ፕሮቲኖች ከማንኛውም ህይወት ያላቸው የሰውነት ህዋሶች ውስጥ አንዱ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች ናቸው። ብዙ ተግባራትን ያከናውናሉ፡ መደገፍ፣ ምልክት መስጠት፣ ኢንዛይማቲክ፣ ማጓጓዝ፣ መዋቅራዊ፣ ተቀባይ፣ ወዘተ የፕሮቲኖች አንደኛ፣ ሁለተኛ ደረጃ፣ 3ኛ እና ኳተርነሪ መዋቅሮች አስፈላጊ የዝግመተ ለውጥ ማስተካከያዎች ሆነዋል። እነዚህ ሞለኪውሎች ከምን የተሠሩ ናቸው? ለምንድነው ትክክለኛ የፕሮቲኖች ውህደት በሰውነት ሴሎች ውስጥ በጣም አስፈላጊ የሆነው?
የፕሮቲኖች መዋቅራዊ አካላት
የማንኛውም የ polypeptide ሰንሰለት ሞኖመሮች አሚኖ አሲዶች (AA) ናቸው። እነዚህ ዝቅተኛ ሞለኪውላዊ ክብደት ኦርጋኒክ ውህዶች በተፈጥሮ ውስጥ በጣም የተለመዱ ናቸው እና እንደ ገለልተኛ ሞለኪውሎች የራሳቸውን ተግባር የሚያከናውኑ ሞለኪውሎች ሊኖሩ ይችላሉ። ከነሱ መካከል የቁስ ማጓጓዝ፣ መቀበል፣ ኢንዛይሞችን መከልከል ወይም ማንቃት ይገኙበታል።
በአጠቃላይ ወደ 200 የሚጠጉ ባዮጂኒክ አሚኖ አሲዶች አሉ ነገርግን 20 ያህሉ ብቻ ፕሮቲን ሞኖመሮች ሊሆኑ ይችላሉ። በቀላሉ በውሃ ውስጥ ይሟሟቸዋል፣ ክሪስታል መዋቅር አላቸው፣ እና ብዙዎች ጣፋጭ ጣዕም አላቸው።
C ኬሚካልከ AA እይታ አንጻር እነዚህ ሞለኪውሎች የግድ ሁለት ተግባራዊ ቡድኖችን ያካተቱ ናቸው-COOH እና -NH2. በነዚህ ቡድኖች እርዳታ አሚኖ አሲዶች ሰንሰለቶችን ይመሰርታሉ፣ ከፔፕታይድ ቦንድ ጋር ይገናኛሉ።
እያንዳንዱ 20 ፕሮቲኖጅኒክ አሚኖ አሲድ የራሱ የሆነ ራዲካል አለው ፣በዚህም ኬሚካላዊ ባህሪያቱ ይለያያል። እንደነዚህ ጽንፈኞች ስብጥር መሰረት ሁሉም ኤኤዎች በበርካታ ቡድኖች ይከፈላሉ::
- ፖላር ያልሆነ፡ isoleucine፣ glycine፣ leucine፣ ቫሊን፣ ፕሮሊን፣ አላኒን።
- የዋልታ እና ያልተሞላ፡ threonine፣ methionine፣ cysteine፣ serine፣ glutamine፣ asparagine።
- አሮማቲክ፡ ታይሮሲን፣ ፌኒላላኒን፣ ትራይፕቶፋን።
- Polar እና አሉታዊ ክፍያ: glutamate፣ aspartate።
- ፖላር እና አዎንታዊ ክፍያ፡- arginine፣ histidine፣ lysine።
የማንኛውም የፕሮቲን አደረጃጀት ደረጃ (ዋና፣ ሁለተኛ ደረጃ፣ አራተኛ፣ ኳተርነሪ) AA ባካተተ ፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት ላይ የተመሰረተ ነው። ብቸኛው ልዩነት ይህ ቅደም ተከተል በህዋ ላይ እንዴት እንደሚታጠፍ እና በምን አይነት ኬሚካላዊ ትስስር እርዳታ ይህ ውህደቱ እንደሚጠበቅ ነው።
የፕሮቲን የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅር
ማንኛውም ፕሮቲን የሚፈጠረው ራይቦዞም ላይ ነው - በፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት ውህደት ውስጥ የሚሳተፉ ሜምብራን ያልሆኑ የሴል ኦርጋኔሎች። እዚህ አሚኖ አሲዶች ጠንካራ የ peptide ቦንድ በመጠቀም እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው, የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅር ይመሰርታሉ. ነገር ግን ይህ የመጀመሪያ ደረጃ ፕሮቲን አወቃቀር ከኳተርን ጋር በጣም የተለየ ነው, ስለዚህ ተጨማሪ የሞለኪውል ብስለት አስፈላጊ ነው.
