โปรตีน: บทบาททางชีวภาพ บทบาททางชีวภาพของโปรตีนในร่างกาย

โปรตีนที่มีบทบาททางชีวภาพซึ่งจะมีการหารือวันนี้ - สร้างของสารโมเลกุลสูงของกรดอะมิโน ในทุกสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ พวกเขาเป็นหนึ่งในที่สุดซับซ้อนในโครงสร้างของพวกเขา โดยธาตุ โปรตีนองค์ประกอบ แตกต่างจากไขมันและคาร์โบไฮเดรต: นอกเหนือไปจากออกซิเจนไฮโดรเจนและคาร์บอนพวกเขายังมีไนโตรเจน นอกจากนี้ยังเป็นส่วนสำคัญของโปรตีนที่สำคัญที่สุดคือกำมะถันและบางส่วนมีสารไอโอดีนเหล็กและฟอสฟอรัส

บทบาททางชีวภาพของโปรตีนสูงมาก มันเป็นเชื่อมต่อเหล่านี้ทำขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของมวลของกระตุ้นการหลั่งและนิวเคลียสของเซลล์ที่มีชีวิต ทั้งหมดพืชและสัตว์มีชีวิตที่เป็นโปรตีน

หนึ่งหรือหลายฟังก์ชั่น

บทบาททางชีวภาพและฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันของสารดังกล่าวจะแตกต่างกัน ในฐานะที่เป็นสารที่มีโครงสร้างทางเคมีที่เฉพาะเจาะจงในแต่ละโปรตีนทำหน้าที่เฉพาะอย่าง เพียง แต่ในบางกรณีก็สามารถดำเนินการได้หลายความสัมพันธ์ ยกตัวอย่างเช่นอะดรีนาลีนซึ่งผลิตในไตไตเข้าเลือดเพิ่มความดันโลหิตและการบริโภคออกซิเจนน้ำตาลในเลือด นอกจากนี้ยังเป็นตัวกระตุ้นการเผาผลาญอาหารในขณะที่สัตว์เลือดเย็น - และคนกลางของระบบประสาท ที่คุณสามารถดูมันทำหน้าที่หลายครั้ง

เอนไซม์ (ตัวเร่งปฏิกิริยา) ฟังก์ชั่น

ปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นในหลาย ๆ สิ่งมีชีวิตจะดำเนินการภายใต้ภาวะที่ไม่รุนแรงตามที่อุณหภูมิใกล้ถึง 40 ° C และมีค่า pH เป็นกลางเกือบ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้อัตราเล็กน้อยของการเกิดมากของพวกเขา ดังนั้นเพื่อที่จะได้รู้เราต้องเอนไซม์ - เฉพาะ ตัวเร่งปฏิกิริยาทางชีวภาพ เกือบทุกปฏิกิริยายกเว้น photolysis ของน้ำในสิ่งมีชีวิตที่มีการเร่งปฏิกิริยาด้วยเอนไซม์มัน องค์ประกอบเหล่านี้มีโปรตีนหรือโปรตีนคอมเพล็กซ์กับปัจจัย (โมเลกุลอินทรีย์หรือไอออนโลหะ) เอนไซม์ที่เลือกมากเรียกกระบวนการที่จำเป็น ดังนั้นฟังก์ชั่นปัจจัยที่กล่าวข้างต้น - หนึ่งในผู้ที่ดำเนินโปรตีน บทบาททางชีวภาพของสารเหล่านี้อย่างไรก็ตามการดำเนินงานไม่ จำกัด มีคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายที่จะมีการหารือด้านล่างนี้

ฟังก์ชั่นการขนส่ง

สำหรับการดำรงอยู่ของเซลล์กำหนดว่าส่วนใหญ่ของสารเข้าไปภายในของมันที่ให้มันด้วยวัสดุพลังงานและอาคาร เยื่อชีวภาพทั้งหมดจะถูกสร้างขึ้นจากหลักการทั่วไป ชั้นนี้คู่ของไขมันโปรตีนถูกส่งไปอยู่ในนั้น ในขณะเดียวกันมุ่งเน้นเว็บไซต์โมเลกุลน้ำบนพื้นผิวเมมเบรนและในความหนาของพวกเขา - ไม่ชอบน้ำ "หาง" โครงสร้างนี้เป็นไม่อนุญาตให้ส่วนประกอบสำคัญ: กรดอะมิโนน้ำตาลไอออนของโลหะอัลคาไล การรุกขององค์ประกอบเหล่านี้เข้าสู่เซลล์เกิดขึ้นผ่านทางโปรตีนขนส่งที่ฝังอยู่ในเยื่อหุ้มเซลล์ ในแบคทีเรียเช่นมีเป็นโปรตีนพิเศษที่ให้การถ่ายโอนของแลคโตส (น้ำตาลนม) ผ่านเยื่อหุ้มด้านนอก

