Proteiner: biologiske rolle. Den biologiske rolle af protein i kroppen

Proteiner, vil den biologiske rolle som diskuteres i dag - konstrueret af højmolekylære forbindelser med aminosyrer. Blandt alle de andre organiske forbindelser, de er blandt de mest komplekse i deres struktur. Ved elementære sammensætning proteiner adskiller sig fra fedt og kulhydrater: Ud over oxygen, hydrogen og carbon indeholder de også nitrogen. Desuden er en uundværlig del af de vigtigste proteiner er svovl, og nogle indeholder jod, jern og phosphor.

Den biologiske rolle af proteinet er meget høj. Det er disse forbindelser udgør en stor del af massen af protoplasma, og kerner af levende celler. Alle organismer dyre- og plantearter er proteiner.

En eller flere funktioner

Den biologiske rolle og funktioner af de forskellige forbindelser deraf er forskellige. Som et stof, der har en specifik kemisk struktur, hvert protein udfører højt specialiseret funktion. Kun i nogle tilfælde kan udføre flere indbyrdes forbundne. For eksempel epinephrin, som produceres i binyremarven, ind i blodet, øger blodtrykket og oxygenforbruget, blodsukker. Desuden er det er et nydelsesmiddel af metabolisme, mens de koldblodede dyr - og mægleren i nervesystemet. Som du kan se, det udfører mange funktioner på én gang.

Den enzymatiske (katalytisk) funktion

Flere biokemiske reaktioner, der forekommer i levende organismer, udføres under milde betingelser, hvorunder temperaturen er tæt på 40 ° C, og pH næsten neutralt. Under disse betingelser, ubetydelig sats for forekomst af mange af dem. Derfor, for at blive realiseret, vi har brug for enzymer - specifikke biologiske katalysatorer. Næsten alle de reaktioner, med undtagelse af fotolyse af vand i levende organismer er katalyseret af enzymer det. Disse elementer er enten eller proteinkomplekser med cofaktor (organisk molekyle eller en metalion). Enzymer er meget selektiv udløsning nødvendig proces. Således katalytiske funktion, diskuteret ovenfor, - en af dem, der bærer proteiner. Den biologiske rolle af disse forbindelser, men dens gennemførelse er ikke begrænset. Der er mange andre funktioner, der vil blive diskuteret i det følgende.

transport-funktion

For eksistensen af cellerne kræver, at en flerhed af stoffer i det indre af det, som giver det med energi og byggemateriale. Alle biologiske membraner er bygget på en fælles princip. Denne dobbelte lag af lipider, blev proteiner afsendt i den. Samtidig fokus hydrofile makromolekyler steder på membranoverfladen og i tykkelsen af deres - hydrofobe "haler". Denne struktur er uigennemtrængeligt for de vigtige komponenter: aminosyrer, sukkerarter, alkalimetalioner. Indtrængningen af disse elementer ind i cellerne sker via transportproteiner er indlejret i cellemembranen. I bakterier, for eksempel, er der et særligt protein, der tilvejebringer overførsel af lactose (mælkesukker) gennem den ydre membran.

I flercellede organismer, der er et system til transport af forskellige stoffer fra et organ til et andet. Vi taler primært om hæmoglobin (billedet ovenfor). I blodplasma, derudover er det konstant serumalbumin (a transport protein). Det har evnen til at danne stabile komplekser dannet med fordøjelsen af fedtstoffer fedtsyrer samt med en række hydrofobe aminosyrer (fx tryptophan) og mange lægemidler (nogle penicilliner, sulfonamider, aspirin). Transferrin, der tilvejebringer transporten i kroppen af jernioner, er et andet eksempel. Kan nævnes og tseruplazmin som transporterer kobberioner. Så vi kiggede på transport funktioner, der udfører proteiner. deres biologiske rolle og fra dette synspunkt er yderst vigtigt.

receptorfunktion

Protein-receptorer er af stor betydning, især for levedygtigheden af flercellede organismer. De er integreret i plasmaet cellemembranen og tjener til at gribe og yderligere omdannelse af signalerne, som kommer ind i cellen. I dette tilfælde signaler kan være enten fra andre celler og det omgivende miljø. Acetylcholin receptorer i øjeblikket den mest studerede. De findes i et antal interneuron kontakter på cellemembranen, herunder på de neuromuskulære forbindelser i hjernebarken. Disse proteiner interagerer med acetylcholin og transmittere et signal inde i cellen.

