma lielā mērā ir saistīta ar lielo nozīmi un visuresamību dzīvās būtnēs. Var izdalīt vairākas galvenās polipeptīdu molekulu funkcijas.

1. Katalītiskais. To veic fermenti, kuriem ir olb altumvielu struktūra. Mēs par tiem runāsim vēlāk.
2. Strukturāls. Olb altumvielu veidi un tofunkcijas organismā pirmām kārtām ietekmē pašas šūnas uzbūvi, tās formu. Turklāt polipeptīdi, kas veic šo lomu, veido matus, nagus, gliemju čaulas un putnu spalvas. Tie ir arī noteikta armatūra šūnas ķermenī. Skrimšļus veido arī šāda veida olb altumvielas. Piemēri: tubulīns, keratīns, aktīns un citi.
3. Regulējošais. Šī funkcija izpaužas kā polipeptīdu līdzdalība tādos procesos kā: transkripcija, translācija, šūnu cikls, splicēšana, mRNS nolasīšana un citos. Visās no tām viņiem ir svarīga satiksmes regulētāja loma.
4. Signāls. Šo funkciju veic proteīni, kas atrodas uz šūnu membrānas. Tie pārraida dažādus signālus no vienas vienības uz otru, un tas noved pie komunikācijas starp audiem. Piemēri: citokīni, insulīns, augšanas faktori un citi.
5. Transports. Daži proteīnu veidi un to funkcijas, ko tie veic, ir vienkārši vitāli svarīgi. Tas notiek, piemēram, ar olb altumvielu hemoglobīnu. Tas transportē skābekli no šūnas uz šūnu asinīs. Cilvēkam viņš ir neaizstājams.
6. Rezerves vai rezerves kopija. Šādi polipeptīdi uzkrājas augos un dzīvnieku olās kā papildu uztura un enerģijas avots. Piemērs ir globulīni.
7. Motīvs. Ļoti svarīga funkcija, īpaši vienkāršākajiem organismiem un baktērijām. Galu galā viņi spēj pārvietoties tikai ar flagellas vai skropstu palīdzību. Un šīs organellas pēc savas būtības nav nekas vairāk kā olb altumvielas. Šādu polipeptīdu piemēri ir šādi: miozīns, aktīns, kinezīns un citi.

Ir acīmredzams, ka olb altumvielu funkcijas cilvēka organismā un citasdzīvās būtnes ir ļoti daudzas un svarīgas. Tas vēlreiz apstiprina, ka dzīvība uz mūsu planētas nav iespējama bez savienojumiem, kurus mēs apsveram.

Proteīnu aizsargfunkcija

Polipeptīdi var aizsargāt pret dažādām ietekmēm: ķīmiskām, fizikālām, bioloģiskām. Piemēram, ja ķermenim ir briesmas svešas dabas vīrusa vai baktēriju veidā, tad imūnglobulīni (antivielas) stājas cīņā ar tiem, pildot aizsardzības lomu.

Ja runājam par fiziskiem efektiem, tad šeit liela nozīme ir fibrīnam un fibrinogēnam, kas ir iesaistīti asinsrecē.

Pārtikas proteīni

Uztura olb altumvielu veidi ir šādi:

• pilnīgi - tie, kas satur visas organismam nepieciešamās aminoskābes;
• nepilnīgi - tie, kuros ir nepilnīgs aminoskābju sastāvs.

Tomēr abi ir svarīgi cilvēka organismam. Īpaši pirmā grupa. Katrai personai, īpaši intensīvas attīstības periodos (bērnībā un pusaudža gados) un pubertātes laikā, ir jāuztur nemainīgs olb altumvielu līmenis sevī. Galu galā mēs jau esam apsvēruši funkcijas, kuras veic šīs apbrīnojamās molekulas, un zinām, ka praktiski neviens process, neviena bioķīmiskā reakcija mūsos nevar iztikt bez polipeptīdu līdzdalības.

