Ang
Protein (polypeptides, proteins) ay mga macromolecular substance, na kinabibilangan ng mga alpha-amino acid na konektado ng isang peptide bond. Ang komposisyon ng mga protina sa mga buhay na organismo ay tinutukoy ng genetic code. Bilang panuntunan, ang synthesis ay gumagamit ng isang set ng 20 karaniwang amino acid.
Pag-uuri ng protina
Isinasagawa ang paghihiwalay ng mga protina ayon sa iba't ibang pamantayan:
- Ang hugis ng isang molekula.
- Komposisyon.
- Mga Pag-andar.
Ayon sa huling criterion, inuri ang mga protina:
- Sa istruktura.
- Masustansya at matitira.
- Transport.
- Mga Kontratista.
Mga istrukturang protina
Kabilang dito ang elastin, collagen, keratin, fibroin. Ang mga istrukturang polypeptide ay kasangkot sa pagbuo ng mga lamad ng cell. Maaari silang gumawa ng mga channel o magsagawa ng iba pang mga function sa mga ito.
Masustansya, imbakan ng mga protina
Ang nutrient polypeptide ay casein. Dahil dito, ang lumalagong organismo ay binibigyan ng calcium, phosphorus atamino acids.
Ang mga reserbang protina ay mga buto ng mga nakatanim na halaman, puti ng itlog. Ang mga ito ay natupok sa yugto ng pag-unlad ng mga embryo. Sa katawan ng tao, tulad ng sa mga hayop, ang mga protina ay hindi nakaimbak sa reserba. Dapat silang regular na makuha kasama ng pagkain, kung hindi ay malamang na magkaroon ng dystrophy.
Transport polypeptides
Ang
Hemoglobin ay isang klasikong halimbawa ng mga naturang protina. Ang iba pang polypeptide na kasangkot sa paggalaw ng mga hormone, lipid at iba pang mga sangkap ay matatagpuan din sa dugo.
Ang mga cell membrane ay naglalaman ng mga protina na may kakayahang mag-transport ng mga ions, amino acid, glucose at iba pang compound sa buong cell membrane.
Contractile proteins
Ang mga tungkulin ng mga polypeptide na ito ay nauugnay sa gawain ng mga fiber ng kalamnan. Bilang karagdagan, nagbibigay sila ng paggalaw ng cilia at flagella sa protozoa. Ang mga contractile na protina ay nagsasagawa ng tungkulin ng pagdadala ng mga organel sa loob ng selula. Dahil sa kanilang presensya, natitiyak ang pagbabago sa mga cellular form.
Ang mga halimbawa ng contractile protein ay myosin at actin. Ito ay nagkakahalaga ng pagsasabi na ang mga polypeptide na ito ay matatagpuan hindi lamang sa mga selula ng mga fibers ng kalamnan. Ginagawa ng mga contractile protein ang kanilang mga gawain sa halos lahat ng tissue ng hayop.
Mga Tampok
Ang isang indibidwal na polypeptide, tropomyosin, ay matatagpuan sa mga cell. Ang contractile muscle protein myosin ay ang polimer nito. Ito ay bumubuo ng isang complex na may actin.
Ang mga contractile na protina ng kalamnan ay hindi natutunaw sa tubig.
Rate ng polypeptide synthesis
Ito ay kinokontrol ng thyroid atmga steroid hormone. Ang pagtagos sa cell, nagbubuklod sila sa mga tiyak na receptor. Ang nabuong complex ay tumagos sa cell nucleus at nagbubuklod sa chromatin. Pinapataas nito ang rate ng polypeptide synthesis sa antas ng gene.
Ang mga aktibong gene ay nagbibigay ng mas mataas na synthesis ng ilang partikular na RNA. Umalis ito sa nucleus, napupunta sa mga ribosom at pinapagana ang synthesis ng mga bagong istruktura o contractile na protina, enzymes o hormones. Ito ang anabolic effect ng mga gene.
Samantala, ang synthesis ng protina sa mga cell ay medyo mabagal na proseso. Nangangailangan ito ng mataas na gastos sa enerhiya at materyal na plastik. Alinsunod dito, ang mga hormone ay hindi mabilis na makontrol ang metabolismo. Ang kanilang pangunahing gawain ay i-regulate ang paglaki, pagkakaiba-iba at pag-unlad ng mga selula sa katawan.
Pag-ikli ng kalamnan
Ito ay isang pangunahing halimbawa ng contractile function ng mga protina. Sa kurso ng pananaliksik, natuklasan na ang batayan ng pag-urong ng kalamnan ay isang pagbabago sa mga pisikal na katangian ng polypeptide.
