fehérje

a fehérjék az élet építőkövei. Létezésünk szempontjából létfontosságúak, és a Föld minden szervezetében megtalálhatók.

a fehérjék a sejtekben található Leggyakoribb molekulák. Valójában inkább a sejt szárazanyagát alkotják, mint a lipidek, szénhidrátok és az összes többi molekula együttvéve.

egy fehérje egy vagy több polipeptidláncból készül, és minden polipeptidlánc kisebb molekulákból, úgynevezett “aminosavakból” épül fel., Van összesen 20 aminosavak, hogy lehet elhelyezni a billió után billió különböző módon, hogy hozzon létre a fehérjék, amelyek szolgálják a hatalmas különböző funkciók.

a fehérjék valójában a biológia által ismert szerkezetileg legbonyolultabb molekulák.

A fehérjék funkciói

a fehérjék sokféle formában jönnek létre, és számos funkciót látnak el. A fehérjék közé tartoznak az enzimek, antitestek és bizonyos hormonok, amelyek segítenek felgyorsítani a kémiai reakciókat, megvédeni a betegségeket és szabályozni a sejtek aktivitását.,

a fehérjék szintén szerepet játszanak a mozgásban, a szerkezeti támogatásban, a tárolásban, a sejtek közötti kommunikációban, az emésztésben és az anyagok test körüli szállításában.

mozgás

a motorfehérjék, mint például a myosin és a dynys, képesek kémiai energiát mozgássá alakítani. A Myosin az izomban található fehérje, amely az izomrostok összehúzódását okozza az izmokban.

A Dyneins biztosítja a flagellát meghajtó energiát. A Flagella hosszú, vékony szerkezetek, amelyek bizonyos sejtek, például a spermiumok külső részéhez kapcsolódnak, és felelősek mobilitásukért.,

szerkezet és támogatás

sok fehérje szerkezeti támogatást nyújt a szervezet bizonyos részeihez. A Keratin például a bőr külső rétegeiben található fehérje, amely a bőrt erős védőréteggé teszi a külvilág számára. Keratin is a szerkezeti fehérje, ami a haj, szarv, köröm.

celluláris kommunikáció

a sejtek a környező környezetükkel és más sejtekkel kommunikálnak. A sejt membránjában lévő receptorfehérjék a sejten kívülről érkező jeleket fogadnak, és üzeneteket továbbítanak a sejtbe., Miután a jel a sejt belsejében van, általában több fehérje között halad át, mielőtt eléri a végső rendeltetési helyét (általában egy fehérjét is).

emésztés

az emésztést a fehérjék, kitaláltad. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek a kémiai reakciók felgyorsításával vezetik az emésztést.

az emésztés az élelmiszer nagy, oldhatatlan molekulákból kisebb molekulákba történő lebontása, amelyek vízben oldódhatnak. Mivel a kisebb molekulák vízben oldódnak, vérbe juthatnak és a test körül szállíthatók.,

az emésztőenzimek azok az enzimek, amelyek felelősek az élelmiszermolekulák kisebb, vízben oldódó molekulákká történő lebontásáért. Néhány példa az emésztő fehérjékre:

• amiláz – a nyálban lévő enzim, amely lebontja a keményítőt oldható cukrokká
• lipáz-lebontja a zsírokat és más lipideket
• pepszin-lebontja az élelmiszerekben lévő fehérjéket

az oxigén szállítása

a Hemoglobin egy újabb rendkívül fontos fehérje az állatok, például emlősök és madarak számára. A vérben lévő fehérje kötődik az oxigénhez, hogy az oxigén szállítható legyen a test körül.,

a Hemoglobin vasat tartalmaz. A hemoglobin kémiai szerkezete a vasatom körül lehetővé teszi az oxigén kötődését a vashoz, majd felszabadul az oxigénhiányos szövetekbe.

amint láthatja, a fehérjék egyértelműen rendkívül fontosak a szervezet egészséges működéséhez. Az általam használt példák többsége állati fehérje, de a fehérjék nem kevésbé fontosak más életformák, például növények, gombák és baktériumok számára.

