Мономерите на протеините са какви вещества? Какво представляват протеиновите мономери?

Протеините са биологични полимери със сложна структура. Те имат високо молекулно тегло и се състоят от аминокиселини, протетични групи, представени от витамини, липидни и въглехидратни включвания. Протеините, които съдържат въглехидрати, витамини, метали или липиди, се наричат ​​сложни. Простите протеини се състоят само от аминокиселини, свързани заедно с пептидна връзка.

пептиди

Независимо от структурата на веществото, аминокиселините са мономери на протеините. Те образуват основна полипептидна верига, от която след това се образува фибриларна или глобуларна структура на протеина. при този протеин могат да бъдат синтезирани само в жива тъкан - в растителни, бактериални, гъбични, животински и други клетки.

Единствените организми, които не могат да комбинират протеиновите мономери, са вируси и протозои. Всички останали са способни да образуват структурни протеини. Но какви вещества са мономерите на протеините и как се образуват? За това и за него протеинова биосинтеза, за полипептиди и образуването на сложна протеинова структура, за аминокиселини и техните свойства, прочетете по-долу.

Единственият мономер на протеиновата молекула е всяка алфа-аминокиселина. В този случай, протеинът - полипептидна верига от свързани аминокиселини. В зависимост от броя на участващи в образуването му аминокиселини са изолирани дипептиди (два остатъка), трипептид (3), олигопептиди (съдържащи от 2-10 аминокиселини) и полипептиди (множество от аминокиселини).

Преглед на структурата на протеините

Протеиновата структура може да бъде първична, малко по-сложна - вторична, дори по-сложна - третична и най-сложна - кватернерна.

Първичната структура е проста верига, в която мономерите на протеините (аминокиселините) са свързани чрез пептидна връзка (СО-NH). Вторичната структура е алфа спирала или бета-фолио. Третият е още по-сложна триизмерна структура на протеина, който се образува от вторичния продукт поради образуването на ковалентни, йонни и водородни връзки, както и хидрофобни взаимодействия.

Кватернерната структура е най-сложната и е характерна за рецепторните протеини, разположени върху клетъчните мембрани. Това е супрамолекулна (домейна) структура, образувана чрез комбиниране на няколко молекули с третична структура, допълнена с въглехидратни, липидни или витаминови групи. В този случай, както в първичната, вторичната и третичната структура, протеиновите мономери са алфа-аминокиселини. Те също са свързани чрез пептидни връзки. Единствената разлика е сложността на структурата.

Аминокиселини

Единствените мономери на протеиновите молекули са алфа-аминокиселините. Те са само 20 и те са почти основата на живота. Поради появата на пептидна връзка, протеинов синтез стана възможно. Самият протеин след това започна да изпълнява структуриращи, рецепторни, ензимни, транспортни, медиаторни и други функции. Благодарение на това живият организъм функционира и може да се възпроизвежда.

Самата алфа-аминокиселина е органична карбоксилна киселина с амино група, свързана с алфа-въглероден атом. Последният е разположен до карбоксилната група. Мономерите на протеините се считат за органични вещества, в която крайният въглероден атом носи както амин, така и карбоксилна група.

Комбинацията от аминокиселини в пептидите и протеините

Аминокиселините се комбинират в димери, тримери и полимери чрез пептидна връзка. Той се образува чрез разцепване на хидроксилната (-ОН) група от карбоксилната част на една алфа-аминокиселина и водород (-Н) - от амино групата на другата алфа-аминокиселина. В резултат на взаимодействието водата се отделя и на карбоксилния край остава С = О регион с свободен електронен в близост до въглерода на карбоксилния остатък. В амино групата на другата киселина има остатък (NH) с свободен радикал при азотния атом. Това позволява два радикала да бъдат комбинирани, за да образуват връзка (CONH). Тя се нарича пептид.

Варианти на алфа-аминокиселини

Общо са известни 23 алфа-аминокиселини. Те са представени като списък: глицин, валин, аланин, изолевцин, левцин, глутамат, аспартат, орнитин, треонин, серин, лизин, цистин, цистеин, фенилаланин, метионин, тирозин, пролин, триптофан, хидроксипролин, аргинин, хистидин, аспарагин и глутамин. В зависимост от това дали те могат да бъдат синтезирани от човешкото тяло, тези аминокиселини са разделени в съществена и неесенциални.

Концепцията за взаимозаменяеми и незаменими аминокиселини

Сменяемото човешко тяло може да синтезира, докато незаменима трябва да идва само с храна. В този случай и важните и заместващи се киселини са важни за биосинтезата на протеините, защото без тях синтезата не може да бъде завършена. Без една аминокиселина, дори ако всички останали са налице, не е възможно да се изгради точно протеина, който клетката изисква, за да изпълнява функциите си.

Една грешка на всеки етап от биосинтеза - и протеинът вече е неподходящ, защото няма да може да се събере в желаната структура поради нарушаване на електронните плътности и междуатомични взаимодействия. Следователно, важно е човек (и други организми) да консумира протеинови продукти, в които има важни аминокиселини. Отсъствието им в храната води до редица нарушения на протеиновия метаболизъм.

Процес на образуване на пептидна връзка

Единствените мономери на протеините са алфа-аминокиселините. Те постепенно се комбинират в верига от полипептиди, чиято структура предварително се съхранява предварително генетичен код ДНК (или РНК, ако се има предвид бактериална биосинтеза). В този случай протеинът е строга последователност от аминокиселинни остатъци. Това е верига, подредена в специфична структура, която изпълнява предварително програмирана функция в клетката.

Стъпка на биосинтеза на протеини

Процесът на образуване на протеин се състои от поредица от етапи: репликация на ДНК (или РНК) синтез на информация тип РНК, то изход към цитоплазмата на клетъчното ядро, съединението с рибозомата и постепенно прикрепване на аминокиселинните остатъци, които се доставят трансфер РНК. Вещество, което е протеин мономер участва в реакцията на ензимно разцепване на хидроксилна група и водороден протон, и след това се присъединява към разтегливото polipetidnoy верига.

Така получен полипептидна верига, която е вече в клетъчната ендоплазмения ретикулум се подредени в определена предварително определена структура и допълнена въглехидрат или липидна част, когато е необходимо. Този процес се нарича "узряване" на протеина, след което той се изпраща на транспортната система на клетката до местоназначението.

Функции на синтезираните протеини

Мономерите на протеините са аминокиселините, необходими за изграждането на тяхната първична структура. Вторичната, терциерната и кватернерната структура вече се формира от само себе си, въпреки че понякога тя също изисква участие на ензими и други вещества. Те обаче вече не са основни, въпреки че е от съществено значение белтъците да изпълняват своята функция.

Аминокиселината, която е мономер на протеина, може да има връзки за въглехидрати, метали или витамини. Образуването на терциерна или кватернерна структура позволява да се намерят още повече места за подреждане на групите за интеркалация. Това прави възможно създаването от протеина на производно, което играе ролята на ензим, рецептор, носител на вещества в или извън клетката, имуноглобулин, структурен компонент на мембрана или клетъчен органел, мускулен протеин.

Протеините, образувани от аминокиселини, са единствената основа на живота. И днес се смята, че животът се е родил след появата на аминокиселината и нейната полимеризация. В крайна сметка, междумолекулното взаимодействие на протеините е началото на живота, включително рационалното. Всички други биохимични процеси, включително енергията, са необходими за осъществяването на биосинтезата на протеините и в резултат на това продължават живота.