Egy komplex fehérje magán a fehérjekomponensen kívül egy további, eltérő jellegű (protézis) csoportot is tartalmaz. Szénhidrátok, lipidek, fémek, foszforsavmaradékok, nukleinsavak működnek ezen összetevőként. Ez a cikk megmondja, hogyan különböznek az egyszerű fehérjék az összetettektől, milyen típusokra oszthatók fel ezek az anyagok, és mik a jellemzőik. A fő különbség a vizsgált anyagok között az összetételük.
Komplex fehérjék: Meghatározás
Ezek kétkomponensű anyagok, amelyek egy egyszerű fehérjét (peptidláncok) és egy nem fehérjetartalmú anyagot (protéziscsoport) tartalmaznak. Hidrolízisük során aminosavak, nem fehérje rész és bomlástermékek keletkeznek. Miben különböznek az egyszerű fehérjék az összetettektől? Az előbbiek csak aminosavakból állnak.
Komplex fehérjék osztályozása és jellemzése
Ezek az anyagok típusokra vannak osztva a további csoport típusától függően. A komplexitásbafehérjék a következők:
- A glikoproteinek olyan fehérjék, amelyek molekulái szénhidrátmaradékot tartalmaznak. Közülük megkülönböztethetők a proteoglikánok (az intercelluláris tér összetevői), amelyek szerkezetükben mukopoliszacharidokat tartalmaznak. A glikoproteinek közé tartoznak az immunglobulinok.
- A lipoproteinek lipidkomponenst tartalmaznak. Ide tartoznak az apolipoproteinek, amelyek a lipidtranszport funkcióját látják el.
- A fémproteinek fémionokat (réz, mangán, vas stb.) tartalmaznak, amelyek donor-akceptor kölcsönhatáson keresztül kötődnek meg. Nem tartoznak ebbe a csoportba a hem fehérjék, amelyek magukban foglalják a profirin gyűrű vassal alkotott vegyületeit és a hozzájuk hasonló szerkezetű vegyületeket (különösen a klorofilt).
- A nukleoproteinek olyan fehérjék, amelyek nem kovalens kötéssel rendelkeznek nukleinsavakkal (DNS, RNS). Ezek közé tartozik a kromatin, a kromoszómák egyik összetevője.
- 5. A foszfoproteinek, amelyek közé tartozik a kazein (egy összetett túrófehérje), kovalensen kapcsolt foszforsavmaradékokat is tartalmaznak.
A kromoproteineket a protézis komponens színe egyesíti. Ebbe az osztályba tartoznak a hem fehérjék, klorofillok és flavoproteinek
A glikoproteinek és proteoglikánok jellemzői
Ezek a fehérjék összetett anyagok. A proteoglikánok nagy arányban (80-85%) tartalmaznak szénhidrátot, a hagyományos glikoproteinekben 15-20%. Az uronsavak csak a proteoglikán molekulában vannak jelen, szénhidrátjaikat szabályos szerkezet jellemzi, ismétlődő egységekkel. Mi a komplex glikoprotein fehérjék felépítése és funkciója? Szénhidrátláncaik csak 15 láncszemből állnak, és szabálytalanok.szerkezet. A glikoproteinek szerkezetében a szénhidrát és a fehérje komponens összekapcsolása általában aminosav-maradékokon, például szerin vagy aszpargin keresztül történik.
A glikoproteinek funkciói:
- Részei a bakteriális sejtfalnak, a kötőcsont- és porcszövetnek, körülveszik a kollagén- és elasztinrostokat.
- Játssz védelmező szerepet. Például az antitestek, interferonok, véralvadási faktorok (protrombin, fibrinogén) ilyen szerkezettel rendelkeznek.
- Olyan receptorok, amelyek kölcsönhatásba lépnek egy effektorral – egy kis, nem fehérje molekulával. Ez utóbbi a fehérjéhez kapcsolódva annak konformációjának megváltozásához vezet, ami bizonyos intracelluláris válaszreakcióhoz vezet.
- Hormonális funkció végrehajtása. A glikoproteinek közé tartoznak a gonadotrop, adrenokortikotrop és a pajzsmirigy-stimuláló hormonok.
- A vérben lévő anyagok és ionok szállítása a sejtmembránon keresztül (transzferrin, transzkortin, albumin, Na+, K+ -ATPáz).
A glikoprotein enzimek közé tartozik a kolinészteráz és a nukleáz.
További információ a proteoglikánokról
A proteoglikán komplex fehérje szerkezetében általában nagy szénhidrátláncok vannak ismétlődő diszacharid-maradékokkal, amelyek valamilyen uronsavból és aminocukorból állnak. Az oligo- vagy poliszacharid láncokat glikánoknak nevezzük. Az előbbiek általában 2-10 monomer egységet tartalmaznak.
A szénhidrátláncok szerkezetétől függően különböző típusokat különböztetünk meg, például savanyúnagyszámú savas csoportot vagy glükózaminoglikánokat tartalmazó heteropoliszacharidok, beleértve az aminocsoportokat is. Ez utóbbiak a következők:
- Hialuronsav, amelyet a kozmetológiában aktívan használnak.
