Глобулиран протеин: структура, структура, свойства. Примери за глобули и фибриларни протеини

Голям брой органични вещества, които съставляват живата клетка се отличават с големия си молекулен размер и са биополимери. Те включват протеини, които варират от 50 до 80% от сухата маса на цялата клетка. Мономери на протеините

Форми на организация на макромолекули на полипептиди

Аминокиселинните остатъци се свързват последователно заедно със силни ковалентни връзки, наречени пептидни връзки. Те са доста силни и поддържат в стабилно състояние основната структура на протеина, който прилича на верига. Вторичната форма се появява, когато полипептидната верига се усуква в алфа спирала. Стабилизира се чрез допълнителни водородни връзки. Третичната или естествената конфигурация е от основно значение, тъй като повечето глобулирани протеини в живата клетка имат точно тази структура. Спиралата е опакована под формата на топка или глобус. Неговата стабилност се дължи не само на появата на нови водородни връзки, но и на образуването на дисулфидни мостове. Те възникват поради взаимодействието на серни атоми, които са част от аминокиселината цистеин. Не на последно място в образуването на третичната структура се играят хидрофилни и хидрофобни взаимодействия между групи от атоми вътре в пептидната структура. Ако глобуларният протеин се комбинира със същите молекули чрез не-протеинов компонент, възниква например метален йон, след това кватернерна конфигурация, най-високата форма на полипептидна организация.

Фибрилни протеини

Контрактилните, двигателните и сградните функции в клетката се осъществяват от протеини, чиито макромолекули изглеждат като фини нишки - фибрили. Полипептидите, които са част от влакната на кожата, косата, ноктите, се наричат ​​фибриларни видове. Най-известните от тях са колаген, кератин и еластин. Те не се разтварят във вода, но могат да се надуят в нея, като образуват лепкава и лепкава маса. Пептиди с линейна структура също са включени във влакната на шпиндела за делене, образуващи митотичния апарат на клетката. Те се прикрепят към хромозомите, свиват и ги разтягат до полюсите на клетката. Този процес се наблюдава при анафазата на митозата - разделяне на соматичните клетки на тялото, както и в редукционните и еволюционните етапи на разделянето на половите клетки - мейозата. За разлика от глобуларния протеин, фибрилите могат бързо да се разтеглят и да се свиват. Ресничките ресничести-обувки, или камшичета зелени еуглени зелени едноклетъчни водорасли - Chlamydomonas построени на фибрили и изпълняват функции за движение в най-простите организми. Намаляването на мускулните протеини - актинът и миозина, които са част от мускулната тъкан, причиняват различни движения на скелетните мускули и поддържането на мускулната структура на човешкото тяло.

Структура на глобуларните протеини

Пептиди - вектори на молекули от различни вещества, защитни протеини - имуноглобулини, хормони - неизчерпателен списък на протеини, чиято третична структура има формата на топка - на глобули. В кръвта има определени протеини, които имат на тяхна територия определени области - активни центрове. С тяхна помощ те разпознават и придават на себе си молекули на биологично активни вещества, продуцирани от жлези със смесена и вътрешна секреция. Чрез използване на глобуларни протеини и тироидни хормони половите жлези, надбъбречните жлези, тимус, хипофизни доставени до специфични клетки на човешкото тяло, снабдена със специфични рецептори за признаване.

Мембранни полипептиди

Течно-мозайката модел на структурата на клетъчните мембрани е най-добре адаптиран за изпълнението на важни функции: бариера, рецептор и транспорт. Протеини, съдържащи се в него се осъществява транспорт на йони и частици на някои вещества, като например глюкоза, аминокиселини и други. За изследване на свойствата на глобуларни протеини-носители може например натриево-калиев помпа. Той осъществява прехода на йони от клетката към междуклетъчното пространство и обратно. Натриевите йони непрекъснато се движат в средата на клетъчната цитоплазма и калиевите катиони излизат от клетката навън. Нарушаването на желаната концентрация на тези йони води до клетъчна смърт. За да се предотврати тази заплаха, специален протеин е вграден в клетъчната мембрана. Структурата на глобуларните протеини е такава, че те пренасят Na⁺ и К⁺ срещу градиент на концентрацията използвайки енергията на аденозин трифосфата.

Структура и функция на инсулина

Разтворими белтъчини сферична структура, разположена в третичната форма, изпълнява функциите на регулаторите на метаболизма в човешкото тяло. Произвежда се от бета клетки островите на Лангерханс инсулин контролира нивото на глюкозата в кръвта. Състои се от две полипептидни вериги (алфа- и бета-форми), свързани чрез няколко дисулфидни моста. Това са ковалентни връзки, които възникват между молекулите на съдържаща сяра аминокиселина-цистеин. Панкреатичният хормон основно се състои от подредена последователност от аминокиселинни връзки, организирани под формата на алфа спирала. Малка част от нея има формата бета структура и аминокиселинни остатъци без строго ориентиране в пространството.

хемоглобин

Класически пример за глобуларни пептиди е кръвният протеин, който определя червения цвят на кръвта - хемоглобин. Протеинът съдържа четири полипептидни сайта под формата на алфа и бета спирали, които се свързват с не-протеинов компонент - хема. Той се представя от железен йон, свързващ полипептидните вериги в едно потвърждение, отнасящо се до кватернерната форма. Кислородните частици (в тази форма се наричат ​​оксимемоглобин) се прикрепят към протеиновата молекула и след това се транспортират до клетките. Това осигурява нормален ход на дисимилационните процеси, тъй като за да се получи енергия, клетката окислява органичните вещества, които са влезли в нея.

Ролята на кръвния протеин в транспорта на газове

В допълнение към кислорода, хемоглобинът също така може да прикрепя въглероден диоксид. Въглеродният диоксид се образува като страничен продукт от реакциите на катаболните клетки и трябва да бъде отстранен от клетките. Ако въглеродният окис присъства във вдишания въздух, той може да образува силно съединение с хемоглобин. В този случай, токсичното вещество без цвят и мирис в процеса на дишане бързо прониква до клетките на тялото, причиняващо отравяне. Особено чувствителна към висока концентрация на въглероден окис е структурата на мозъка. Налице е парализа на дихателния център, разположен в медула oblongata, което води до смърт от задушаване.

В тази статия разгледахме структурата, структурата и свойствата на пептидите и също така дадохме примери за глобуларни протеини, които изпълняват редица важни функции в човешкото тяло.