Ang contractile function ay ginagawa ng actomyosin protein, na nakikipag-ugnayan sa adenosine triphosphoric acid. Ang koneksyon na ito ay sinamahan ng pag-urong ng myofibrils. Ang ganitong pakikipag-ugnayan ay maaaring obserbahan sa labas ng katawan.
Halimbawa, kung ibabad sa tubig (macerated) na mga fiber ng kalamnan, na walang excitability, ay nalantad sa isang solusyon ng adenosine triphosphate, magsisimula ang kanilang matalim na contraction, katulad ng contraction ng mga buhay na kalamnan. Ang karanasang ito ay may malaking praktikal na kahalagahan. Pinatunayan niya ang katotohanang iyonAng pag-urong ng kalamnan ay nangangailangan ng kemikal na reaksyon ng mga contractile protein na may sangkap na mayaman sa enerhiya.
Ang pagkilos ng bitamina E
Sa isang banda, ito ang pangunahing intracellular antioxidant. Pinoprotektahan ng bitamina E ang mga taba at iba pang madaling na-oxidized na compound mula sa oksihenasyon. Kasabay nito, ito ay gumaganap bilang isang electron carrier at nakikilahok sa redox reactions, na nauugnay sa pag-imbak ng inilabas na enerhiya.
Ang kakulangan sa Vitamin E ay nagdudulot ng pagkasayang ng tissue ng kalamnan: ang nilalaman ng contractile protein myosin ay biglang nabawasan, at ito ay pinalitan ng collagen, isang inert polypeptide.
Pagtitiyak ng myosin
Ito ay itinuturing na isa sa mga pangunahing contractile proteins. Ito ay bumubuo ng humigit-kumulang 55% ng kabuuang nilalaman ng polypeptides sa tissue ng kalamnan.
Ang mga filament (makapal na filament) ng myofibrils ay gawa sa myosin. Ang molekula ay naglalaman ng mahabang bahagi ng fibrillar, na mayroong double-helix na istraktura, at mga ulo (globular na istruktura). Naglalaman ang Myosin ng 6 na subunit: 2 mabibigat at 4 na magaan na chain na matatagpuan sa globular na bahagi.
Ang pangunahing gawain ng rehiyon ng fibrillar ay ang kakayahang bumuo ng mga bundle ng myosin filament o makapal na protofibril.
Nasa mga ulo ang aktibong site ng ATPase at ang actin-binding center. Tinitiyak nito ang hydrolysis ng ATP at nagbubuklod sa mga filament ng actin.
Varieties
Ang mga subtype ng actin at myosin ay:
- Dynein ng flagella at ciliaprotozoa.
- Spectrin sa erythrocyte membranes.
- Neurostenin ng perisynaptic membranes.
Bacterial polypeptides na responsable para sa paggalaw ng iba't ibang mga substance sa isang concentration gradient ay maaari ding maiugnay sa mga varieties ng actin at myosin. Ang prosesong ito ay tinatawag ding chemotaxis.
Ang papel ng adenosine triphosphoric acid
Kung maglalagay ka ng actomyosin filament sa isang acid solution, magdagdag ng potassium at magnesium ions, makikita mong pinaikli ang mga ito. Sa kasong ito, ang pagkasira ng ATP ay sinusunod. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagpapahiwatig na ang pagkasira ng adenosine triphosphoric acid ay may isang tiyak na kaugnayan sa isang pagbabago sa mga katangian ng physicochemical ng contractile protein at, dahil dito, sa gawain ng mga kalamnan. Ang phenomenon na ito ay unang nakilala nina Szent-Gyorgyi at Engelhardt.
Ang synthesis at breakdown ng ATP ay mahalaga sa proseso ng pag-convert ng kemikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Sa panahon ng pagkasira ng glycogen, na sinamahan ng paggawa ng lactic acid, tulad ng sa dephosphorylation ng adenosine triphosphoric at creatine phosphoric acids, ang pakikilahok ng oxygen ay hindi kinakailangan. Ipinapaliwanag nito ang kakayahan ng isang nakahiwalay na kalamnan na gumana sa ilalim ng anaerobic na kondisyon.