- Heparin, amely megakadályozza a véralvadást.
- A keratán-szulfátok a porc és a szaruhártya összetevői.
- A kondroitin-szulfátok a porc és az ízületi folyadék részei.
Ezek a polimerek a proteoglikánok összetevői, amelyek kitöltik a sejtközi teret, visszatartják a vizet, kenik az ízületek mozgó részeit, és ezek szerkezeti alkotóelemei. A proteoglikánok hidrofilitása (jó vízoldhatósága) lehetővé teszi számukra, hogy gátat képezzenek a nagy molekulák és mikroorganizmusok számára az intercelluláris térben. Segítségükkel zselészerű mátrix jön létre, amelybe más fontos fehérjék, például kollagén rostjait merítik. A proteoglikán közegben lévő szálai fa alakúak.
A lipoproteinek jellemzői és típusai
A komplex protein lipoprotein jól meghatározott kettős hidrofil és hidrofób természetű. A molekula magját (hidrofób részt) apoláris koleszterin-észterek és triacilgliceridek alkotják.
A hidrofil zónán kívül található a fehérjerész, a foszfolipidek, a koleszterin. A lipoprotein fehérjéknek többféle típusa létezik, szerkezetüktől függően.
A lipoproteinek fő osztályai:
- Nagy sűrűségű komplex fehérje (HDL, α-lipoproteinek). A koleszterint a májba és a perifériás szövetekbe mozgatja.
- Kis sűrűségű (LDL, β-lipoproteinek). Kivévea koleszterint triacilgliceridek és foszfolipidek szállítják.
- Nagyon alacsony sűrűségű (VLDL, pre-β-lipoproteinek). Hajtsa végre az LDL-hez hasonló funkciót.
- Kilomikron (XM). Táplálkozás után szállítja a zsírsavakat és a koleszterint a belekből.
Az olyan érrendszeri patológia, mint az érelmeszesedés, a különböző típusú lipoproteinek nem megfelelő arányának eredményeképpen alakul ki a vérben. Az összetétel jellemzői szerint a foszfolipidek (HDL-től a kilomikronokig) szerkezetében számos tendencia azonosítható: a fehérje (80-ról 10%-ra) és a foszfolipidek arányának csökkenése, a triacilgliceridek százalékos növekedése (20-90%).
Sok fontos enzim található a metalloproteinek között
A metalloprotein több fém ionját is tartalmazhatja. Jelenlétük befolyásolja a szubsztrát orientációját az enzim aktív (katalitikus) helyén. A fémionok az aktív helyen lokalizálódnak, és fontos szerepet játszanak a katalitikus reakcióban. Az ion gyakran elektronakceptorként működik.
Példák az enzimes metalloproteinek szerkezetében található fémekre:
- A réz a citokróm-oxidáz összetételében található, amely a hem mellett ennek a fémnek egy ionját tartalmazza. Az enzim részt vesz az ATP képződésében a légzőlánc működése során.
- A vas olyan enzimeket tartalmaz, mint a ferritin, amely a vas lerakódását végzi a sejtben; transzferrin - vas hordozója a vérben; a kataláz felelős a hidrogén-peroxid semlegesítési reakcióért.
- A cink egy fém jellemzőjealkohol-dehidrogenáz, amely részt vesz az etil- és hasonló alkoholok oxidációjában; laktát-dehidrogenáz - egy enzim a tejsav metabolizmusában; szénsav-anhidráz, amely katalizálja a szénsav képződését CO2 és H2O-ból; alkalikus foszfatáz, amely a foszforsav-észterek hidrolitikus hasítását végzi különféle vegyületekkel; Az α2-makroglobulin egy anti-proteáz vérfehérje.
- A szelén a tiroperoxidáz része, amely részt vesz a pajzsmirigyhormonok képződésében; glutation-peroxidáz, amely antioxidáns funkciót lát el.
- A kalcium az α-amiláz, a keményítő hidrolitikus lebontását végző enzim szerkezetére jellemző.
foszfoproteinek
Mit tartalmaz a foszfoproteinek komplex fehérje? Ezt a kategóriát egy foszfátcsoport jelenléte jellemzi, amely a fehérje részhez aminosavak és hidroxil (tirozin, szerin vagy treonin) révén kapcsolódik. Mi a foszforsav szerepe a fehérje szerkezetében? Megváltoztatja a molekula szerkezetét, töltést ad, növeli az oldhatóságot, befolyásolja a fehérje tulajdonságait. A foszfoproteinek például a tejkazein és a tojásalbumin, de az enzimek többnyire a komplex fehérjék ebbe a kategóriába tartoznak.
A foszfátcsoport fontos funkcionális szerepet játszik, mivel sok fehérje nem kötődik hozzá tartósan. A sejtben folyamatosan foszforilációs és defoszforilációs folyamatok zajlanak. Ennek eredményeként a fehérjék munkájának szabályozása történik. Például, ha a hisztonok nukleinsavakhoz kapcsolódó fehérjék, akkor áthaladnakfoszforilált állapotba kerül, akkor a genom (genetikai anyag) aktivitása megnő. Az olyan enzimek, mint a glikogén-szintáz és a glikogén-foszforiláz, aktivitása a foszforilációtól függ.
