Proteins: Protein structure ug function

Ang mga protina mao ang organikong mga butang. Kini nga mga compound nga molekular gihulagway sa usa ka komposisyon ug gibungkag ngadto sa amino acids sa panahon sa hydrolysis. Ang mga molekula sa protina mahimo nga nagkalainlain nga porma, kadaghanan niini gilangkuban sa ubay-ubay nga polypeptide chains. Ang kasayuran mahitungod sa istruktura sa protina gipasiugda sa DNA, ug ang proseso sa pag-synthesis sa molekula sa protina gitawag nga paghubad.

Kemikal nga komposisyon sa mga protina

Ang naandan nga protina naglangkob:

• 52% sa carbon;
• 7% nga hydrogen;
• 12% nitroheno;
• 21% oxygen;
• 3% sulfur.

Ang molekula sa protina mao ang mga polymers. Aron masabtan ang ilang istruktura, gikinahanglan nga mahibal-an kung unsa ang ilang mga monomero - mga amino acid.

Mga asido sa amino

Sila gibahin sa duha ka mga kategoriya: kanunay nga nagakahitabo ug usahay nahitabo. Ang una naglakip sa 18 nga monomer sa protina ug 2 pa nga amida: aspartiko ug glutamic acid. Usahay adunay tulo lamang nga asido.

Kini nga mga acids mahimong mahilakip sa nagkalainlaing mga paagi: pinaagi sa kinaiya sa mga kadena sa kilid o sa katungdanan sa ilang mga radicals, ug kini mahimo usab nga bahinon sa gidaghanon sa mga grupo nga CN ug COOH.

Praktikanhong elemento sa protina

Ang pagkasunod-sunod sa mga amino acids sa chain nga protina nagtino sa sunod nga lebel sa organisasyon, kabtangan ug mga gimbuhaton. Ang nag-unang matang sa bugkos tali sa mga monomer mao ang peptide. Gihimo kini pinaagi sa pagtangtang sa hydrogen gikan sa usa ka aminexlota ug sa grupo sa OH gikan sa lain.

Ang unang lebel sa organisasyon sa usa ka molekula sa protina mao ang han-ay sa mga amino acids sa sulod niini, usa lamang ka kadena nga nagtino sa istruktura sa mga molekula sa protina. Kini naglangkob sa usa ka "kalabera" nga adunay regular nga estraktura. Kini usa ka balik-balik nga han-ay sa -NH-CH-CO-. Ang indibidwal nga mga kadena sa kilid gihulagway sa mga amino acid radicals (R), ang ilang mga kabtangan nagtino sa komposisyon sa istruktura sa mga protina.

Bisan kon ang istruktura sa mga molekula sa protina managsama, kini magkalahi sa mga kabtangan gikan lamang sa kamatuoran nga ang ilang mga monomer adunay lain-laing pagkasunod-sunod sa kadena. Ang han-ay sa mga amino acids sa protina gitino sa mga gene ug nagdiktar sa piho nga biolohikal nga gimbuhaton sa protina. Ang pagkasunod-sunod sa mga monomer sa mga molekula nga responsable sa samang katuyoan sagad duol sa lainlaing mga klase. Ang maong mga molekula parehas o susama sa organisasyon ug naghimo sa sama nga mga gimbuhaton sa nagkalainlaing matang sa mga organismo - homologous nga mga protina. Ang istruktura, mga kabtangan ug mga gimbuhaton sa umaabot nga mga molekula gipahimutang na sa entablado sa pag-synthesis sa kadena sa mga amino acids.

Pipila ka mga kasagarang bahin

Ang istruktura sa mga protina gitun-an sa dugay na nga panahon, ug ang pag-analisar sa ilang pangunang estraktura nagtugot sa pipila ka mga pagkalangkit. Alang sa dugang nga gidaghanon sa mga protina, ang presensiya sa tanang baynte nga amino acids adunay kinaiya nga adunay daghan nga mga glycine, alanine, aspartic acid, glutamine ug gamay nga tryptophan, arginine, methionine, histidine. Pananglitan mga pipila lamang ka mga grupo sa mga protina, pananglitan, mga histone. Gikinahanglan kini alang sa packaging sa DNA ug adunay daghan nga histidine.

Ang ikaduha nga pagtandi: sa globular nga mga protina walay mga heneral nga mga sumbanan sa pag-ilis sa mga amino acid. Apan bisan sa biological nga polypeptides layo sa biological nga kalihokan, adunay gagmay nga susama nga mga tipik sa mga molekula.

Ikaduha nga istruktura

Ang ikaduhang ang-ang sa pag-organisa sa kadena sa polypeptide mao ang iyang spatial nga kahikayan, nga gihuptan tungod sa hydrogen bonds. Paghimulag sa α-helix ug β-fold. Ang bahin sa kadena walay han-ay nga istruktura, ang ingon nga mga zone gitawag nga amorphous.

Ang alpha spiral sa tanan nga natural nga mga protina mao ang samad sa tuo. Ang mga side radicals sa amino acids sa helix kanunay nga nag-atubang sa gawas ug nahimutang sa kaatbang nga mga kilid sa iyang axis. Kung dili sila ang mga nonpolar, kini gihugpong sa usa ka kilid sa spiral, nga nagresulta sa mga arko nga nagmugna sa mga kondisyon alang sa pagtipon sa nagkalainlaing mga lugar nga nagliyok.

Ang beta-folds - ang kusog nga mga spiral - lagmit nga makigtambayayong sa molekula sa protina sa kilid ug maghimo sa parallel ug nonparallel β-fold layers.