ใน สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ มีระบบของการขนส่งของสารที่แตกต่างจากอวัยวะหนึ่งไปยังอีก เรากำลังพูดถึงหลักเกี่ยวกับฮีโมโกล (ภาพบน) ในเลือดในนอกจากนี้ยังมีอย่างต่อเนื่องในซีรั่มอัลบูมิ (โปรตีนขนส่ง) มีความสามารถในรูปแบบคอมเพล็กซ์ที่มีเสถียรภาพที่เกิดขึ้นกับการย่อยอาหารของกรดไขมันไขมันเช่นเดียวกับจำนวนของกรดอะมิโนที่ไม่ชอบน้ำ (เช่นโพรไบโอ) และยาเสพติดจำนวนมาก (penicillins บาง sulfonamides แอสไพริน) transferrin ซึ่งมีการขนส่งในร่างกายของไอออนเหล็กที่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่ง กล่าวถึงอาจจะทำและ tseruplazmin ซึ่งลำเลียงไอออนทองแดง ดังนั้นเราจึงมองไปที่ฟังก์ชั่นการขนส่งที่มีประสิทธิภาพโปรตีน บทบาททางชีวภาพของพวกเขาและจากมุมมองนี้เป็นสิ่งสำคัญมาก

ฟังก์ชั่นรับ

โปรตีนมีความสำคัญมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จะมีชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ พวกเขาจะรวมอยู่ในพลาสม่า เยื่อหุ้มเซลล์ และให้บริการที่จะเข้าใจและการเปลี่ยนแปลงต่อไปของสัญญาณที่ใส่มือถือ ในกรณีนี้สัญญาณอาจเป็นได้ทั้งจากเซลล์อื่น ๆ และสภาพแวดล้อมโดยรอบ ผู้รับ acetylcholine ในขณะนี้การศึกษามากที่สุด พวกเขาพบว่าในจำนวนของผู้ติดต่อ interneuron บนเยื่อหุ้มเซลล์รวมทั้งการเชื่อมต่อกล้ามเนื้อในเปลือกสมอง โปรตีนเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับ acetylcholine และส่งสัญญาณภายในเซลล์

สารสื่อประสาทในการรับสัญญาณและแปลงมันจะต้องออกเพื่อเตรียมความพร้อมมือถือก็สามารถที่จะรับรู้สัญญาณเพิ่มเติม สำหรับเรื่องนี้วัตถุประสงค์สาร - เอนไซม์พิเศษซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการย่อยสลายของ acetylcholine เพื่อโคลีนและอะซิเตทที่ มันไม่ได้เป็นสิ่งที่สำคัญมากและรับฟังก์ชั่นที่มีประสิทธิภาพโปรตีน? บทบาททางชีวภาพต่อไปนี้ฟังก์ชั่นป้องกันสำหรับร่างกายเป็นอย่างมาก ด้วยวิธีนี้ก็ไม่สามารถเห็นด้วย

ฟังก์ชั่นป้องกัน

ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายตอบสนองต่อการปรากฏตัวของรุ่นของอนุภาคต่างประเทศเป็นจำนวนมากของเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ พวกเขามีความสามารถในการทำลายองค์ประกอบการคัดเลือก สิ่งแปลกปลอมเหล่านี้อาจเป็นเซลล์มะเร็งเชื้อแบคทีเรียก่อโรคอนุภาค supramolecular (โมเลกุลไวรัสอื่น ๆ ) เซลล์เม็ดเลือดขาว B - กลุ่มของเซลล์เม็ดเลือดขาวซึ่งเป็นผู้ผลิตโปรตีนพิเศษ โปรตีนเหล่านี้มีความโดดเด่นในระบบไหลเวียนเลือด พวกเขาตระหนักอนุภาคต่างประเทศจึงเกิดการทำลายขั้นตอนที่ซับซ้อนสูงที่เฉพาะเจาะจง โปรตีนเหล่านี้จะเรียกว่าภูมิคุ้มกันบกพร่อง แอนติเจนเรียกว่าสารต่างประเทศที่เรียกการตอบสนองของระบบภูมิคุ้มกันของร่างกาย

ฟังก์ชั่นโครงสร้าง

นอกจากนี้ยังมีโปรตีนที่ทำหน้าที่เฉพาะอย่างนี้ยังมีผู้ที่มีค่าส่วนใหญ่โครงสร้าง ขอบคุณพวกเขาให้ความแข็งแรงเชิงกลและคุณสมบัติอื่น ๆ ของเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิต โปรตีนเหล่านี้รวมถึงส่วนใหญ่คอลลาเจน คอลลาเจน (ภาพซม. ด้านล่าง) ในสัตว์เป็นประมาณหนึ่งในสี่ของมวลโปรตีน มันถูกสังเคราะห์ในเซลล์หลักที่ทำขึ้นในเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน (เรียกว่าเซลล์)