ፕሮቲኖች ይወዳሉelastin, histones, glutathione, ቀድሞውኑ እንደዚህ ባለ ቀላል መዋቅር, በሰውነት ውስጥ ተግባራቸውን ማከናወን ይችላሉ. ለአብዛኞቹ ፕሮቲኖች የሚቀጥለው እርምጃ ይበልጥ ውስብስብ የሆነ ሁለተኛ ደረጃ ኮንፎርሜሽን መፍጠር ነው።
የሁለተኛ ደረጃ ፕሮቲን መዋቅር
የፔፕታይድ ቦንዶች መፈጠር የአብዛኞቹ ፕሮቲኖች የብስለት የመጀመሪያው እርምጃ ነው። ተግባራቸውን እንዲያከናውኑ, የአካባቢያቸው መመሳሰል አንዳንድ ለውጦችን ማድረግ አለበት. ይህ የተገኘው በሃይድሮጂን ቦንዶች - በቀላሉ የማይበጠስ ፣ ግን በተመሳሳይ ጊዜ በአሚኖ አሲድ ሞለኪውሎች መሰረታዊ እና አሲድ ማዕከሎች መካከል ብዙ ግንኙነቶች።
የፕሮቲኑ ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር የሚፈጠረው በዚህ መንገድ ነው፣ ይህም ከኳተርንሪ ቀላል የመሰብሰቢያ እና የአከባቢ መገጣጠም ይለያያል። የኋለኛው ማለት አጠቃላይ ሰንሰለቱ ለለውጥ የተጋለጠ አይደለም ማለት ነው። የሃይድሮጅን ቦንዶች እርስ በርሳቸው በተለያየ ርቀት ላይ በሚገኙ በርካታ ቦታዎች ሊፈጠሩ ይችላሉ, እና ቅርጻቸው እንደ አሚኖ አሲዶች አይነት እና የመገጣጠም ዘዴ ይወሰናል.
Lysozyme እና pepsin ሁለተኛ ደረጃ መዋቅር ያላቸው ፕሮቲኖች ተወካዮች ናቸው። ፔፕሲን በምግብ መፍጨት ሂደት ውስጥ ይሳተፋል ፣ እና lysozyme በሰውነት ውስጥ የመከላከያ ተግባርን ያከናውናል ፣የባክቴሪያዎችን የሕዋስ ግድግዳዎች ያጠፋል ።
የሁለተኛው መዋቅር ባህሪያት
የፔፕታይድ ሰንሰለት አካባቢያዊ ቅርፆች እርስ በርሳቸው ሊለያዩ ይችላሉ። ቀደም ሲል በርካታ ደርዘን ተምረዋል, እና ሦስቱ በጣም የተለመዱ ናቸው. ከነሱ መካከል አልፋ ሄሊክስ፣ቤታ ንብርብሮች እና የቅድመ-ይሁንታ ጥምዝ ይገኙበታል።
የአልፋ ጠመዝማዛ -የአብዛኞቹ ፕሮቲኖች የሁለተኛ ደረጃ መዋቅር በጣም የተለመዱ ቅርጾች አንዱ። የ 0.54 nm ምት ያለው ጠንካራ ዘንግ ፍሬም ነው. አሚኖ አሲድ አክራሪዎች ወደ ውጭ ይጠቁማሉ።
የቀኝ-እጅ ሽክርክሪቶች በጣም የተለመዱ ናቸው፣ እና የግራ እጅ አቻዎች አንዳንድ ጊዜ ሊገኙ ይችላሉ። የቅርጽ ስራው የሚከናወነው በሃይድሮጂን ቦንዶች ሲሆን ይህም ኩርባዎችን ያረጋጋዋል. የአልፋ ሄሊክስን የሚፈጥረው ሰንሰለት በጣም ጥቂት ፕሮሊን እና ዋልታ የተሞሉ አሚኖ አሲዶች ይዟል።
