Ang mga protina ay mga biological polymer na may kumplikadong istraktura. Mayroon silang mataas na molekular na timbang at binubuo ng mga amino acid, prosthetic group na kinakatawan ng mga bitamina, lipid at carbohydrate inclusions. Ang mga protina na naglalaman ng carbohydrates, bitamina, metal o lipid ay tinatawag na kumplikado. Ang mga simpleng protina ay binubuo lamang ng mga amino acid na pinag-uugnay ng mga peptide bond.
Peptides
Anuman ang istraktura mayroon ang isang substance, ang mga monomer ng protina ay mga amino acid. Binubuo nila ang pangunahing polypeptide chain, kung saan nabuo ang fibrillar o globular na istraktura ng protina. Kasabay nito, ang protina ay maaari lamang ma-synthesize sa buhay na tissue - sa halaman, bacterial, fungal, hayop at iba pang mga cell.
Ang tanging mga organismo na hindi maaaring pagsamahin ang mga monomer ng protina ay mga virus at protozoa. Ang lahat ng iba ay may kakayahang bumuo ng mga istrukturang protina. Ngunit anong mga sangkap ang mga monomer ng protina, at paano sila nabuo? Basahin ang tungkol dito at ang tungkol sa biosynthesis ng protina, tungkol sa mga polypeptides at ang pagbuo ng isang kumplikadong istraktura ng protina, tungkol sa mga amino acid at ang kanilang mga katangian.sa ibaba.
Ang tanging monomer ng isang molekula ng protina ay anumang alpha-amino acid. Ang isang protina ay isang polypeptide, isang kadena ng mga naka-link na amino acid. Depende sa bilang ng mga amino acid na kasangkot sa pagbuo nito, ang mga dipeptides (2 residues), tripeptides (3), oligopeptides (naglalaman mula sa 2-10 amino acids) at polypeptides (maraming amino acids) ay nakahiwalay.
Pagsusuri sa istruktura ng protina
Ang istraktura ng protina ay maaaring pangunahin, bahagyang mas kumplikado - pangalawa, mas kumplikado - tersiyaryo, at ang pinaka-kumplikado - quaternary.
Ang pangunahing istraktura ay isang simpleng kadena kung saan ang mga monomer ng protina (amino acids) ay konektado sa pamamagitan ng isang peptide bond (CO-NH). Ang pangalawang istraktura ay ang alpha helix o beta folds. Ang tertiary ay isang mas kumplikadong three-dimensional na istruktura ng protina, na nabuo mula sa pangalawa dahil sa pagbuo ng mga covalent, ionic at hydrogen bond, pati na rin ang mga hydrophobic na interaksyon.
Ang istrukturang quaternary ay ang pinakakumplikado at katangian ng mga protina ng receptor na matatagpuan sa mga lamad ng cell. Ito ay isang supramolecular (domain) na istraktura na nabuo bilang isang resulta ng kumbinasyon ng ilang mga molekula na may isang tertiary na istraktura, na pupunan ng carbohydrate, lipid o bitamina na mga grupo. Sa kasong ito, tulad ng sa kaso ng pangunahin, pangalawa at tersiyaryong istruktura, ang mga monomer ng protina ay mga alpha-amino acid. Ang mga ito ay konektado din sa pamamagitan ng mga peptide bond. Ang pagkakaiba lang ay ang pagiging kumplikado ng istraktura.
Amino acids
Ang tanging monomerAng mga molekula ng protina ay mga alpha amino acid. 20 lang sila, at halos sila na ang basehan ng buhay. Salamat sa hitsura ng peptide bond, naging posible ang synthesis ng protina. At ang protina mismo pagkatapos nito ay nagsimulang magsagawa ng pagbuo ng istraktura, receptor, enzymatic, transportasyon, tagapamagitan at iba pang mga pag-andar. Dahil dito, gumagana ang isang buhay na organismo at nagagawang magparami.
Ang alpha amino acid mismo ay isang organic na carboxylic acid na may amino group na nakakabit sa alpha carbon atom. Ang huli ay matatagpuan sa tabi ng pangkat ng carboxyl. Sa kasong ito, ang mga monomer ng protina ay itinuturing na mga organikong sangkap kung saan ang terminal na carbon atom ay nagdadala ng parehong amine at isang carboxyl group.
Koneksyon ng mga amino acid sa peptides at protina
Ang mga amino acid ay iniuugnay sa mga dimer, trimer, at polymer sa pamamagitan ng isang peptide bond. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng cleavage ng isang hydroxyl (-OH) group mula sa carboxyl site ng isang alpha-amino acid at hydrogen (-H) mula sa amino group ng isa pang alpha-amino acid. Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan, nahati ang tubig, at ang isang site na C=O na may libreng electron malapit sa carbon ng nalalabi ng carboxyl ay nananatili sa dulo ng carboxyl. Sa amino group ng isa pang acid, mayroong isang nalalabi (NH) na may umiiral na libreng radical sa nitrogen atom. Ito ay nagpapahintulot sa dalawang radical na konektado upang bumuo ng isang bono (CONH). Ito ay tinatawag na peptide.