A fehérjék építőkövei

az aminosavak a fehérjék építőkövei. Összesen 20 különböző aminosav található a természetben., Az aminosavak sokféle módon kapcsolódhatnak egymáshoz a különböző fehérjék létrehozásához.

az aminosavak kémiai szerkezete a kulcsa annak, hogy a fehérjék miért váltak az élet alapjává. Az aminosav egy karboxilcsoportból (kémiai szerkezet-COOH), egy amincsoportból (-NH₂) és egy főleg szénből és hidrogénből készült oldalláncból áll.

az oldalláncot gyakran R csoportnak nevezik. Az R csoport különbségei az, ami a 20 aminosavat különbözteti meg egymástól.,

az R csoport szerkezetétől függően az aminosav lehet vízben oldódó (poláris), vízben oldhatatlan (Nem poláris) vagy pozitív vagy negatív töltést tartalmazhat. Ezek a jellemzők viszont befolyásolják, hogy az aminosavak hogyan viselkednek, amikor összekapcsolódnak, és befolyásolják a fehérje általános alakját és funkcióját.

mind a 20 aminosav szükséges a jó egészséghez. Ha egy szervezet a 20 aminosav egyikében alacsony, bizonyos fehérjék nem épülnek fel, funkcióik elvesztése egészségügyi problémákat okoz a szervezet számára.,

egyes aminosavakat a szervezet más molekulák segítségével hozhat létre, míg más aminosavakat élelmiszerből kell beszerezni. Az aminosavakat, amelyeket meg kell enni, “esszenciális aminosavaknak” nevezik, mivel ezek az egészséges táplálkozás lényeges részét képezik. A testünk által előállítható aminosavakat “nem esszenciális aminosavaknak” nevezik.

polipeptidek

a polipeptid egy aminosavlánc, amely a fehérje legegyszerűbb formája. Az aminosavak összekapcsolódnak, hogy hosszú, lineáris láncokat képezzenek, amelyek több mint 2000 aminosav hosszúak lehetnek.,

az aminosavak összekapcsolásának sorrendje határozza meg a polipeptidlánc végső alakját és szerkezetét. A fehérje egy polipeptidet vagy több polipeptidet tartalmaz, amelyek egymáshoz vannak kötve, hogy nagy, komplex fehérjéket képezzenek.

az aminosavak egy aminosav amincsoportja (-NH₂) és egy második aminosav karboxilcsoportja (-COOH) között kötődnek össze.

mivel két aminosav köt össze, két hidrogénionot távolítanak el az amincsoportból, és oxigént távolítanak el a karboxilcsoportból., Az amin-csoport és a Karboxil-csoport összekapcsolódik, és melléktermékként vízmolekula keletkezik. A kötést “peptidkötésnek” nevezik.

Több aminosav peptidkötésekkel történő összekapcsolása egy polipeptid gerincet hoz létre, amelynek R csoportja az egyes aminosavakból kinyúlik. Mint korábban említettük, a 20 aminosav R csoportjai mindegyike egyedi szerkezettel és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik., Egy polipeptid és végül egy fehérje szerkezetét és kémiai tulajdonságait (például reakcióképességét és forráspontját) a polipeptid gerincéből kinyúló r-csoportok egyedi szekvenciája határozza meg. Mivel az R-csoportokat vonzzák vagy taszítják egymástól,a polipeptidlánc egyedülálló alakú fehérjévé hajlik.

fehérjeszerkezet

a fehérjéknek négy szerkezeti szintje van, amelyekre már utaltunk ezen az oldalon. A négy szint ismert, mint az elsődleges, másodlagos, tercier és kvaterner szerkezete egy fehérje.,

elsődleges szerkezet

az elsődleges szerkezet az aminosavak specifikus szekvenciája, azaz az, hogy egymáshoz vannak kötve. Az aminosavak egymáshoz való kötődésének pontos sorrendjét a génekben tárolt információk határozzák meg.

a transzkripciónak és fordításnak nevezett folyamatokon keresztül a DNS minden szükséges információt biztosít a sejtek számára, hogy több ezer különböző fehérje számára előállítsák a pontos elsődleges struktúrát. Az elsődleges szerkezet határozza meg a fehérjék másodlagos és tercier szerkezetét.,

másodlagos szerkezet

a fehérje másodlagos szerkezetét a polipeptidlánc gerincén lévő atomok közötti hidrogénkötések képezik.

emlékezve arra, hogy minden aminosavnak karboxilcsoportja és amincsoportja van, a karboxilcsoport oxigénjének enyhe negatív töltése gyenge kötést képez egy hidrogénatom enyhe pozitív töltésével egy másik aminosav amincsoportján. A hidrogénkötések gyengék, de sokan elegendő erőt hoznak létre ahhoz, hogy befolyásolják a polipeptidlánc alakját.,

a hidrogénkötések hatására a polipeptid gerincét két lehetséges formába – az α-hélixbe és a β-redős lapokba-összehajtják és tekercselik. Az α (görög “alfa” betű) hélix egy spirál, amely hasonló az ikonikus DNS-szál kettős hélixéhez, de csak egy tekerccsel rendelkezik, és minden negyedik aminosav között hidrogénkötéssel jön létre. Az α helix gyakori a szerkezeti fehérjékben, például a keratinban.