Lactic acid at mga produktong nabuo sa panahon ng pagkasira ng adenosine triphosphoric at creatine phosphoric acids ay naiipon sa mga fiber ng kalamnan na pagod kapag nagtatrabaho sa isang anaerobic na kapaligiran. Bilang isang resulta, ang mga reserba ng mga sangkap ay naubos, sa panahon ng paghahati kung saan ang kinakailangang enerhiya ay inilabas. Kung ang isang pagod na kalamnan ay inilagay sa isang kapaligiran na naglalaman ng oxygen, ito ayubusin ito. Magsisimulang mag-oxidize ang ilan sa lactic acid. Bilang resulta, nabuo ang tubig at carbon dioxide. Ang inilabas na enerhiya ay gagamitin para sa resynthesis ng creatine phosphoric, adenosine triphosphoric acids at glycogen mula sa mga decay na produkto. Dahil dito, muling magkakaroon ng kakayahang magtrabaho ang kalamnan.
Skeletal muscle
Ang mga indibidwal na katangian ng polypeptides ay maipaliwanag lamang sa pamamagitan ng halimbawa ng kanilang mga pag-andar, ibig sabihin, ang kanilang kontribusyon sa mga kumplikadong aktibidad. Sa ilang mga istruktura kung saan naitatag ang isang ugnayan sa pagitan ng protina at paggana ng organ, ang skeletal muscle ay nararapat na espesyal na atensyon.
Ang kanyang cell ay ina-activate ng nerve impulses (mga signal na nakadirekta sa lamad). Sa molekular, ang pag-urong ay batay sa pagbibisikleta ng mga cross-bridge sa pamamagitan ng pana-panahong pakikipag-ugnayan sa pagitan ng actin, myosin, at Mg-ATP. Ang mga calcium-binding protein at Ca ions ay kumikilos bilang mga tagapamagitan sa pagitan ng mga effector at nerve signal.
Nililimitahan ng
Mediation ang bilis ng pagtugon sa mga "on/off" na impulses at pinipigilan ang mga kusang contraction. Kasabay nito, ang ilang mga oscillations (pagbabago) ng mga hibla ng kalamnan ng flywheel ng mga pakpak na insekto ay kinokontrol hindi ng mga ion o katulad na mababang molekular na compound, ngunit direkta ng mga contractile na protina. Dahil dito, posible ang napakabilis na contraction, na, pagkatapos ng pag-activate, magpatuloy nang mag-isa.
Liquid crystal properties ng polypeptides
Kapag umiikli ang mga hibla ng kalamnannagbabago ang panahon ng sala-sala na nabuo ng mga protofibril. Kapag ang isang sala-sala ng manipis na mga filament ay pumasok sa isang istraktura ng makapal na mga elemento, ang tetragonal symmetry ay pinalitan ng hexagonal. Ang phenomenon na ito ay maaaring ituring na isang polymorphic transition sa isang liquid crystal system.
Mga tampok ng mga prosesong mechanochemical
Sila ay kumukulo hanggang sa pagbabago ng kemikal na enerhiya sa mekanikal na enerhiya. Ang aktibidad ng ATP-ase ng mitochondrial cell membranes ay katulad ng pagkilos ng iosin system ng skeletal muscles. Ang mga karaniwang tampok ay napapansin din sa kanilang mga mechanochemical na katangian: ang mga ito ay nababawasan sa ilalim ng impluwensya ng ATP.
Dahil dito, dapat na mayroong contractile protein sa mitochondrial membranes. At nandoon talaga siya. Naitatag na ang mga contractile polypeptides ay kasangkot sa mitochondrial mechanochemistry. Gayunpaman, napag-alaman din na ang phosphatidylinositol (membrane lipid) ay may mahalagang papel din sa mga proseso.
Extra
Ang molekula ng protina ng myosin ay hindi lamang nag-aambag sa pag-urong ng iba't ibang mga kalamnan, ngunit maaari ring lumahok sa iba pang mga proseso ng intracellular. Ito, sa partikular, ay tungkol sa paggalaw ng mga organelles, ang pagkakabit ng mga filament ng actin sa mga lamad, ang pagbuo at paggana ng cytoskeleton, atbp. Halos palaging, ang molekula ay nakikipag-ugnayan sa isang paraan o iba pa sa actin, na siyang pangalawang pangunahing contractile protina.
Napatunayan na ang mga molekula ng actomyosin ay maaaring magbago ng haba sa ilalim ng impluwensya ng kemikal na enerhiya na inilabas kapag ang isang residue ng phosphoric acid ay natanggal mula sa ATP. Sa madaling salita, ang prosesong itonagiging sanhi ng pag-urong ng kalamnan.
Ang sistema ng ATP ay gumaganap bilang isang uri ng nagtitipon ng enerhiyang kemikal. Kung kinakailangan, ito ay direktang nagiging mekanikal sa pamamagitan ng actomyosin. Kasabay nito, walang intermediate stage na katangian ng mga proseso ng pakikipag-ugnayan ng iba pang mga elemento - ang paglipat sa thermal energy.
