Az élő sejtet alkotó számos szerves anyag nagy molekulamérettel rendelkezik, és biopolimerek. Ide tartoznak a fehérjék, amelyek a teljes sejt száraz tömegének 50-80%-át teszik ki. A fehérje monomerek olyan aminosavak, amelyek peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. A fehérje makromolekulák több szerveződési szinttel rendelkeznek, és számos fontos funkciót látnak el a sejtben: építő, védő, katalitikus, motoros stb. Cikkünkben megvizsgáljuk a peptidek szerkezeti jellemzőit, valamint példákat adunk globuláris és fibrilláris fehérjékre. amelyek az emberi testet alkotják.
A polipeptid makromolekulák szerveződési formái
Az aminosavmaradékok egymás után erős kovalens kötésekkel, ún.peptid. Meglehetősen erősek és stabil állapotban tartják a fehérje elsődleges szerkezetét, amely lánc formájú. A másodlagos forma akkor következik be, amikor a polipeptidlánc egy alfa-hélixbe csavarodik. A további fellépő hidrogénkötések stabilizálják. A harmadlagos, vagy natív konfiguráció alapvető fontosságú, mivel az élő sejtben a legtöbb globuláris fehérje éppen ilyen szerkezettel rendelkezik. A spirál gömb vagy gömb formájában van csomagolva. Stabilitása nemcsak az új hidrogénkötések megjelenésének, hanem a diszulfidhidak kialakulásának is köszönhető. A cisztein aminosavat alkotó kénatomok kölcsönhatása miatt keletkeznek. A tercier szerkezet kialakításában fontos szerepet játszanak a peptidszerkezeten belüli atomcsoportok közötti hidrofil és hidrofób kölcsönhatások. Ha egy globuláris fehérje ugyanazokkal a molekulákkal kombinálódik egy nem fehérjekomponensen, például egy fémionon keresztül, akkor kvaterner konfiguráció jön létre – ez a polipeptid legmagasabb szintű szerveződési formája.
Fibrilláris fehérjék
A sejtben a kontraktilis, motoros és építő funkciókat fehérjék látják el, amelyek makromolekulái vékony szálaknak - rostoknak tűnnek. A bőr, haj és köröm rostjait alkotó polipeptideket fibrilláris fajok közé sorolják. Közülük a leghíresebb a kollagén, a keratin és az elasztin. Vízben nem oldódnak, hanem megduzzadhatnak, ragacsos és viszkózus masszát alkotva. A lineáris szerkezetű peptidek szintén a hasadási orsószálak részét képezik, és a sejt mitotikus apparátusát alkotják. Őka kromoszómákhoz kötődnek, összehúzódnak és a sejt pólusaihoz nyúlnak. Ez a folyamat megfigyelhető a mitózis anafázisában - a test szomatikus sejtjeinek osztódásában, valamint a csírasejtek osztódásának redukciós és egyenlítő szakaszában - meiosis. A globuláris fehérjével ellentétben a rostok képesek gyorsan megnyúlni és összehúzódni. A csillók-cipők csillói, az euglena zöld vagy egysejtű algák - chlamydomonas - szálkáiból épülnek fel, és a legegyszerűbb szervezetekben látják el a mozgás funkcióit. Az izomfehérjék – az aktin és a miozin – összehúzódása, amelyek az izomszövet részét képezik, meghatározzák a vázizmok különféle mozgásait, és fenntartják az emberi test izomvázát.
Globuláris fehérjék szerkezete
Peptidok - különböző anyagok molekuláinak hordozói, védőfehérjék - immunglobulinok, hormonok - ez a fehérjék hiányos listája, amelyek harmadlagos szerkezete gömb alakú - golyócskák. Vannak bizonyos fehérjék a vérben, amelyek felületén bizonyos területek – aktív központok – találhatók. Segítségükkel felismerik és magukhoz kötik a vegyes és belső elválasztású mirigyek által termelt biológiailag aktív anyagok molekuláit. Globuláris fehérjék segítségével a pajzsmirigy és a nemi mirigyek, a mellékvese, a csecsemőmirigy, az agyalapi mirigy hormonjai eljutnak az emberi szervezet bizonyos sejtjeihez, amelyek felismerésére speciális receptorokkal vannak felszerelve.