ในขั้นต้นคอลลาเจนจะเกิดขึ้นเป็น procollagen - สารตั้งต้นรักษาไหลของสารเคมีในเซลล์ แล้วมันจะเกิดขึ้นเป็นสาม polypeptide โซ่, บิดเป็นเกลียว พวกเขาได้มาร่วมกันออกมาจากเซลล์ในซ่านคอลลาเจนไม่กี่ร้อยนาโนเมตรเส้นผ่าศูนย์กลาง รูปแบบหลังเส้นใยคอลลาเจนซึ่งสามารถมองเห็นได้อยู่แล้วภายใต้กล้องจุลทรรศน์ เนื้อเยื่อยืดหยุ่น (ผนังปอดหลอดเลือดในผิวหนัง) คอลลาเจนแมทริกซ์ extracellular ในนอกจากนี้ยังมีอีลาสตินโปรตีน มันสามารถยืดในช่วงกว้างอย่างเป็นธรรมและจากนั้นกลับสู่สภาพเดิม อีกตัวอย่างหนึ่งคือโปรตีนที่มีโครงสร้างที่สามารถให้ที่นี่ - เป็นผ้าไหมไฟโบรอิน มันจะถูกแยกออกระหว่างการก่อตัวของหนอนดักแด้มอด มันเป็นองค์ประกอบหลักของเส้นไหม ตอนนี้เราอธิบายโปรตีนมอเตอร์

โปรตีนมอเตอร์

และในการดำเนินงานของมอเตอร์กระบวนการบทบาททางชีวภาพที่มีขนาดใหญ่ของโปรตีน สั้น ๆ บอกเกี่ยวกับเรื่องนี้และฟังก์ชั่นของพวกเขา การหดตัวของกล้ามเนื้อ - เป็นกระบวนการในระหว่างที่พลังงานเคมีจะถูกแปลงเป็นงานกล ตรงสมาชิกสองโปรตีน - myosin และโปรตีน myosin มีโครงสร้างที่ผิดปกติอย่างมาก มันจะเกิดขึ้นของทั้งสองหัวและหางเป็นรูปทรงกลม (ส่วนเส้นใยยาว) ประมาณ 1,600 นาโนเมตรมีความยาวของหนึ่งโมเลกุล บนหัวส่วนจึงคิดเป็นประมาณ 200 นาโนเมตร

โปรตีน (ภาพบน) - โปรตีนเป็นรูปทรงกลมมีน้ำหนักโมเลกุลของ 42000. มันสามารถ polymerized ในรูปแบบโครงสร้างที่ยาวและมีปฏิสัมพันธ์ในลักษณะที่มีหัวของ myosin คุณลักษณะที่สำคัญของกระบวนการนี้ - การพึ่งพาการปรากฏตัวของเอทีพี ถ้ามีความเข้มข้นที่สูงพอที่เกิดขึ้น myosin และโปรตีนที่ซับซ้อนถูกทำลายแล้วมันจะหายอีกครั้งหลังจากที่เอทีพีจองจำเกิดขึ้นเป็นผลมาจาก myosin ATPase กระบวนการนี้สามารถสังเกตได้ตัวอย่างเช่นในการแก้ปัญหาขัดแย้งทั้งโปรตีนที่มีอยู่ มันจะกลายเป็นความหนืดเป็นผลมาจากความจริงที่ว่าน้ำหนักสูงที่ซับซ้อนโมเลกุลที่เกิดขึ้นในกรณีที่ไม่มีของเอทีพี นอกจากนี้ยังช่วยลดความหนืดเนื่องจากการทำลายของอาคารที่สร้างขึ้นหลังจากที่มันค่อยๆเริ่มฟื้นตัวเป็นผลมาจากการย่อยสลายของเอทีพี ในกระบวนการของการหดตัวของกล้ามเนื้อ, การโต้ตอบเหล่านี้มีบทบาทสำคัญมาก

