Proteine sind eines der am häufigsten vorkommenden organischen Moleküle in lebenden Systemen und haben den unterschiedlichsten Funktionsumfang aller Makromoleküle. In dieser Lektion lernen wir etwas darüber
WAS SIND PROTEINE?
Sie können als hochmolekulare Mischpolymere von α-Aminosäuren definiert werden, die mit der Peptidbindung (-CO-NH-) verbunden sind. Proteine sind die Hauptbestandteile aller lebenden Materie. Sie enthalten Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel und einige enthalten auch Phosphor.
Pflanzen können alle Aminosäuren synthetisieren; Tiere können nicht, obwohl sie alle lebenswichtig sind.
WAS IST DIE STRUKTUR VON PROTEINEN?
Die Funktion von Proteinen hängt von ihrer Struktur ab. Sie sind Biopolymere, die aus einer oder mehreren Ketten von Aminosäureresten bestehen, die über Peptidbindungen von Kopf bis Schwanz verbunden sind. Jede Saite faltet sich zu einer dreidimensionalen Struktur. Es gibt vier Ebenen der Proteinstruktur:
Die Primärstruktur wird durch kovalente Bindungen zusammengehalten, die während des Translationsprozesses hergestellt werden. Der Prozess, durch den sich die höheren Strukturen bilden, wird als Proteinfaltung bezeichnet und ist eine Folge der Primärstruktur. Obwohl jedes einzigartige Polypeptid mehr als eine stabile gefaltete Konformation aufweisen kann, hat jede Konformation ihre eigene biologische Aktivität und nur eine Konformation wird als aktive oder native Konformation angesehen.
Wenn eine Region eines Proteins eine Sekundärstruktur aufweist, handelt es sich entweder um eine Alpha-Helix oder ein Beta-Faltblatt. Die Kette wird weiter in größere dreidimensionale Strukturen gefaltet, die durch Wasserstoffbrücken, hydrophobe Wechselwirkungen und / oder Disulfidbindungen zusammengehalten werden.
Proteine sind im Allgemeinen große Moleküle mit manchmal Molekularmassen von bis zu 3.000.000. Solche langen Ketten von Aminosäuren werden fast allgemein als Proteine bezeichnet, aber kürzere Ketten von Aminosäuren werden als Polypeptide, Peptide oder sehr selten Oligopeptide bezeichnet.
Proteine können nur in ihrem aktiven oder nativen Zustand, in einem kleinen Bereich von pH-Werten und unter Lösungsbedingungen mit einer minimalen Menge an Elektrolyten existieren, da viele Proteine in destilliertem Wasser nicht in Lösung bleiben. Ein Protein, das seinen ursprünglichen Zustand verliert, soll denaturiert sein. Denaturierte Proteine haben im Allgemeinen keine andere Sekundärstruktur als eine Zufallsspule. Ein Protein in seinem nativen Zustand wird oft als gefaltet beschrieben.
WAS SIND DIE VERSCHIEDENEN PROTEINARTEN?
1. Kontraktile Proteine
Actin und Myosin des Skelettsystems sind zwei Beispiele für kontraktile Proteine. Diese sind für die Muskelkontraktion und -bewegung verantwortlich. Aktin steuert die Muskelkontraktion sowie die Zellbewegungs- und Teilungsprozesse. Myosin liefert Energie für die Aufgaben, die Actin ausführt.
2. Transportieren Sie Proteine
Sie binden und transportieren bestimmte Moleküle oder Ionen von einem Organ zum anderen. Beispielsweise ist Hämoglobin für den Transport von Sauerstoff durch das Blut über rote Blutkörperchen verantwortlich. Cytochrome wirken in der Elektronentransportkette als Elektronenträgerprotein; Lipoproteine im Blutplasma transportieren Lipide von der Leber zu anderen Organen. Es gibt andere Arten von Transportproteinen in den Plasmamembranen und intrazellulären Membranen aller Organismen, die Glucose und Aminosäuren über die Membran binden und transportieren.
3. Strukturproteine
Diese Proteine dienen als Stützfilamente, Kabel oder Folien, um biologischen Strukturen Festigkeit oder Schutz zu verleihen. Kollagen ist ein faseriges Protein, das den Hauptbestandteil von Sehnen und Knorpel bildet. Leder ist fast reines Kollagen. In Bändern vorhandenes Elastin ist auch ein Strukturprotein. Keratin ist in Haaren, Fingernägeln und Federn vorhanden; Fibroin in Seidenfasern und Spinnennetzen; Resilin in den Flügelscharnieren einiger Insekten - alle sind Kollagen mit hoher Elastizität.
4. Speicherproteine
Diese dienen als biologische Reserven von Metallionen und Aminosäuren, die von Organismen genutzt werden. Nähr- und Speicherproteine sind in Pflanzensamen, Eiweiß und Milch enthalten. Zum Beispiel sind Kasein und Ovalbumin die Speicherproteine, die Aminosäuren in Tieren speichern - Kasein das Hauptprotein der Milch und Ovalbumin das Hauptprotein des Eiweißes; Prolamin-Gliadin (ein Bestandteil von Gluten) ist das Speicherprotein in Weizen, und Ferritin ist ein Speicherprotein, das Eisen (Bestandteil von Hämoglobin) speichert.
5. Abwehrproteine
Dies sind spezialisierte Proteine, die den Körper gegen Antigene oder fremde Eindringlinge verteidigen und so den Körper vor Verletzungen schützen. Immunglobuline oder Antikörper sind spezialisierte Proteine, die von Lymphozyten oder Wirbeltieren hergestellt werden. Sie identifizieren und verteidigen Bakterien, Viren und andere fremde Eindringlinge im Blut. Fibrinogen und Thrombin sind Blutgerinnungsproteine, die den Blutverlust verhindern, wenn das Gefäßsystem verletzt wird.
6. Regulatorische Proteine
Diese helfen, die zelluläre oder physiologische Aktivität zu regulieren. Hormone sind ein Beispiel für regulatorische Proteine. Zum Beispiel Insulin, Oxytocin und Somatotropin. Insulin reguliert den Glukosestoffwechsel, Oxytocin stimuliert Kontraktionen während der Geburt und Somatotropin ist ein Wachstumshormon, das die Proteinproduktion in Muskelzellen anregt.
