Protein: peranan biologi. Peranan biologi protein dalam badan

Protein, peranan biologi yang akan dibincangkan hari ini - dibina daripada sebatian tinggi molekul asid amino. Di antara semua sebatian organik lain, mereka adalah antara yang paling kompleks dalam struktur mereka. Oleh unsur protein komposisi berbeza daripada lemak dan karbohidrat: sebagai tambahan kepada oksigen, hidrogen dan karbon mereka juga mengandungi nitrogen. Di samping itu, bahagian penting dalam protein yang paling penting adalah sulfur, dan beberapa mengandungi iodin, besi dan fosforus.

Peranan biologi protein yang sangat tinggi. Ia adalah sambungan ini membentuk sebahagian besar daripada jisim protoplasma, dan nukleus sel-sel hidup. Semua organisma haiwan dan tumbuhan adalah protein.

Satu atau lebih fungsi

Peranan biologi dan fungsi sebatian yang berlainan di dalamnya adalah berbeza. Sebagai bahan yang mempunyai struktur kimia yang tertentu, setiap protein menawarkan fungsi yang sangat khusus. Hanya dalam beberapa kes ia boleh melakukan beberapa saling berkaitan. Sebagai contoh, adrenalina, yang dihasilkan dalam sumsum belakang adrenal, memasuki darah, meningkatkan tekanan darah dan penggunaan oksigen, gula dalam darah. Di samping itu, ia adalah satu perangsang metabolisme, manakala haiwan berdarah sejuk - dan Pengantara dari sistem saraf. Seperti yang anda lihat, ia melaksanakan banyak fungsi sekaligus.

Enzim (pemangkin) fungsi

tindak balas biokimia pelbagai yang berlaku dalam organisma hidup, dijalankan di bawah keadaan yang sederhana, di mana suhu adalah hampir 40 ° C, dan pH hampir neutral. Dalam keadaan ini, kadar diabaikan berlakunya banyak daripada mereka. Oleh itu, untuk menjadi kenyataan, kita perlu enzim - khusus pemangkin biologi. Hampir semua tindak balas, kecuali fotolisis air dalam benda hidup dimangkinkan oleh enzim ia. Unsur-unsur ini adalah sama ada protein atau kompleks protein dengan kofaktor (molekul organik atau ion logam). Enzim adalah sangat selektif mencetuskan proses perlu. Oleh itu, fungsi pemangkin, yang dibincangkan di atas, - salah seorang daripada mereka yang membawa protein. Peranan biologi sebatian ini, bagaimanapun, pelaksanaannya adalah tidak terhad. Terdapat banyak ciri-ciri lain yang akan dibincangkan di bawah.

fungsi pengangkutan

Untuk kewujudan sel-sel memerlukan kepelbagaian bahan-bahan ke kawasan pedalaman itu, yang menyediakan dengan tenaga dan bangunan material. Semua membran biologi yang dibina di atas prinsip yang sama. Ini dua lapisan lipid, protein telah dihantar di dalamnya. Pada masa yang sama memberi tumpuan makromolekul laman hydrophilic pada permukaan membran dan dalam ketebalan mereka - hidrofobik "ekor". Struktur ini adalah kedap penentang kepada komponen penting: asid amino, gula, ion logam alkali. Penembusan elemen-elemen ini ke dalam sel berlaku melalui protein pengangkutan tertanam dalam membran sel. Dalam bakteria, sebagai contoh, terdapat protein khas yang menyediakan pemindahan laktosa (gula susu) melalui membran luar.

Dalam organisma multicellular, terdapat sistem pengangkutan bahan-bahan yang berbeza dari satu organ yang lain. Kita bercakap terutamanya mengenai hemoglobin (gambar di atas). Dalam plasma darah, di samping itu, ia sentiasa albumin serum (a protein pengangkutan). Ia mempunyai keupayaan untuk membentuk kompleks stabil ditubuhkan dengan penghadaman asid lemak lemak, dan juga dengan beberapa asid amino hidrofobik (mis tryptophan) dan banyak ubat-ubatan (beberapa penisilin, sulfonamides, aspirin). Transferrin, yang menyediakan pengangkutan dalam badan ion besi, adalah contoh yang lain. Sebutan boleh dibuat dan tseruplazmin yang mengangkut ion tembaga. Jadi, kita melihat fungsi pengangkutan yang melaksanakan protein. peranan biologi mereka dan dari sudut pandangan ini adalah sangat penting.