Nukleoproteinek
A nukleoproteinek olyan fehérjék, amelyek nukleinsavakhoz kapcsolódnak. Elválaszthatatlan részét képezik a genetikai anyag tárolásának és szabályozásának, a fehérjeszintézis funkcióját ellátó riboszómák munkájának. A vírusok legegyszerűbb életformáit ribo- és dezoxiribonukleoproteineknek nevezhetjük, mivel genetikai anyagból és fehérjékből állnak.
Hogyan lépnek kölcsönhatásba a dezoxiribonukleinsav (DNS) és a hisztonok? A kromatinban a DNS-hez kapcsolódó fehérjék 2 típusát különböztetjük meg (hiszton és nem hiszton). Az előbbiek a DNS-tömörítés kezdeti szakaszában vesznek részt. A nukleinsavmolekula a fehérjék köré tekerve nukleoszómákat képez. A keletkező fonal a gyöngyökhöz hasonló, szupertekercses szerkezetet (kromatin fibrill) és szupertekercset (interfázisú kromonéma) alkotnak. A hisztonfehérjék és a magasabb szintű fehérjék hatásának köszönhetően a DNS dimenziója ezerszeresére csökken. A fehérjék fontosságának megítéléséhez elegendő a kromoszómák méretét és a nukleinsav hosszát összehasonlítani (6-9 cm, illetve 10-6 µm).
Mik azok a kromoproteinek?
A kromoproteinek nagyon sokféle csoportot tartalmaznak, amelyekben csak egy közös dolog van: a szín jelenléte a protézis komponensben. Az ebbe a kategóriába tartozó komplex fehérjék a következőkre oszthatók: hemoproteinek (hemet tartalmaznak a szerkezetben), retina fehérjék (A-vitamin), flavoproteinek (B2-vitamin),kobamid fehérjék (B12-vitamin).
A hemoproteineket funkciójuk szerint nem enzimatikus (hemoglobin és mioglobin fehérje) és enzimekre (citokrómok, kataláz, peroxidáz) osztályozzák.
A flavoproteinek protézis komponensként tartalmazzák a B2-vitamin flavin-mononukleotid (FMN) vagy flavin-adenin-dinukleotid (FAD) származékait. Ezek az enzimek a redox átalakulásban is részt vesznek. Ide tartoznak az oxidoreduktázok.
Mik azok a citokrómok?
A fent leírtak szerint a hem porfirinből áll. Szerkezete 4 pirrolgyűrűből és vasvasból áll. A hem enzimek egy speciális csoportja - a citokrómok, amelyek az aminosavak összetételében és a peptidláncok számában különböznek egymástól, a redox reakciók végrehajtására specializálódtak, amelyek biztosítják az elektronok átvitelét a légzési láncban. Ezek az enzimek részt vesznek a mikroszomális oxidációban - a xenobiotikumok biotranszformációjának kezdeti reakcióiban, amelyek semlegesítésükhöz vezetnek, valamint számos exogén és exogén anyag, például szteroidok, telített zsírsavak cseréjében.
A protéziscsoport befolyása
A komplex fehérjék részét képező protéziscsoport befolyásolja tulajdonságait: megváltoztatja töltését, oldhatóságát, hőre lágyuló képességét. Például a foszforsav-maradékok vagy a monoszacharidok rendelkeznek ilyen hatással. A komplex fehérje összetételében lévő szénhidrát rész megvédi a proteolízistől (a hidrolízis folyamat eredményeként bekövetkező pusztulástól), befolyásolja a molekulák behatolását a sejten keresztül.membrán, szekréciójuk és válogatásuk. A lipidfragmens lehetővé teszi fehérjecsatornák létrehozását a vízben rosszul oldódó (hidrofób) vegyületek szállításához.
A komplex fehérjék szerkezete és funkciója teljes mértékben a protetikus csoporttól függ. Például a hemoglobinban található vastartalmú hem megköti az oxigént és a szén-dioxidot. A hisztonok, protaminok DNS-sel vagy RNS-sel való kölcsönhatása eredményeként képződő nukleoproteineknek köszönhetően a genetikai anyag védett, kompaktan raktározódik, a fehérjeszintézis során RNS kötődik. A nukleoproteinek fehérjék és nukleinsavak stabil komplexei.
Következtetés
Így az összetett fehérjék a funkciók széles skáláját látják el a szervezetben. Ezért a makro- és mikroelemek bevitele olyan fontos az egészség megőrzéséhez. A fémek számos enzim részét képezik. A biokémia, az egészségi állapot és a lakóhely ökológiai állapotának ismeretében saját étrendjét állíthatja be. Például jelöljön ki olyan területeket, amelyeket bármely elem hiánya jellemez. Kiegészítők formájában történő további bevezetése az étrendbe lehetővé teszi a hiány pótlását.