- የቅድመ-ይሁንታ መታጠፊያው ወደተለየ መመሳሰል ተለይቷል፣ ምንም እንኳን የቤታ ንብርብር አካል ተብሎ ሊጠራ ይችላል። የታችኛው መስመር በሃይድሮጂን ቦንዶች የተደገፈ የፔፕታይድ ሰንሰለት መታጠፍ ነው. ብዙውን ጊዜ የመታጠፊያው ቦታ ራሱ 4-5 አሚኖ አሲዶችን ያቀፈ ሲሆን ከእነዚህም መካከል የፕሮሊን መገኘት ግዴታ ነው. ይህ ኤኬ ግትር እና አጭር አፅም ያለው ብቸኛው ነው፣ ይህም በራስ መዞር እንዲፈጥር ያስችለዋል።
- የቤታ ንብርብር የአሚኖ አሲዶች ሰንሰለት ሲሆን ብዙ መታጠፊያዎችን ይፈጥራል እና በሃይድሮጂን ቦንዶች ያረጋጋቸዋል። ይህ ኮንፎርሜሽን ወደ አኮርዲዮን ከተጣጠፈ ወረቀት ጋር በጣም ተመሳሳይ ነው። ብዙ ጊዜ ጠበኛ ፕሮቲኖች ይህ ቅርፅ አላቸው፣ነገር ግን ልዩ ሁኔታዎች አሉ።
በትይዩ እና በፀረ-ትይዩ ቤታ-ንብርብር መካከል ይለዩ። በመጀመሪያው ሁኔታ C- እና N- የሚጨርሱት በመጠምዘዣዎቹ ላይ እና በሰንሰለቱ ጫፍ ላይ ነው, እና በሁለተኛው ሁኔታ ግን እነሱ አይደሉም.
የሶስተኛ ደረጃ መዋቅር
የበለጠ የፕሮቲን እሽግ ወደ ሶስተኛ ደረጃ መዋቅር ይመራል። ይህ ኮንፎርሜሽን በሃይድሮጂን, በዲሰልፋይድ, በሃይድሮፎቢክ እና በአዮኒክ ቦንዶች እርዳታ ይረጋጋል. የእነሱ ትልቅ ቁጥር የሁለተኛውን መዋቅር ወደ ውስብስብነት ለማዞር ያስችላል.ፈጥረው አረጋጋው።
የተለያዩ ግሎቡላር እና ፋይብሪላር ፕሮቲኖችን። የግሎቡላር peptides ሞለኪውል ሉላዊ መዋቅር ነው. ምሳሌዎች፡- አልቡሚን፣ ግሎቡሊን፣ ሂስቶን በሶስተኛ ደረጃ መዋቅር።
Fibrillar ፕሮቲኖች ጠንካራ ክሮች ይፈጥራሉ፣ ርዝመታቸው ከስፋታቸው ይበልጣል። እንደነዚህ ያሉት ፕሮቲኖች ብዙውን ጊዜ የመዋቅር እና የመቅረጽ ተግባራትን ያከናውናሉ. ምሳሌዎች ፋይብሮይን፣ ኬራቲን፣ ኮላጅን፣ ኤልሳቲን ናቸው።
የፕሮቲኖች አወቃቀር በሞለኪውል ኳተርን መዋቅር ውስጥ
በርካታ ግሎቡሎች ወደ አንድ ውስብስብነት ከተዋሃዱ ኳተርንሪ የሚባል መዋቅር ይመሰረታል። ይህ ኮንፎርሜሽን ለሁሉም peptides የተለመደ አይደለም፣ እና አስፈላጊ እና የተወሰኑ ተግባራትን ለማከናወን አስፈላጊ በሚሆንበት ጊዜ ይመሰረታል።
ውስብስብ በሆነ ፕሮቲን ውስጥ ያለ እያንዳንዱ ግሎቡል የተለየ ጎራ ወይም ፕሮቶመር ነው። በአንድ ላይ፣ የአንድ ሞለኪውል ኳተርነሪ መዋቅር ፕሮቲኖች አወቃቀር ኦሊጎመር ይባላል።
ብዙውን ጊዜ እንዲህ ዓይነቱ ፕሮቲን እንደ ውጫዊ ሁኔታዎች ተጽእኖ ወይም የተለያዩ ተግባራትን ለማከናወን በሚያስፈልግበት ጊዜ እርስ በርስ የሚለዋወጡ ብዙ ቋሚ ቅርፆች አሉት።
