Proteiner: biologiska roll. Den biologiska rollen av protein i kroppen

Proteiner, kommer den biologiska rollen av vilka diskuteras i dag - konstruerade av högmolekylära föreningar av aminosyror. Bland alla andra organiska föreningar, är de bland de mest komplexa i sin struktur. Genom elementarsammansättningsproteiner skiljer sig från fetter och kolhydrater: förutom syre, väte och kol de även innehåller kväve. Dessutom en oumbärlig del av de viktiga proteiner är svavel, och vissa innehåller jod, järn och fosfor.

Den biologiska roll proteinet är mycket hög. Det är dessa anslutningar utgör en stor del av massan av protoplasma och kärnor av levande celler. Alla djur- och växtorganismer är proteiner.

En eller flera funktioner

Den biologiska roll och funktioner av de olika föreningar därav är olika. Som en substans som har en specifik kemisk struktur, utför varje protein högt specialiserad funktion. Endast i vissa fall kan utföra flera varandra. Exempelvis epinefrin, som produceras i binjuremärgen, som kommer in i blodet, ökar blodtryck och syreförbrukning, blodsocker. Dessutom är det en stimulerande metabolism, medan växelvarma djur - och medlaren av nervsystemet. Som ni ser, utför den många funktioner på en gång.

Den enzymatiska (katalytisk) funktion

Multipla biokemiska reaktioner som sker i levande organismer, utförs under milda betingelser, under vilka temperaturen är nära 40 ° C, och pH nära neutralt. Under dessa förhållanden, försumbar hastighet för förekomst av många av dem. Därför, för att förverkligas behöver vi enzymer - specifika biologiska katalysatorer. Nästan alla reaktioner, med undantag för fotolys av vatten i levande organismer katalyseras av enzymer det. Dessa element är antingen proteiner eller proteinkomplex med kofaktor (organisk molekyl eller en metalljon). Enzymer är mycket selektiva trigg nödvändig process. Sålunda, den katalytiska funktionen, som diskuterats ovan, - en av dem som bär proteiner. Den biologiska rollen av dessa föreningar, men dess genomförande är inte begränsat. Det finns många andra funktioner som kommer att diskuteras nedan.

funktionen transport

För existensen av cellerna kräver att ett flertal av ämnen in i det inre av det, som ger den med energi och byggnadsmaterial. Alla biologiska membran är byggda på en gemensam princip. Denna dubbla lager av lipider var proteiner transporteras i det. Samtidigt fokusera hydrofila makromolekyler platser på membranytan och i tjockleken på deras - hydrofoba "svansar". Denna struktur är ogenomtränglig för de viktiga komponenter: aminosyror, sockerarter, alkali-metalljoner. Penetrationen av dessa element i cellerna sker via transportproteiner är inbäddade i cellmembranet. I bakterier, till exempel, finns det ett särskilt protein som ger en överföring av laktos (mjölksocker) genom det yttre membranet.

I multicellulära organismer, finns det ett system för transport av olika substanser från ett organ till ett annat. Vi talar i första hand om hemoglobin (bilden ovan). I blodplasma, dessutom är det ständigt serumalbumin (ett transportprotein). Den har förmågan att bilda stabila komplex bildade med nedbrytning av fett fettsyror, såväl som med ett antal hydrofoba aminosyror (t ex tryptofan) och många läkemedel (vissa penicilliner, sulfonamider, aspirin). Transferrin, vilken tillhandahåller transporten i kroppen av järnjoner, är ett annat exempel. Kan nämnas och tseruplazmin som transporterar kopparjoner. Så vi tittade på transportfunktioner som utför proteiner. deras biologiska roll och ur denna synvinkel är oerhört viktigt.

receptorfunktion

Protein receptorer är av stor betydelse, särskilt för livskraft flercelliga organismer. De är integrerade i plasmacellmembranet och tjänar till att förstå och ytterligare omvandling av signalerna som kommer in i cellen. I detta fall signaler kan vara antingen från andra celler och den omgivande miljön. Acetylkolinreceptorer just nu den mest studerade. De finns i ett antal interneuronen kontakter på cellmembranet, även på de neuromuskulära anslutningar i hjärnbarken. Dessa proteiner interagerar med acetylkolin och överföra en signal inuti cellen.

Neurotransmittor för mottagning av signalen och omvandla den måste avlägsnas för att förbereda cellen var kunna uppfatta de ytterligare signaler. För detta ändamål, acetylkolinesteras - speciellt enzym, som är en katalysator för hydrolysen av acetylkolin till kolin och acetat. Det är inte är extremt viktigt och receptorfunktion som utför protein? Den biologiska roll följande är en skyddande funktion för kroppen enorm. Med detta helt enkelt inte kan komma överens.

skydds~~POS=TRUNC funktion~~POS=HEADCOMP

Kroppens immunförsvar reagerar på förekomsten av en generation av främmande partiklar av ett stort antal lymfocyter. De kan skada elementen selektivt. Dessa främmande partiklar kan vara cancerceller, patogena bakterier supramolekylära partiklar (makromolekyler, virus, etc.). B-lymfocyter - en grupp av lymfocyter, som producerar särskilda proteiner. Dessa proteiner kan särskiljas i cirkulationssystemet. De erkänner främmande partiklar, och utgör därmed ett steg förstörelse mycket specifik komplex. Dessa proteiner hänförs till som immunglobuliner. Ett antigen som avses främmande ämnen som utlöser immunsystemet.

struktur-funktion

Även proteiner som utför högspecialiserade funktioner är också de där värdet till stor del strukturell. Tack vare dem, förutsatt att den mekaniska styrkan och andra egenskaper hos vävnader i levande organismer. Dessa proteiner innefattar, primärt kollagen. Kollagen (foto cm. Nedan) i däggdjur är ca fjärdedel av proteinmassa. Det syntetiseras i huvudceller som utgör den bindväv (kallas fibroblaster).