Mga variant ng alpha amino acid
Mayroong 23 kilalang alpha-amino acids. Sila aynakalista bilang: glycine, valine, alanine, isolecine, leucine, glutamate, aspartate, ornithine, threonine, serine, lysine, cystine, cysteine, phenylalanine, methionine, tyrosine, proline, tryptophan, hydroxyproline, arginine, histidine, asparagine. Depende sa kung ang mga ito ay maaaring synthesize ng katawan ng tao, ang mga amino acid na ito ay nahahati sa hindi mahalaga at hindi mahalaga.
Ang konsepto ng hindi mahalaga at mahahalagang amino acid
Ang mga maaaring palitan ay maaaring i-synthesize ng katawan ng tao, habang ang mga mahahalagang bagay ay dapat manggaling lamang sa pagkain. Kasabay nito, ang parehong mahahalagang at hindi mahahalagang acid ay mahalaga para sa biosynthesis ng protina, dahil kung wala ang mga ito ay hindi makukumpleto ang synthesis. Kung walang isang amino acid, kahit na naroroon ang lahat ng iba pa, imposibleng mabuo ang eksaktong protina na kailangan ng cell upang maisagawa ang mga function nito.
Isang pagkakamali sa alinman sa mga yugto ng biosynthesis - at hindi na angkop ang protina, dahil hindi na ito makakasama sa nais na istraktura dahil sa isang paglabag sa mga electronic density at interatomic na pakikipag-ugnayan. Samakatuwid, mahalaga para sa isang tao (at iba pang mga organismo) na kumain ng mga pagkaing protina na naglalaman ng mahahalagang amino acid. Ang kanilang kawalan sa pagkain ay humahantong sa ilang mga karamdaman sa metabolismo ng protina.
Ang proseso ng pagbuo ng peptide bond
Ang tanging monomer ng mga protina ay mga alpha-amino acid. Ang mga ito ay unti-unting pinagsama sa isang polypeptide chain, ang istraktura kung saan ay pre-store sa genetic code ng DNA (o RNA, kung isinasaalang-alang ang bacterial biosynthesis). Ang isang protina ay isang mahigpit na pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid. Ito ay isang kadena na iniutos sa isang tiyakisang istraktura na gumaganap ng isang paunang na-program na function sa isang cell.
Step sequence ng biosynthesis ng protina
Ang proseso ng pagbuo ng protina ay binubuo ng isang kadena ng mga hakbang: pagtitiklop ng isang seksyon ng DNA (o RNA), synthesis ng uri ng impormasyon na RNA, paglabas nito sa cytoplasm ng cell mula sa nucleus, koneksyon sa ribosome at ang unti-unting pagkabit ng mga residue ng amino acid na ibinibigay ng transfer RNA. Ang isang sangkap na isang protina monomer ay nakikilahok sa enzymatic na reaksyon ng pag-aalis ng isang hydroxyl group at isang hydrogen proton, at pagkatapos ay sumasali sa lumalaking polypeptide chain.
Kaya, ang isang polypeptide chain ay nakuha, na, na nasa cellular endoplasmic reticulum, ay inayos sa ilang paunang natukoy na istraktura at pupunan ng isang carbohydrate o lipid residue, kung kinakailangan. Ito ay tinatawag na proseso ng "paghinog" ng protina, pagkatapos nito ay ipinadala ito ng transport cellular system sa destinasyon nito.
Mga function ng synthesized protein
Ang mga monomer ng protina ay ang mga amino acid na kinakailangan upang mabuo ang kanilang pangunahing istraktura. Ang pangalawang, tersiyaryo at quaternary na istraktura ay nabuo na mismo, bagaman kung minsan ay nangangailangan din ito ng pakikilahok ng mga enzyme at iba pang mga sangkap. Gayunpaman, hindi na sila mahalaga, bagama't mahalaga ang mga ito para maisagawa ng mga protina ang kanilang function.
Amino acid, na isang protein monomer, ay maaaring magkaroon ng mga attachment site para sa mga carbohydrate, metal o bitamina. Ang pagbuo ng isang tertiary o quaternary na istraktura ay ginagawang posible na makahanap ng higit pang mga lugar para sa mga pangkat ng pagpapasok. Pinapayagan ka nitong lumikha mula saprotina derivative na gumaganap ng papel na enzyme, receptor, carrier ng mga substance sa loob o labas ng cell, immunoglobulin, structural component ng membrane o cell organelle, muscle protein.
Ang mga protina, na nabuo mula sa mga amino acid, ang tanging batayan ng buhay. At ngayon pinaniniwalaan na ang buhay ay bumangon lamang pagkatapos ng paglitaw ng amino acid at bilang isang resulta ng polimerisasyon nito. Pagkatapos ng lahat, ito ay ang intermolecular na pakikipag-ugnayan ng mga protina na siyang simula ng buhay, kabilang ang matalinong buhay. Ang lahat ng iba pang proseso ng biochemical, kabilang ang mga enerhiya, ay kinakailangan para sa pagpapatupad ng biosynthesis ng protina, at bilang resulta, ang karagdagang pagpapatuloy ng buhay.
