Структурата и функцията на протеините

Протеини са много важни молекули, които са от съществено значение за всички живи организми. По сухо тегло протеините са най-голямата единица клетки. Протеините участват в почти всички клетъчни функции и различен вид протеин е посветен на всяка роля, като задачите варират от обща клетъчна поддръжка до клетъчна сигнализация и локомоция. Общо има седем вида протеини.

Протеини

Протеините се синтезират в тялото чрез процес, наречен

Аминокиселини са градивните елементи на всички протеини, независимо от тяхната функция. Протеините обикновено са верига от 20 аминокиселини. Човешкото тяло може да използва комбинации от същите тези 20 аминокиселини, за да направи всеки протеин, от който се нуждае. Повечето аминокиселини следват структурен шаблон, в който алфа въглеродът е свързан към следните форми:

• Водороден атом (H)
• Карбоксилна група (-COOH)
• Амино група (-NH2)
• "Променлива" група

В различните видове аминокиселини "променливата" група е най-отговорна за вариациите, тъй като всички те имат водородни, карбоксилни групи и аминогрупни връзки.

Аминокиселините се съединяват чрез синтез на дехидратация, докато образуват пептидни връзки. Когато редица аминокиселини са свързани заедно от тези връзки, се образува полипептидна верига. Една или повече полипептидни вериги, усукани в 3-D форма, образуват протеин.

Структурата на един протеин може да бъде кълбовиден или влакнест в зависимост от конкретната му роля (всеки протеин е специализиран). Кълбовидните протеини обикновено са компактни, разтворими и сферични по форма. Влакнестите протеини обикновено са удължени и неразтворими. Кълбовидните и фиброзните протеини могат да проявяват един или повече видове протеинови структури.

Има четири структурни нива на протеин: първичен, вторичен, третичен и четвъртичен. Тези нива определят формата и функцията на протеин и се отличават едно от друго по степента на сложност в полипептидна верига. Първичното ниво е най-основното и рудиментарно, докато кватернерното ниво описва сложно свързване.

Единична протеинова молекула може да съдържа едно или повече от тези нива на протеиновата структура, а структурата и сложността на протеин определят неговата функция. Колагенът например има супер навита спирална форма, която е дълга, жилава, силна и подобна на въже - колагенът е чудесен за осигуряване на подкрепа. Хемоглобинът, от друга страна, е глобуларен протеин, който е сгънат и компактен. Сферичната му форма е полезна за маневриране кръвоносни съдове.

Има общо седем различни вида протеини, под които попадат всички протеини. Те включват антитела, контрактилни протеини, ензими, хормонални протеини, структурни протеини, съхранение на протеини и транспортни протеини.

Антитела са специализирани протеини, които защитават тялото от антигени или чужди нашественици. Способността им да пътуват през кръвта позволява да бъдат използвани от имунна система за идентифициране и защита от бактерии, вируси и други чужди натрапници в кръвта. Един от начините антителата противодействат на антигените е чрез обездвижването им, така че да могат да бъдат унищожени от бели кръвни телца.

Контрактилни протеини са отговорни за мускул свиване и движение. Примерите за тези протеини включват актин и миозин. Еукариотите са склонни да притежават обилно количество актин, който контролира свиването на мускулите, както и процесите на клетъчно движение и разделяне. Миозинът захранва задачите, изпълнявани от актина, като го доставя с енергия.

Ензимите са протеини, които улесняват и ускоряват биохимичните реакции, поради което често се наричат ​​катализатори. Забележимите ензими включват лактаза и пепсин, протеини, които са познати за ролята си при храносмилателни медицински състояния и специални диети. Лактозната непоносимост се причинява от дефицит на лактаза, ензим, който разгражда захарната лактоза, която се намира в млякото. Пепсинът е храносмилателен ензим, който работи в стомаха, за да разгражда протеините в храната - недостигът на този ензим води до лошо храносмилане.

Други примери за храносмилателни ензими са тези присъства в слюнка: слюнната амилаза, слюнченият каликреин и лингвалната липаза изпълняват важни биологични функции. Слюнената амилаза е основният ензим, който се намира в слюнката и той разгражда нишестето до захарта.

Хормонални протеини са белтъчни пратеници, които помагат за координиране на определени телесни функции. Примерите включват инсулин, окситоцин и соматотропин.

Инсулинът регулира глюкозния метаболизъм, като контролира концентрациите на кръвната захар в тялото, окситоцинът стимулира контракции по време на раждане, а соматотропинът е хормон на растежа, който подтиква производството на протеин в мускулите клетки.

Структурни протеини са влакнести и жилави, тази формация ги прави идеални за поддържане на различни други протеини като кератин, колаген и еластин.

Кератините укрепват защитните покрития като кожа, коса, пера, пера, рога и човки. Колагенът и еластинът осигуряват подкрепа на съединителни тъкани като сухожилия и връзки.

Съхраняващи протеини резервирайте аминокиселините за тялото до готовност за употреба. Примерите за съхранение на протеини включват овалбумин, който се намира в яйчните белтъци, и казеин, протеин на млечна основа. Феритинът е друг протеин, който съхранява желязото в транспортния протеин, хемоглобина.

Транспортни протеини са протеини-носители, които преместват молекули от едно място на друго в тялото. Хемоглобинът е един от тях и е отговорен за транспортирането на кислород през кръвта чрез червени кръвни телца. Цитохромите, друг вид транспортен протеин, оперират в електронна транспортна верига като протеини-носители на електрон.