Neurotransmitter til modtagelse af signalet og omdanne den skal fjernes for at forberede cellen var i stand til at opfatte de yderligere signaler. Til dette formål, acetylcholinesterase - særligt enzym, der er en katalysator til hydrolyse af acetylcholin til cholin og acetat. Det er ikke er ekstremt vigtig, og receptor-funktion, der udfører protein? Den biologiske rolle af følgende, en beskyttende funktion for kroppen er enorm. Med dette kan simpelthen ikke blive enige.

Beskyttende funktion

Kroppens immunsystem reagerer på fremkomsten af en generation af fremmede partikler af et stort antal lymfocytter. De er i stand for at beskadige elementerne selektivt. Disse fremmede partikler kan være cancerceller, patogene bakterier supramolekylære partikler (makromolekyler, virus, etc.). B-lymfocytter - en gruppe af lymfocytter, der producerer særlige proteiner. Disse proteiner adskiller sig i kredsløbssystemet. De genkender fremmede partikler, der således dannes et trin ødelæggelse særdeles specifik kompleks. Disse proteiner betegnes som immunoglobuliner. A antigener nævnt fremmede stoffer, der udløser immunsystemet.

struktur-funktion

Også proteiner, der udfører højt specialiserede funktioner er også dem, hvor værdien stort set strukturelle. Takket være dem, forudsat den mekaniske styrke og andre egenskaber af væv levende organismer. Disse proteiner indbefatter, primært kollagen. Collagen (foto cm. Nedenfor) hos pattedyr er omkring en fjerdedel af protein masse. Det syntetiseres i hovedsagen celler, der udgør bindevævet (kaldet fibroblaster).

Først hæves collagen udformet som prokollagen - dens precursor strømmende kemisk behandling i fibroblaster. det formes derpå til en tre polypeptidkæder, snoet til en spiral. De er kommet sammen ud af fibroblaster i kollagen fibriller af et par hundrede nanometer i diameter. Sidstnævnte danner collagenfilamenter, som allerede kan ses under et mikroskop. De elastiske væv (lunge vægge, blodkarrene i huden) ekstracellulære matrix collagen derudover også indeholder et protein elastin. Det kan strækkes i en temmelig bred vifte, og derefter vende tilbage til sin oprindelige tilstand. Et andet eksempel er det strukturelle protein, der kan give her - er silkefibroin. Det er isoleret under dannelsen af puppe møl larver. Det er den vigtigste komponent i silketråd. Vi beskriver nu de motoriske proteiner.

motor protein

Og i forbindelse med gennemførelsen af motoren processer store biologiske rolle af proteiner. Fortæl kort om dette og deres funktioner. Muskelsammentrækning - er en proces, hvorunder kemisk energi omdannes til mekanisk arbejde. Direkte dens medlemmer er to proteiner - myosin og aktin. Myosin har en meget usædvanlig struktur. Det er dannet af to kugleformede hoved og hale (lang trådagtig portion). Ca. 1600 nm er længden af et molekyle. På hoveder fraktion således tegner sig for ca. 200 nm.