Tertiary nga istruktura sa protina

Ang ikatulo nga ang-ang sa pag-organisa sa molekula sa protina mao ang pagpilo sa mga spiral, fold ug amorphous nga mga lugar ngadto sa usa ka compact nga istruktura. Kini tungod sa interaksiyon sa mga radicals sa kilid sa mga monomer sa matag usa. Ang ingon nga mga sumpay gibahin ngadto sa pipila ka mga matang:

• Ang mga hydrogen bond nahimo tali sa polar radicals;
• Hydrophobic - tali sa dili polar R-mga grupo;
• Electrostatic pwersa sa atraksyon (ionic bonds) - tali sa mga grupo nga ang mga bayranan maoy kasukwahi;
• Mga tulay sa disulfide - tali sa mga radicals sa cysteine.

Ang katapusan nga matang sa bono (-S = S-) usa ka covalent interaction. Ang mga tulay sa disulfide makapalig-on sa mga protina, ang ilang estraktura mahimong mas lig-on. Apan ang pagkaanaa sa ingon nga koneksyon dili gikinahanglan. Pananglitan, ang cysteine mahimong gamay kaayo sa kadena sa polypeptide, o ang mga radical niini nahimutang sa kiliran ug dili makahimo og "tulay".

Ang ikaupat nga ang-ang sa organisasyon

Ang estruktura sa Quaternary wala naporma sa tanan nga mga protina. Ang istruktura sa mga protina sa ikaupat nga ang-ang gitino pinaagi sa gidaghanon sa mga polypeptide chains (protomers). Nalambigit kini sa sama nga mga link sama sa miaging lebel sa organisasyon, gawas sa mga disulfide nga mga taytayan. Ang molekula naglangkob sa pipila ka mga protomer, nga ang matag usa adunay kaugalingong (o susama) nga tertiary structure.

Ang tanan nga lebel sa organisasyon nagtino sa mga gimbuhaton nga ipatuman sa mga protina. Ang istruktura sa mga protina sa unang lebel sa organisasyon tukma kaayo nga nagtino sa ilang sunod nga papel sa selula ug sa kinatibuk-an nga organismo.

Mga gimbuhaton sa mga protina

Lisud mahanduraw kung unsa ka mahinungdanon ang papel sa mga protina sa kalihokan sa selula. Gihunahuna namon ang ilang istruktura. Ang mga gimbuhaton sa mga protina nag-agad direkta niini.

Ang pagpahigayon sa usa ka structural (structural) function, sila ang nahimong basehan sa cytoplasm sa bisan unsang buhi nga selula. Kini nga mga polymers mao ang mga nag-unang materyal sa tanan nga mga membrana sa cell kon kini komplikado sa mga lipid. Naglakip usab kini sa pagbahin sa mga selula ngadto sa mga lawak, sa matag usa nga ang ilang mga reaksyon nagapadayon. Ang tinuod mao nga alang sa matag komplikado nga mga proseso sa cellular gikinahanglan ang ilang mga kondisyon, ilabi na ang pH sa medium adunay dako nga papel. Ang mga protina nagtukod og mga manipis nga mga partisyon nga nagbahin sa selula ngadto sa gitawag nga mga compartment. Ug ang panghitabo mismo gitawag nga kompartmentalization.

Ang catalytic function mao ang pagkontrolar sa tanan nga reaksyon sa selula. Ang tanan nga mga enzymes nga gigikanan simple o komplikado nga protina.

Ang bisan unsang matang sa paglihok sa mga organismo (ang buhat sa mga kaunoran, ang paglihok sa protoplasm sa selula, ang pagkalipong sa cilia sa protozoa, ug uban pa) gipatuman sa mga protina. Ang istruktura sa mga protina nagtugot kanila sa paglihok, pagporma og mga lanot ug mga singsing. Ang kalihokan sa transportasyon mao nga daghang mga substansya ang gidala pinaagi sa cell lamad sa espesipikong mga protina sa carrier.

Ang hormonal nga papel niini nga mga polymers sa madali nga masabtan: ang daghang mga hormone sa istruktura mga protina, sama pananglitan sa insulin, oxytocin.

Ang gitagana nga reserve gitino pinaagi sa kamatuoran nga ang mga protina makahimo sa pagporma og mga deposito. Pananglitan, ang salmon valgum, milk casein, mga tanom nga binhi sa tanom - kini adunay daghan nga sustansya.

Ang tanan nga mga tendon, mga lutahan sa articular, mga bukog sa kalabera, mga kuko nga giumol sa mga protina, nga modala kanato ngadto sa ilang sunod nga katungdanan - ang nagsuporta.

Ang mga molekula sa protina mao ang mga receptor, nga nagpili sa usa ka piho nga mga butang. Niini nga papel, ang mga glycoprotein ug lektyur nailhan ilabi na.

Ang labing importante nga mga hinungdan sa immunity - ang mga antibodies ug komplementaryong sistema pinaagi sa gigikanan mao ang mga protina. Pananglitan, ang proseso sa blood clotting gibase sa mga kausaban sa fibrinogen nga protina. Ang sulod nga mga bongbong sa esophagus ug tiyan gilinya nga adunay usa ka protective layer sa mga lusok nga protina - lycin. Ang mga toxins mga protina usab nga gigikanan. Ang sukaranan sa panit, nga nanalipod sa lawas sa mga hayop, mao ang collagen. Ang tanan niini nga mga gimbuhaton sa protina mga proteksyon.

Buweno, ang katapusan nga katungdanan mao ang regulatory. Adunay mga protina nga nagkontrol sa buhat sa genome. Nga mao, kini nag-regulate sa transcription ug paghubad.

Bisan unsa ang papel sa mga protina, ang estruktura sa mga protina nasulbad sa mga siyentipiko sa dugay nga panahon. Ug karon nagbukas sila og mga bag-ong pamaagi sa paggamit niini nga kahibalo.