Membránpolipeptidek
A sejtmembránok szerkezetének fluid-mozaik modellje a legjobban alkalmazkodik fontos funkcióikhoz: gát,receptor és transzport. A benne található fehérjék bizonyos anyagok ionjainak és részecskéinek szállítását végzik, mint például glükóz, aminosavak stb. A globuláris hordozófehérjék tulajdonságait példaként a nátrium-kálium pumpával lehet tanulmányozni. Végrehajtja az ionok átmenetét a sejtből az intercelluláris térbe és fordítva. A nátriumionok folyamatosan beköltöznek a sejt citoplazmájának közepébe, a káliumkationok pedig folyamatosan kimozdulnak a sejtből. Ezen ionok kívánt koncentrációjának megsértése sejthalálhoz vezet. Ennek a veszélynek a megelőzése érdekében egy speciális fehérjét építenek be a sejtmembránba. A globuláris fehérjék szerkezete olyan, hogy a Na+ és K+kationokat hordozzák az adenozin-trifoszforsav energiáját használó koncentráció-gradiens ellenében.
Az inzulin felépítése és funkciója
Az oldható, gömb alakú fehérjék, amelyek harmadlagos formában vannak, az emberi szervezetben az anyagcsere szabályozóiként működnek. Az inzulint a Langerhans-szigetek béta-sejtjei termelik, és szabályozza a vércukorszintet. Két polipeptidláncból (α- és β-formákból) áll, amelyeket több diszulfidhíd köt össze. Ezek kovalens kötések, amelyek a kéntartalmú aminosav - cisztein - molekulái között keletkeznek. A hasnyálmirigyhormon főként aminosavegységek rendezett szekvenciájából áll, alfa-hélix formájában. Egy kis része β-szerkezetű és aminosav-maradékokkal rendelkezik szigorú térbeli orientáció nélkül.
Hemoglobin
A globuláris peptidek klasszikus példájaA vérben lévő fehérje, amely a vér vörös színét okozza, a hemoglobin. A fehérje négy polipeptid régiót tartalmaz alfa és béta hélixek formájában, amelyeket egy nem fehérje komponens - hem - köt össze. Ezt egy vasion képviseli, amely a polipeptid láncokat a kvaterner formához kapcsolódó megerősítéssé köti. Az oxigénrészecskék a fehérjemolekulához kapcsolódnak (ebben a formában oxihemoglobinnak hívják), majd a sejtekbe szállítják. Ez biztosítja a disszimilációs folyamatok normális lefolyását, hiszen az energia beszerzése érdekében a sejt oxidálja a bekerült szerves anyagokat.
A vérfehérje szerepe a gázszállításban
A hemoglobin az oxigén mellett szén-dioxidot is képes megkötni. A szén-dioxid a katabolikus sejtreakciók melléktermékeként képződik, és el kell távolítani a sejtekből. Ha a belélegzett levegő szén-monoxidot - szén-monoxidot tartalmaz, akkor erős kötést tud kialakítani a hemoglobinnal. Ebben az esetben a színtelen és szagtalan mérgező anyag a légzés során gyorsan behatol a test sejtjeibe, mérgezést okozva. A szén-monoxid magas koncentrációjára különösen érzékenyek az agy szerkezetei. A medulla oblongatában található légzőközpont bénulása következik be, ami fulladás okozta halálhoz vezet.
Cikkünkben megvizsgáltuk a peptidek szerkezetét, szerkezetét és tulajdonságait, és példákat hoztunk a globuláris fehérjékre is, amelyek számos fontos funkciót látnak el az emberi szervezetben.