A β (görög betű ‘béta’) rakott lapok jönnek létre, amikor a hidrogén kötések között történik, két vagy több szomszédos polipeptid láncok, illetve gyakoriak a globuláris fehérjék (lásd alább a ‘Típusú fehérjék’).,

tercier structure

a tercier szerkezet a polipeptidlánc végső alakja, amelyet az R csoportok határoznak meg. A különböző r csoportok közötti vonzás és taszítás a polipeptidet meghajlítja és összehajtja, hogy megteremtse a fehérje végső 3D alakját.

kvaterner szerkezet

nem minden fehérje rendelkezik kvaterner szerkezettel. A kvaterner szerkezet csak akkor következik be, ha több polipeptidlánc együttesen nagy komplex fehérjét képez. Ilyen esetekben minden polipeptidet “alegységnek” neveznek.,

a Hemoglobin egy kvaterner szerkezetű fehérje példája. A legtöbb állatban a hemoglobin négy globuláris alegységből készül.

A fehérjék típusai

a fehérjék négy fő típusa létezik. A legismertebb a globuláris fehérjék. A másik három fajta fehérje a rostos, membrános és rendezetlen fehérjék.

globuláris fehérjék

a globuláris fehérje minden olyan fehérje, amely gömb alakú a tercier szerkezetében. Ezek közé tartozik a sok enzim, antitestek, fehérjék, mint a hemoglobin.,

a globuláris fehérjék vízben oldódnak, és a különböző r-csoportok vízzel való vonzódása és taszítása miatt jönnek létre. A fehérjékben lévő aminosavak poláris R csoportjai vízben oldódnak, míg a nem poláris R csoportok vízben oldhatatlanok. A globuláris fehérjék azért alakulnak ki, mert a nem poláris R-csoportok a fehérje és a poláris R-csoportok belső részeiben rejtőznek el, amelyek a környező víznek kitett külső felületen helyezkednek el.

rostos fehérjék

a rostos fehérjék hosszúkás fehérjék, amelyeknek nincs tercier szerkezete., Ahelyett, hogy hajlítanák és összehajtogatnák, hogy gömbfehérjét képeznének, a rostos fehérjék lineáris másodlagos szerkezetükben maradnak. Ezek gyakran fontos szerkezeti és támogató fehérjék.

a rostos fehérjék vízben oldhatatlanok, és gyakran ismétlődő aminosavmintákkal rendelkeznek polipeptidláncuk mentén. Például a rostos fehérjék közé tartozik a kollagén, keratin, selyem.

membránfehérjék

a membránfehérje bármely fehérje, amely egy sejtmembránon belül található vagy ahhoz kapcsolódik. Ezek egyedülálló fehérjék az egyedülálló környezet miatt, amelyben léteznek.,

a sejtmembránok kétrétegű foszfolipidekből készülnek. A sejtmembrán belső részei nem polárisak, de a külső poláris. Annak érdekében, hogy a membránfehérjék sikeresen létezzenek egy sejtmembránon, specifikus nem poláris és poláris szakaszokat kell tartalmazniuk.

Rendezetlen fehérjék

a rendezetlen fehérjék felfedezése a 2000-es évek elején megkérdőjelezte a fehérjék történelmi gondolkodását. Addig azt hitték, hogy egy fehérje funkciója függ a rögzített 3D szerkezetétől. A rendezetlen fehérjék azonban nem mutatnak rendezett struktúrát alakjukhoz.,

egyes fehérjék teljesen strukturálatlanok lehetnek, míg mások részben strukturálatlanok bizonyos strukturálatlan szakaszokkal. Más fehérjék képesek rendezetlen fehérjékként létezni, csak hogy rögzített szerkezetet képezzenek más molekulákhoz való kötés után.

utoljára szerkesztve: 2016.április 23.