fungsi reseptor

reseptor protein adalah sangat penting, terutamanya kepada daya maju organisma multisel. Mereka diintegrasikan ke dalam plasma membran sel dan berkhidmat untuk memahami dan transformasi lagi isyarat yang memasuki sel. Dalam kes ini isyarat mungkin sama ada daripada sel-sel lain dan persekitaran. reseptor asetilkolin pada masa ini yang paling dikaji. Mereka dijumpai dalam beberapa kenalan Interneuron pada membran sel, termasuk di sambungan saraf dalam korteks serebrum. Protein ini berinteraksi dengan asetilkolina dan menghantar isyarat dalam sel.

Neurotransmitter untuk menerima isyarat dan menukarkan ia mesti dikeluarkan untuk menyediakan sel dapat melihat isyarat lagi. Untuk tujuan ini, acetylcholinesterase - enzim khas, yang merupakan pemangkin kepada hidrolisis asetilkolina untuk choline dan asetat. Ia tidak adalah sangat penting dan reseptor fungsi yang melaksanakan protein? Peranan biologi yang berikut, fungsi perlindungan untuk badan adalah sangat besar. Dengan ini semata-mata tidak boleh bersetuju.

fungsi perlindungan

sistem imun badan bertindak balas kepada kemunculan generasi zarah asing sebilangan besar limfosit. Mereka mampu merosakkan elemen terpilih. Zarah-zarah asing boleh menjadi sel-sel kanser, bakteria patogenik zarah supramolecular (makromolekul, virus, dan lain-lain). limfosit B - sekumpulan limfosit, yang menghasilkan protein khas. Protein ini dibezakan dalam sistem peredaran darah. Mereka mengiktiraf zarah asing, sehingga membentuk satu langkah kemusnahan kompleks yang sangat khusus. Protein ini dirujuk sebagai imunoglobulin. A antigen disebut bahan-bahan asing yang mencetuskan tindak balas sistem imun.

fungsi struktur

Juga protein yang melaksanakan fungsi yang khusus juga orang-orang di mana nilai sebahagian besarnya struktur. Terima kasih kepada mereka, dengan syarat kekuatan mekanikal dan sifat-sifat lain tisu organisma hidup. Protein ini termasuk, terutamanya kolagen. Collagen (photo cm. Di bawah) dalam mamalia adalah kira-kira satu perempat daripada jisim protein. Ia disintesis dalam sel-sel utama yang membentuk tisu penghubung (dipanggil fibroblas).

Pada mulanya, kolagen terbentuk procollagen - prekursor mengalir rawatan kimia dalam fibroblas. Maka ia dibentuk menjadi tiga rantai polipeptida, berpintal ke dalam lingkaran. Mereka datang bersama-sama dari fibroblas dalam kolagen gentian halus daripada beberapa ratus nanometer diameter. Yang terakhir ini membentuk filamen kolagen, yang sudah boleh dilihat di bawah mikroskop. Tisu elastik (dinding paru-paru, saluran darah di kulit) extracellular matriks kolagen di samping itu, juga mengandungi elastin protein. Ia boleh diregangkan dalam julat yang agak luas dan kemudian kembali kepada keadaan asalnya. Satu lagi contoh adalah protein struktur yang boleh memberi di sini - adalah sutera fibroin. Ia adalah terpencil semasa pembentukan ulat pupa rama-rama. Ia merupakan komponen utama benang sutera. Kita kini menggambarkan protein motor.

protein motor

Dan dalam pelaksanaan motor memproses peranan biologi besar protein. Secara ringkas memberitahu mengenai ini dan fungsi mereka. Otot penguncupan - adalah satu proses di mana tenaga kimia ditukarkan kepada kerja mekanikal. Langsung ahli-ahlinya adalah dua protein - myosin dan actin. Myosin mempunyai struktur yang sangat luar biasa. Ia terbentuk daripada dua kepala bulat dan ekor (bahagian berfilamen panjang). Kira-kira 1600 nm ialah panjang satu molekul. Di atas kepala pecahan itu kira-kira 200 nm.