Actin (billedet ovenfor) - et globulært protein med en molekylvægt på 42000. Det kan være polymeriseret til at danne en lang struktur, og interagere på en sådan måde med en leder af myosin. Et vigtigt element i denne proces - sin afhængighed af tilstedeværelsen af ATP. Hvis koncentrationen er tilstrækkelig høj, dannes myosin og actin kompleks ødelagt, så er det udvindes igen efter ATP-hydrolyse forekommer som et resultat af myosin ATPase. Denne proces kan observeres, for eksempel i opløsning, hvor begge proteiner er til stede. Det bliver for tyktflydende på grund af, at højmolekylære kompleks dannet i fravær af ATP. Desuden i høj grad reducerer det viskositeten som følge af ødelæggelse af komplekset oprettet, hvorefter den gradvist begynder at komme som et resultat af ATP-hydrolyse. I processen med muskelsammentrækning, disse interaktioner spiller en meget vigtig rolle.

antibiotika

Vi fortsætter med at afsløre emnet "Den biologiske rolle af protein i kroppen." Meget store og meget vigtig gruppe af naturlige forbindelser er stoffer kaldet antibiotika. De er af mikrobiel oprindelse. Disse stoffer er tildelt særlige arter af mikroorganismer. Den biologiske rolle af aminosyrer og proteiner er ubestridelig, men antibiotika har en særlig, meget vigtig funktion. De hæmmer væksten af mikroorganismer, der konkurrerer med dem. I 1940'erne, har opdagelsen og anvendelsen af antibiotika revolutioneret behandlingen af infektionssygdomme forårsaget af bakterier. Det skal bemærkes, at i de fleste tilfælde virus antibiotika ikke handle, så brugen af dem som antivirale lægemidler er ineffektiv.

eksempler på antibiotika

penicillin gruppe blev først ført ud i livet. Eksempler på denne gruppe er ampicillin og benzylpenicillin. Antibiotika om virkningsmekanismen og kemiske natur forskelligartet. Nogle af dem, der er almindeligt anvendt i dag, interagere med humane ribosomer, mens i bakterielle ribosomer inhiberede proteinsyntese. På samme tid, de ikke interagerer med eukaryote ribosomer. Derfor til bakteriecellerne de er skadelige, og dyr og mennesker lav toksicitet. Sådanne antibiotika indbefatter streptomycin og chloramphenicol (chloramphenicol).

Den biologiske rolle af proteinsyntese er meget vigtig, men selve processen har flere etaper. Vi vil tale om det kun i generelle vendinger.

Fremgangsmåden og den biologiske rolle af proteinbiosyntese

Denne proces er en flertrins, meget kompleks. Det sker i de ribosomer - specifikke organeller. I buret er der et sæt af ribosomer. I E. coli, for eksempel, er der omkring 20 tusind.

"Beskriv processen med protein biosyntese og biologiske rolle" - en opgave mange af os modtager i skolen. Og det forårsagede mange vanskeligheder. Nå, lad os finde ud af sammen.

Proteinmolekyler er polypeptidkæder. De består, som du allerede kender, fra de enkelte aminosyrer. Men sidstnævnte er ikke aktive nok. For at forbinde og danne et proteinmolekyle, de kræver aktivering. Det forekommer som et resultat af specifikke enzymer. Hver aminosyre i dette tilfælde har sin egen enzym, specielt afstemt nøjagtigt til det. Energikilden for denne proces er ATP (adenosintriphosphat). Aminosyren er resultatet af aktiveringen bliver mere labile og binder under indvirkning af enzymet med m-RNA, som bærer det ind ribosomet (på grund af dette RNA kaldet transport). Ribosomet Derfor fungerer forbundet med tRNA aktiveret aminosyrer. Ribosom - en slags transportør til samling af den indkommende aminosyre i proteinet kæden.

Syntese af den rolle af protein er vanskeligt at overvurdere, som syntetiserede forbindelser udføre meget vigtige funktioner. Næsten alle cellestrukturer består af dem.

Så har vi beskrevet i generelle vendinger, processen med protein biosyntese og biologiske rolle. Dette afslutter kendskab til proteiner. Vi håber, at du har et ønske om at fortsætte det.