ยาปฏิชีวนะ

เรายังคงที่จะเปิดเผยในหัวข้อ "บทบาททางชีวภาพของโปรตีนในร่างกาย." กลุ่มใหญ่มากและที่สำคัญมากของสารธรรมชาติที่มีสารที่เรียกว่ายาปฏิชีวนะ พวกเขาเป็นแหล่งกำเนิดของจุลินทรีย์ สารเหล่านี้ได้รับการจัดสรรชนิดพิเศษของเชื้อจุลินทรีย์ บทบาททางชีวภาพของกรดอะมิโนและโปรตีนจะปฏิเสธไม่ได้ แต่ยาปฏิชีวนะมีพิเศษฟังก์ชั่นที่สำคัญมาก พวกเขายับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อจุลินทรีย์ที่แข่งขันกับพวกเขา ในปี 1940, การค้นพบและการใช้ยาปฏิชีวนะมีการปฏิวัติการรักษาโรคติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อแบคทีเรีย มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่าในกรณีส่วนใหญ่ยาปฏิชีวนะไวรัสไม่ได้กระทำเพื่อให้การใช้งานของพวกเขาเป็นยาต้านไวรัสไม่ได้ผล

ตัวอย่างของการใช้ยาปฏิชีวนะ

กลุ่มยาปฏิชีวนะเป็นครั้งแรกที่นำสู่การปฏิบัติ ตัวอย่างของกลุ่มนี้คือ ampicillin และ benzylpenicillin ยาปฏิชีวนะในกลไกของการกระทำและเคมีธรรมชาติที่หลากหลาย บางส่วนของผู้ที่มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวันนี้มีปฏิสัมพันธ์กับไรโบโซมของมนุษย์ในขณะที่ไรโบโซมแบคทีเรียยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีน ในเวลาเดียวกันพวกเขาไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์กับไรโบโซม eukaryotic ดังนั้นสำหรับเซลล์แบคทีเรียพวกเขามีความอันตรายจากสัตว์และมนุษย์เป็นพิษต่ำ ยาปฏิชีวนะดังกล่าวรวมถึง streptomycin และ chloramphenicol (chloramphenicol)

บทบาททางชีวภาพของ การสังเคราะห์โปรตีน เป็นสิ่งสำคัญมาก แต่กระบวนการตัวเองมีหลายขั้นตอน เราจะพูดคุยเกี่ยวกับมันเพียง แต่ในแง่ทั่วไป

กระบวนการและบทบาททางชีวภาพของการสังเคราะห์โปรตีน

กระบวนการนี้มีหลายขั้นตอนที่ซับซ้อนมาก มันเกิดขึ้นในไรโบโซม - การ organelles ที่เฉพาะเจาะจง ในกรงมีชุดของไรโบโซม ใน E. coli, ตัวอย่างเช่นมีประมาณ 20,000

"อธิบายกระบวนการของการสังเคราะห์โปรตีนและบทบาททางชีวภาพ" - เป็นงานที่พวกเราหลายคนได้รับในโรงเรียน และมันจะทำให้เกิดความยากลำบากมาก ดีขอหาร่วมกัน

โมเลกุลของโปรตีนเป็น polypeptide โซ่ พวกเขาประกอบด้วยตามที่คุณรู้อยู่แล้วว่ามาจากกรดอะมิโนแต่ละบุคคล อย่างไรก็ตามหลังไม่ได้ใช้งานมากพอ เพื่อเชื่อมต่อและรูปแบบโมเลกุลโปรตีนที่พวกเขาจำเป็นต้องมีการเปิดใช้งาน มันเกิดขึ้นเป็นผลมาจากเอนไซม์ที่เฉพาะเจาะจง กรดอะมิโนแต่ละคนในกรณีนี้มีเอนไซม์ของตัวเองโดยเฉพาะการปรับตรงกับมัน แหล่งที่มาของพลังงานสำหรับกระบวนการนี้ก็คือ ATP (adenosine triphosphate) กรดอะมิโนที่เกิดจากการเปิดใช้งานจะกลายเป็น labile มากขึ้นและผูกภายใต้การกระทำของเอนไซม์ที่มี M-RNA ซึ่งถือมันเข้าไปในไรโบโซม (เพราะอาร์เอ็นเอที่เรียกว่าการขนส่งนี้) ด้วย ไรโบโซมจึงทำหน้าที่เชื่อมต่อกับ tRNA เปิดใช้กรดอะมิโน ไรโบโซม - ชนิดของสายพานลำเลียงสำหรับการชุมนุมของกรดอะมิโนเข้ามาของห่วงโซ่โปรตีน

การสังเคราะห์บทบาท ของโปรตีนเป็นเรื่องยากที่ จะประเมินค่าสูงเป็นสารสังเคราะห์ปฏิบัติหน้าที่ที่สำคัญมาก เกือบทุกโครงสร้างของเซลล์ประกอบด้วยพวกเขา

ดังนั้นเราได้อธิบายไว้ในข้อตกลงทั่วไปกระบวนการของการสังเคราะห์โปรตีนและบทบาททางชีวภาพ นี้สรุปความคุ้นเคยกับโปรตีน เราหวังว่าคุณมีความปรารถนาที่จะดำเนินการต่อมัน