Initialt kollagen bildas såsom prokollagen - dess prekursor som strömmar kemisk behandling i fibroblaster. Sedan det formas till en tre polypeptidkedjor, vridet till en spiral. De har kommit samman av fibroblaster i kollagen fibriller av några hundra nanometer i diameter. Den senare bilda kollagenfilament, som redan kan ses under ett mikroskop. De elastiska vävnader (lung väggar, blodkärlen i huden) extracellulär matriskollagen i Dessutom innehåller även en protein elastin. Det kan sträckas i ett ganska brett utbud och sedan återgå till sitt ursprungliga skick. Ett annat exempel är den strukturella protein som kan ge här - är silkesfibroin. Det är isolerade under bildningen av de puppa moth larver. Det är den viktigaste komponenten i silkestråd. Vi beskriver nu motorproteiner.

motorprotein

Och i genomförandet av motoriska processer stor biologisk roll av proteiner. berätta kort om detta och deras funktioner. Muskelkontraktion - är en process under vilken kemisk energi omvandlas till mekaniskt arbete. Direkt dess medlemmar är två proteiner - myosin och aktin. Myosin har en mycket ovanlig struktur. Den är bildad av två globulära huvud och svans (lång trådparti). Ungefär 1600 nm är längden av en molekyl. På huvuden bråkdel vilket motsvarar cirka 200 nm.

Aktin (bilden ovan) - ett globulärt protein med en molekylvikt av 42000. Det kan vara polymeriserade för att bilda en lång struktur, och interagera på ett sådant sätt med ett huvud av myosin. Ett viktigt inslag i denna process - dess beroende av närvaron av ATP. Om dess koncentration är tillräckligt hög, bildas myosin och aktin-komplex förstörs, då det återvinns igen efter ATP-hydrolys sker som ett resultat av myosin ATPas. Denna process kan observeras, t ex i lösning, varvid båda proteinerna är närvarande. Den blir viskös som resultat av det faktum att hög molekylvikt komplex bildas i frånvaro av ATP. Dessutom är det i hög grad reducerar viskositeten på grund av förstöring av komplexet skapas, varefter den gradvis börjar återhämta som ett resultat av ATP-hydrolys. I processen av muskelsammandragning, dessa interaktioner spelar en mycket viktig roll.

antibiotika

Vi fortsätter att lämna ämnet "Den biologiska roll protein i kroppen." Mycket stor och mycket viktig grupp av naturliga föreningar är ämnen som kallas antibiotika. De är av mikrobiellt ursprung. Dessa ämnen tilldelas speciella arter av mikroorganismer. Den biologiska betydelsen av aminosyror och proteiner är obestridligt, men antibiotika har en speciell, mycket viktig funktion. De hämmar tillväxten av mikroorganismer som konkurrerar med dem. På 1940-talet, har upptäckten och användningen av antibiotika revolutionerat behandlingen av infektionssjukdomar orsakade av bakterier. Det bör noteras att i de flesta fall antibiotika virus inte agerar, så användningen av dem som antivirala läkemedel är ineffektiva.

exempel på antibiotika

penicillin grupp först togs i praktiken. Exempel på denna grupp är ampicillin och bensylpenicillin. Antibiotika på verkningsmekanism och kemisk natur varierande. Några av dem som ofta används i dag, interagera med människor ribosomer, medan bakteriella ribosomer hämmade proteinsyntes. Samtidigt som de inte interagerar med eukaryota ribosomer. Därför, för bakteriecellerna är de fördärvliga, och djur och människa låg toxicitet. Sådana antibiotika inkluderar streptomycin och kloramfenikol (kloramfenikol).

Den biologiska roll proteinsyntesen är mycket viktigt, men själva processen har flera steg. Vi kommer att prata om det bara i allmänna ordalag.

Processen och den biologiska rollen av proteinbiosyntes

Denna process är en flerstegs, mycket komplex. Den förekommer i ribosomerna - specifika organeller. I buren finns en uppsättning av ribosomer. I E. coli, till exempel, det finns cirka 20 tusen.

"Beskriv processen för biosyntes och biologiska roll protein" - en uppgift många av oss får i skolan. Och det orsakade många svårigheter. Nåväl, låt oss ta reda på tillsammans.

Proteinmolekyler är polypeptidkedjor. De består, som ni redan vet, från enskilda aminosyror. Men de senare inte är tillräckligt aktiva. För att ansluta och bilda en proteinmolekyl, de kräver aktivering. Det förekommer till följd av specifika enzymer. Varje aminosyra i detta fall har sin egen enzym, specifikt avstämd exakt till den. Energikällan för denna process är ATP (adenosintrifosfat). Aminosyran som resulterar från aktivering blir mer labila och binder under inverkan av enzymet med m-RNA, som bär den till ribosomen (på grund av detta RNA som kallas transport). Ribosomen därför agera ansluten med tRNA aktiverade aminosyror. Ribosom - ett slags transportör för montering av den inkommande aminosyran i proteinkedjan.

Syntes av rollen av protein är svårt att överskatta, såsom syntetiserade föreningar utför mycket viktiga funktioner. Nästan alla cellstrukturer består av dem.

Så har vi beskrivit i allmänna ordalag, processen för biosyntesen protein och biologiska roll. Detta avslutar förtrogenhet med proteiner. Vi hoppas att du har en önskan att fortsätta den.