Protein là một trong những phân tử hữu cơ phong phú nhất trong hệ thống sống và có chức năng đa dạng nhất trong tất cả các đại phân tử. Trong bài học này, chúng ta sẽ tìm hiểu về
PROTEINS LÀ GÌ?
Chúng có thể được định nghĩa là các polyme hỗn hợp có khối lượng phân tử cao của các α-amino axit liên kết với nhau bằng liên kết peptit (-CO-NH-). Protein là thành phần chính của tất cả các vật chất sống. Chúng chứa cacbon, hydro, nitơ và lưu huỳnh và một số còn chứa phốt pho.
Thực vật có thể tổng hợp tất cả các axit amin; động vật không thể, mặc dù tất cả chúng đều cần thiết cho sự sống.
CẤU TRÚC CỦA PROTEINS LÀ GÌ?
Chức năng của protein phụ thuộc vào cấu trúc của chúng. Chúng là các polyme sinh học bao gồm một hoặc nhiều chuỗi gốc axit amin nối từ đầu đến đuôi thông qua liên kết peptit. Mỗi chuỗi gấp lại thành một cấu trúc 3 chiều. Có bốn cấp độ cấu trúc của protein:
Cấu trúc cơ bản được tổ chức với nhau bằng các liên kết cộng hóa trị, được tạo ra trong quá trình dịch mã. Quá trình hình thành các cấu trúc cao hơn được gọi là quá trình gấp protein và là hệ quả của cấu trúc sơ cấp. Mặc dù bất kỳ polypeptit duy nhất nào cũng có thể có nhiều hơn một cấu trúc gấp ổn định, nhưng mỗi cấu trúc có hoạt tính sinh học riêng và chỉ một cấu trúc được coi là cấu trúc hoạt động hoặc cấu trúc bản địa.
Nếu một vùng của protein có bất kỳ cấu trúc thứ cấp nào, thì đó là chuỗi xoắn alpha hoặc tấm beta. Chuỗi được gấp lại thành các cấu trúc ba chiều lớn hơn được liên kết với nhau bằng liên kết hydro, tương tác kỵ nước và / hoặc liên kết disulfide.
Protein nói chung là những phân tử lớn, đôi khi có khối lượng phân tử lên đến 3.000.000. Các chuỗi axit amin dài như vậy hầu như được gọi chung là protein nhưng các chuỗi axit amin ngắn hơn được gọi là polypeptit, peptit hoặc rất hiếm khi là oligopeptit.
Protein chỉ có thể tồn tại ở trạng thái hoạt động hoặc nguyên bản, trong một khoảng giá trị pH nhỏ và trong điều kiện dung dịch có lượng chất điện ly tối thiểu, vì nhiều protein sẽ không tồn tại trong dung dịch trong nước cất. Một protein mất đi trạng thái ban đầu được cho là bị biến tính. Các protein biến tính thường không có cấu trúc thứ cấp nào ngoài một cuộn dây ngẫu nhiên. Một protein ở trạng thái nguyên bản của nó thường được mô tả là gấp lại.
CÁC LOẠI PROTEIN KHÁC NHAU LÀ GÌ?
1. Protein co rút
Actin và myosin của hệ xương là hai ví dụ về protein co bóp. Chúng chịu trách nhiệm cho sự co cơ và chuyển động. Actin kiểm soát sự co cơ cũng như các quá trình di chuyển và phân chia của tế bào. Myosin cung cấp năng lượng cho các nhiệm vụ do actin thực hiện.
2. Protein vận chuyển
Chúng liên kết và mang các phân tử hoặc ion cụ thể từ cơ quan này sang cơ quan khác. Ví dụ, hemoglobin có nhiệm vụ vận chuyển oxy trong máu thông qua các tế bào hồng cầu; các cytochromes hoạt động trong chuỗi vận chuyển điện tử như protein mang điện tử; lipoprotein trong huyết tương mang lipid từ gan đến các cơ quan khác. Có những loại protein vận chuyển khác trong màng sinh chất và màng nội bào của tất cả các sinh vật có chức năng liên kết và vận chuyển glucose và axit amin qua màng.
3. Protein cấu trúc
Các protein này đóng vai trò như các sợi, cáp hoặc tấm hỗ trợ để cung cấp cho các cấu trúc sinh học sức mạnh hoặc sự bảo vệ. Collagen là một loại protein dạng sợi tạo thành thành phần chính của gân và sụn. Da gần như nguyên chất là collagen. Elastin có trong dây chằng cũng là một protein cấu trúc. Keratin có trong tóc, móng tay và lông vũ; fibroin trong sợi tơ và mạng nhện; resin trong bản lề cánh của một số loại côn trùng - tất cả đều là collagen có độ đàn hồi cao.
4. Protein dự trữ
Chúng đóng vai trò là nguồn dự trữ sinh học của các ion kim loại và axit amin được sinh vật sử dụng. Protein dự trữ và dinh dưỡng được tìm thấy trong hạt thực vật, lòng trắng trứng và sữa. Ví dụ, casein và ovalbumin là các protein dự trữ chứa các axit amin ở động vật - casein là protein chính của sữa và ovalbumin là protein chính của lòng trắng trứng; prolamin gliadin (một thành phần của gluten) là protein dự trữ trong lúa mì, và ferritin là protein dự trữ có chức năng dự trữ sắt (thành phần của hemoglobin).
5. Protein phòng thủ
Đây là những protein chuyên biệt bảo vệ cơ thể chống lại các kháng nguyên hoặc những kẻ xâm lược nước ngoài và do đó bảo vệ cơ thể khỏi bị thương. Các globulin miễn dịch hoặc kháng thể là các protein chuyên biệt được tạo ra bởi các tế bào lympho hoặc động vật có xương sống; chúng xác định và bảo vệ chống lại vi khuẩn, vi rút và những kẻ xâm nhập ngoại lai khác trong máu. Fibrinogen và thrombin là các protein đông máu, ngăn ngừa mất máu khi hệ thống mạch máu bị thương.
6. Protein điều hòa
Những điều này giúp điều chỉnh hoạt động tế bào hoặc sinh lý. Hormon là một ví dụ về protein điều hòa. Ví dụ, insulin, oxytocin và somatotropin. Insulin điều chỉnh quá trình chuyển hóa glucose, oxytocin kích thích các cơn co thắt trong quá trình sinh nở, và somatotropin là một hormone tăng trưởng kích thích sản xuất protein trong các tế bào cơ.