Tāpēc jums katru dienu ir jāuzņem ikdienas olb altumvielu daudzums, ko satur šādi produkti:

• ola;
• piens;
• biezpiens;
• gaļa un zivis;
• pupas;
• soja;
• pupas;
• zemesrieksti;
• kvieši;
• auzas;
• lēcas un citi.

Ja dienā patērē 0,6 g polipeptīda uz kg svara, tad šo savienojumu cilvēkam nekad netrūks. Ja organisms ilgstoši nesaņem nepieciešamās olb altumvielas, tad rodas slimība, kurai ir nosaukums aminoskābju bads. Tas noved pie smagiem vielmaiņas traucējumiem un līdz ar to arī daudzām citām slimībām.

Proteīni būrī

Visu dzīvo būtņu mazākajā struktūrvienībā - šūnās - atrodas arī olb altumvielas. Turklāt viņi tur veic gandrīz visas iepriekš minētās funkcijas. Pirmkārt, veidojas šūnas citoskelets, kas sastāv no mikrotubulām, mikrofilamentiem. Tas kalpo formas uzturēšanai, kā arī transportēšanai iekšā starp organellām. Dažādi joni un savienojumi pārvietojas pa proteīnu molekulām, piemēram, pa kanāliem vai sliedēm.

Svarīga loma ir arī proteīniem, kas iegremdēti membrānā un atrodas uz tās virsmas. Šeit viņi veic gan receptoru, gan signālu funkcijas, piedalās pašas membrānas būvē. Viņi stāv sardzē, kas nozīmē, ka viņiem ir aizsargājoša loma. Kādus olb altumvielu veidus šūnā var attiecināt uz šo grupu? Ir daudz piemēru, šeit ir daži.

1. Aktīns un miozīns.
2. Elastīns.
3. Keratīns.
4. Kolagēns.
5. Tubulīns.
6. Hemoglobīns.
7. Insulīns.
8. Transkobalamīns.
9. Transferrin.
10. Albumīns.

Ir vairāki simtidažādu veidu proteīni, kas nepārtraukti pārvietojas katrā šūnā.

Proteīnu veidi organismā

Tie, protams, ir ļoti dažādi. Ja mēģināt kaut kādā veidā sadalīt visus esošos proteīnus grupās, jūs varat iegūt kaut ko līdzīgu šai klasifikācijai.

1. Globulārie proteīni. Tie ir tie, kurus attēlo terciārā struktūra, tas ir, blīvi iesaiņota globula. Šādu struktūru piemēri ir: imūnglobulīni, ievērojama daļa enzīmu, daudzi hormoni.
2. Fibrilārie proteīni. Tie ir stingri sakārtoti pavedieni ar pareizu telpisko simetriju. Šajā grupā ietilpst proteīni ar primāro un sekundāro struktūru. Piemēram, keratīns, kolagēns, tropomiozīns, fibrinogēns.

Kopumā daudzas pazīmes var ņemt par pamatu olb altumvielu klasifikācijai organismā. Vēl neviena nav.

Enzīmi

Bioloģiskie proteīna dabas katalizatori, kas būtiski paātrina visus notiekošos bioķīmiskos procesus. Normāls metabolisms bez šiem savienojumiem ir vienkārši neiespējams. Visi sintēzes un sabrukšanas procesi, molekulu montāža un to replikācija, translācija un transkripcija un citi tiek veikti noteikta veida fermentu ietekmē. Šo molekulu piemēri ir:

• oksidoreduktāze;
• pārskaitījumi;
• katalāze;
• hidrolāzes;
• izomerāze;
• lyases un citi.

Šodien fermentus izmanto ikdienā. Tātad, mazgāšanas ražošanāPulveros bieži tiek izmantoti tā sauktie fermenti – tie ir bioloģiskie katalizatori. Tie uzlabo mazgāšanas kvalitāti, ievērojot noteikto temperatūras režīmu. Viegli saistās ar netīrumu daļiņām un noņem tās no audumu virsmas.

Tomēr proteīna rakstura dēļ fermenti nepanes pārāk karstu ūdeni vai sārmainu vai skābu zāļu tuvumu. Patiešām, šajā gadījumā notiks denaturācijas process.