Actin (gambar di atas) - protein globular mempunyai berat molekul 42000. Ia boleh menjadi polimer untuk membentuk struktur yang panjang, dan berinteraksi dalam apa-apa cara dengan ketua myosin. Satu ciri penting dalam proses ini - pergantungan kepada kehadiran ATP. Jika kepekatan adalah cukup tinggi, myosin dibentuk dan kompleks actin dimusnahkan, ia pulih semula selepas ATP hidrolisis berlaku akibat myosin ATPase. proses ini dapat dilihat, sebagai contoh, dalam penyelesaian, di mana kedua-dua protein hadir. Ia menjadi likat akibat daripada hakikat bahawa tinggi kompleks berat molekul yang terbentuk dalam ketiadaan ATP. Di samping itu ia dapat mengurangkan kelikatan disebabkan oleh kemusnahan kompleks dicipta, selepas itu ia secara beransur-ansur mula pulih akibat ATP hidrolisis. Dalam proses pengecutan otot, interaksi ini memainkan peranan yang sangat penting.

antibiotik

Kami terus mendedahkan topik "Peranan biologi protein dalam badan." kumpulan yang sangat besar dan sangat penting sebatian semula jadi adalah bahan yang dikenali sebagai antibiotik. Mereka adalah asal mikrob. bahan-bahan ini diperuntukkan spesies khas mikroorganisma. Peranan biologi asid amino dan protein tidak dapat dinafikan, tetapi antibiotik mempunyai khas, fungsi yang sangat penting. Mereka menghalang pertumbuhan mikroorganisma yang bersaing dengan mereka. Dalam tahun 1940-an, penemuan dan penggunaan antibiotik telah merevolusikan rawatan penyakit berjangkit yang disebabkan oleh bakteria. Harus diingat bahawa dalam kebanyakan kes antibiotik virus tidak bertindak, jadi penggunaan mereka sebagai ubat antiviral tidak berkesan.

contoh antibiotik

kumpulan penisilin pertama kali dimasukkan ke dalam amalan. Contoh kumpulan ini adalah ampicillin dan benzylpenicillin. Antibiotik ke atas mekanisme tindakan dan kimia sifat pelbagai. Sebahagian daripada mereka yang digunakan secara meluas hari ini, berinteraksi dengan ribosom manusia, manakala di ribosom bakteria menghalang sintesis protein. Pada masa yang sama mereka tidak berinteraksi dengan ribosom eukariot. Oleh itu, untuk sel-sel bakteria mereka merosakkan, dan haiwan dan ketoksikan rendah manusia. antibiotik tersebut termasuk streptomycin dan chloramphenicol (chloramphenicol).

Peranan biologi sintesis protein adalah sangat penting, tetapi proses itu sendiri mempunyai beberapa peringkat. Kita akan bercakap tentang ia hanya secara umum.

Proses dan peranan biologi biosintesis protein

Proses ini adalah berbilang, sangat kompleks. Ia berlaku dalam ribosom - organel tertentu. Dalam sangkar terdapat satu set ribosom. Dalam E. coli, sebagai contoh, terdapat kira-kira 20 ribu.

"Bagaimanakah proses biosintesis protein dan peranan biologi" - Tugas yang ramai di antara kita menerima di sekolah. Dan ia menyebabkan banyak kesukaran. Nah, mari kita mengetahui bersama-sama.

molekul protein adalah rantaian polipeptida. Mereka terdiri, seperti yang anda sudah tahu, daripada asid amino individu. Walau bagaimanapun, kedua tidak cukup aktif. Dalam usaha untuk menyambung dan membentuk molekul protein, mereka memerlukan pengaktifan. Ia berlaku akibat daripada enzim tertentu. Setiap asid amino dalam kes ini mempunyai enzim sendiri, ditala khusus tepat kepadanya. Sumber tenaga untuk proses ini adalah ATP (adenosina trifosfat). Asid amino yang terhasil daripada pengaktifan menjadi lebih labil dan mengikat di bawah tindakan enzim dengan m-RNA, yang membawa ke dalam ribosom (kerana RNA ini dipanggil pengangkutan). ribosome, oleh itu, bertindak berhubung dengan tRNA diaktifkan asid amino. Ribosome - sejenis penghantar untuk pemasangan asid amino yang masuk rantaian protein.

Sintesis peranan protein adalah sukar untuk harga yg terlalu tinggi, kerana sebatian disintesis melaksanakan fungsi-fungsi yang sangat penting. Hampir semua struktur sel terdiri daripada mereka.

Jadi, kita telah diterangkan secara umum, proses biosintesis protein dan peranan biologi. Ini menyimpulkan kebiasaan dengan protein. Kami berharap anda mempunyai keinginan untuk meneruskannya.