Протеин с кватернерна структура: Характеристики на структурата и функционирането

Известният философ веднъж казал: "Животът е форма на съществуване на протеинови тела". И беше абсолютно прав, защото беше така тази органична материя е основата на повечето организми. Кватернерният протеин има най-сложната структура и уникални свойства. Той ще бъде посветен на нашата статия. Също така помислете структурата на протеина молекули.

Какво представлява органичната материя?

Голяма група органични вещества обединява една обща собственост. Те се състоят от няколко химически елемента. Те се наричат ​​органогенни. Те са водород, кислород, въглерод и азот. Те образуват органични вещества.

Друга обща характеристика е, че те са всички биополимери. Това са големи макромолекули. Те се състоят от голям брой повтарящи се части, които се наричат ​​мономери. За въглехидратите това са монозахариди, за липиди - глицерин и мастни киселини. Но ДНК и РНК се състоят от нуклеотиди.

Химическа структура на протеините

Мономерите на протеините са аминокиселини, всяка от които има своя собствена химическа структура. Основата на този мономер е въглероден атом, той образува четири връзки. Първият - с водороден атом. Вторият и третият, съответно, се образуват с амино и карбоксилна група. Те определят не само структурата на биополимерните молекули, но и техните свойства. Последната група в молекулата на аминокиселината се нарича радикал. Това е точно групата атоми, с която всички мономери са различни, което причинява огромно разнообразие от протеини и живи същества.

Структура на протеиновата молекула

Една от характеристиките на тези органични вещества е, че те могат да съществуват на различни нива на организацията. Това е първичната, вторичната, третичната, кватернерна структура на протеина. Всеки от тях има определени свойства и качества.

Първична структура

Тази структура на протеина е най-простата структура. Това е верига от аминокиселини, които са свързани чрез пептидни връзки. Те се образуват между амино и карбоксилните групи на съседните молекули.

Вторична структура

Когато една верига от аминокиселини се усуква в спирала, а вторична структура на протеина. Връзката в такава молекула се нарича водород и неговите атоми образуват същите елементи във функционалните групи на аминокиселините. В сравнение с пептида, те имат много по-малко сила, но са в състояние да запазят тази структура.

Третична структура

Но следващата структура е заплетена, в която е усукана спирала от аминокиселини. Тя се нарича глобус. Тя съществува поради връзките, които възникват между остатъците само на определена аминокиселина - цистеин. Те се наричат ​​дисулфиди. Тази структура се поддържа и от хидрофобни и електростатични връзки. Първите са резултат от привличането между аминокиселини във водна среда. При тези условия, техните хидрофобни остатъци практически "се прилепват", образувайки глобула. В допълнение, аминокиселинните радикали имат противоположни заряди, които се привличат един към друг. В резултат на това възникват допълнителни електростатични връзки.

Кватернерна структура на протеина

Кватернерната структура на протеина е най-сложната. Това е резултат от сливането на няколко глобула. Те могат да се различават по химическия състав и в характеристиките на пространствената организация. Ако протеинът на кватернерната структура се образува само от аминокиселинни остатъци, това е просто. Такива биополимери също се наричат ​​протеини. Но в случай, когато към тези молекули са прикрепени небелтъчни компоненти, се появяват протеини. Най-често това съединение от аминокиселини с въглехидрати, остатъци от нуклеинови и фосфорни киселини, липиди, отделни атоми на желязо и мед. Комплекси от протеини с естествени оцветители - пигменти - също са известни в природата. Такава структура от протеинови молекули е по-сложна.

Пространствената форма на кватернерната структура на протеина е от решаващо значение за неговите свойства. Учените открили, че филаментовите или фибриларни биополимери не се разтварят във вода. Те изпълняват важни функции за живите организми. Например, мускулни протеини актинът и миозина осигуряват движение, а кератинът е основата на човешката и животинската коса. Сферични или глобуларни протеини Кватернерната структура е силно разтворима във вода. Тяхната роля в природата е различна. Такива вещества са способни да транспортират газове като хемоглобин в кръвта, да разцепват храна като пепсин или да изпълняват защитна функция, като например антитела.

Протеинови свойства

Кватернерната структура, особено глобуларният протеин, може да промени структурата си. Този процес е под влияние на различни фактори. Най-често те са висока температура, концентрирани киселини или тежки метали.

Ако протеиновата молекула не се прокара до верига от аминокиселини, това свойство се нарича денатурация. Този процес е обратим. Тази структура може отново да образува глобули на молекули. Подобен обратен процес се нарича ренатурация. Ако молекулите на аминокиселините се отделят един от друг и разрушат пептидните връзки, настъпва унищожаване. Този процес е необратим. Такъв протеин не може да бъде възстановен. Унищожаването беше извършено от всеки от нас, когато пържени яйца.

По този начин, кватернерната структура на протеина е типът на връзката, която се образува в дадена молекула. Той е достатъчно силен, но под влияние на определени фактори той е способен да се разпадне.