Struktura in delovanje beljakovin

Beljakovine so zelo pomembne molekule, ki so nujne za vse žive organizme. Po suhi teži so beljakovine največja enota celic. Beljakovine so vključene v skoraj vse celične funkcije in za vsako vlogo je namenjena drugačna vrsta beljakovin, od nalog, ki segajo od splošne celične podpore do celične signalizacije in lokomocije. Skupno je sedem vrst beljakovin.

Beljakovine

Beljakovine se v telesu sintetizirajo po postopku, imenovanem

Amino kisline so gradniki vseh beljakovin, ne glede na njihovo delovanje. Beljakovine so navadno verige 20 amino kisline. Človeško telo lahko uporabi kombinacije teh 20 aminokislin, da ustvari vse potrebne beljakovine. Večina aminokislin sledi strukturni predlogi, v kateri je ogljik alfa vezan na naslednje oblike:

• Atom vodika (H)
• Karboksilna skupina (-COOH)
• Amino skupina (-NH2)
• "Spremenljiva" skupina

Med različnimi vrstami aminokislin je za variacije najbolj odgovorna "spremenljiva" skupina, saj imajo vse vodikove, karboksilne in aminokislinske vezi.

Aminokisline se povezujejo s sintezo dehidracije, dokler ne tvorijo peptidnih vezi. Ko so številne aminokisline povezane s temi vezmi, nastane polipeptidna veriga. Ena ali več verig polipeptida, zasukanih v tridimenzionalno obliko, tvori protein.

Struktura proteina je lahko kroglasta ali vlaknast odvisno od njegove posebne vloge (vsak protein je specializiran). Globularni proteini so na splošno kompaktni, topni in sferične oblike. Vlakne beljakovine so običajno podolgovate in netopne. Globularne in vlaknaste beljakovine lahko kažejo eno ali več vrst beljakovinskih struktur.

Obstajajo štiri strukturne ravni beljakovin: primarni, sekundarni, terciarni in kvaternarni. Te ravni določajo obliko in funkcijo proteina in se med seboj razlikujejo po stopnji zapletenosti v polipeptidni verigi. Primarna raven je najosnovnejša in najpomembnejša, medtem ko kvartarna raven opisuje prefinjeno vezanje.

Ena molekula beljakovin lahko vsebuje eno ali več teh ravni strukture beljakovin, struktura in zapletenost proteina pa določata njegovo delovanje. Na primer, kolagen ima super vijačno spiralno obliko, ki je dolga, stroga, močna in v obliki vrvi - kolagen je odličen za podporo. Po drugi strani je hemoglobin globularni protein, ki je zložen in kompakten. Njegova sferična oblika je uporabna za manevriranje skozi krvnih žil.

Obstaja skupno sedem različnih vrst beljakovin, pod katere sodijo vse beljakovine. Sem spadajo protitelesa, kontraktilni proteini, encimi, hormonski beljakovine, strukturni proteini, skladiščni proteini in transportni proteini.

Protitelesa so specializirani proteini, ki telo branijo pred antigeni ali tujimi vsiljivci. Njihova sposobnost potovanja skozi krvni obtok omogoča njihovo uporabo imunski sistem za prepoznavanje in obrambo pred bakterijami, virusi in drugimi tujimi vsiljivci v krvi. Eden od načinov protiteles proti učinku na antigene je z imobilizacijo, da jih lahko uniči bele krvničke.

Kontraktilne beljakovine so odgovorni za mišice krčenje in gibanje. Primeri teh proteinov vključujejo aktin in miozin. Evkarioti imajo običajno veliko aktina, ki nadzoruje krčenje mišic, pa tudi celično gibanje in procese delitve. Myosin pooblasti za naloge, ki jih opravlja aktin, tako da ga oskrbuje z energijo.

Encimi so beljakovine, ki olajšajo in pospešijo biokemične reakcije, zato jih pogosto imenujemo katalizatorji. Pomembni encimi vključujejo laktazo in pepsin, beljakovine, ki so znane po svoji vlogi pri prebavnih zdravstvenih razmerah in posebni dieti. Laktozno intoleranco povzroča pomanjkanje laktaze, encima, ki razgradi sladkorno laktozo v mleku. Pepsin je prebavni encim, ki deluje v želodcu, da razgradi beljakovine v hrani - pomanjkanje tega encima vodi v prebavo.

Drugi primeri prebavnih encimov so tisti prisotna v slini: amilaza v slini, kallikrein v slini in lingvalna lipaza opravljajo pomembne biološke funkcije. Slinavna amilaza je glavni encim, ki ga najdemo v slini in razgradi škrob v sladkor.

Hormonski proteini so glasbeni proteini, ki pomagajo pri usklajevanju določenih telesnih funkcij. Primeri vključujejo insulin, oksitocin in somatotropin.

Insulin uravnava presnovo glukoze z nadzorom koncentracij sladkorja v krvi v telesu, oksitocin spodbuja krčenja med porodom in somatotropin je rastni hormon, ki spodbuja proizvodnjo beljakovin v mišicah celice.

Strukturni proteini so vlaknati in ostri, zaradi česar je ta tvorba idealna za podporo različnih drugih beljakovin, kot so keratin, kolagen in elastin.

Keratini krepijo zaščitne prevleke, kot so koža, lasje, perje, perje, rogovi in ​​kljunovi. Kolagen in elastin zagotavljata podporo vezna tkiva kot kite in ligamenti.

Skladiščni proteini rezervirajte aminokisline za telo, dokler niso pripravljene za uporabo. Primeri beljakovin za shranjevanje vključujejo ovalbumin, ki ga najdemo v jajčnih beljakih, in kazein, beljakovine na mlečni osnovi. Ferritin je še en protein, ki hrani železo v transportnih beljakovinah, hemoglobinu.

Transportni proteini so proteinski prenašalci, ki molekule premikajo z enega kraja na drugega v telesu. Hemoglobin je eden od teh in je odgovoren za transport kisika skozi kri preko rdeče krvne celice. Citohromi, druga vrsta transportnih beljakovin, delujejo v elektronska transportna veriga kot proteini prenašalci elektronov.