በፕሮቲን የሦስተኛ ደረጃ እና ኳተርነሪ መዋቅር መካከል ያለው ጠቃሚ ልዩነት በርካታ ግሎቡሎችን የማገናኘት ሃላፊነት የሆኑት ኢንተርሞለኩላር ቦንድ ነው። በጠቅላላው ሞለኪውል መሃል ላይ ብዙውን ጊዜ የብረት ion አለ ፣ እሱም የ intermolecular bonds ምስረታ ላይ በቀጥታ ተጽዕኖ ያሳድራል።
ተጨማሪ የፕሮቲን አወቃቀሮች
የፕሮቲን ተግባራትን ለማከናወን ሁልጊዜ የአሚኖ አሲድ ሰንሰለት በቂ አይደለም። አትበአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች የኦርጋኒክ እና የኦርጋኒክ ተፈጥሮ ሌሎች ንጥረ ነገሮች ከእንደዚህ አይነት ሞለኪውሎች ጋር ተያይዘዋል. ይህ ባህሪ እጅግ በጣም ብዙ የኢንዛይሞች ብዛት ባህሪ ስለሆነ የተወሳሰቡ ፕሮቲኖች ስብጥር ብዙውን ጊዜ በሦስት ክፍሎች ይከፈላል፡
- አፖኤንዛይም የሞለኪውል ፕሮቲን ክፍል ነው፣ እሱም የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል ነው።
- Coenzyme ፕሮቲን ሳይሆን ኦርጋኒክ አካል ነው። የተለያዩ የሊፕዲዶች፣ ካርቦሃይድሬቶች ወይም ኑክሊክ አሲዶችን ሊያካትት ይችላል። ይህ ባዮሎጂያዊ ንቁ ውህዶች ተወካዮችን ያጠቃልላል፣ ከእነዚህም ውስጥ ቫይታሚኖች አሉ።
- ኮፋክተር - ኦርጋኒክ ያልሆነ አካል፣ በአብዛኛዎቹ ጉዳዮች በብረት ions ይወከላል።
በሞለኪውል quaternary መዋቅር ውስጥ ያሉ ፕሮቲኖች አወቃቀር የተለያዩ መነሻ ያላቸው በርካታ ሞለኪውሎች ተሳትፎን ስለሚጠይቅ ብዙ ኢንዛይሞች በአንድ ጊዜ ሶስት አካላት አሏቸው። ለምሳሌ ፎስፎኪናሴ የተባለ ኤንዛይም የፎስፌት ቡድን ከኤቲፒ ሞለኪውል መተላለፉን ያረጋግጣል።
የፕሮቲን ሞለኪውል ኳተርነሪ መዋቅር የት ነው የተፈጠረው?
የፖሊፔፕታይድ ሰንሰለት በሴል ራይቦዞም ውስጥ መፈጠር ይጀምራል፣ነገር ግን የፕሮቲን ተጨማሪ መብሰል በሌሎች የአካል ክፍሎች ላይ ይከሰታል። አዲስ የተቋቋመው ሞለኪውል የኑክሌር ሽፋንን፣ ERን፣ ጎልጊ አፓርተመንን እና ሊሶሶምን የያዘውን የትራንስፖርት ሲስተም ውስጥ መግባት አለበት።
የፕሮቲን የቦታ አወቃቀሩ ውስብስብነት የሚከሰተው በ endoplasmic reticulum ውስጥ ሲሆን የተለያዩ አይነት ቦንዶች (ሃይድሮጂን ፣ ዳይሰልፋይድ ፣ ሃይድሮፎቢክ ፣ ኢንተርሞለኩላር ፣ ionክ) ብቻ ሳይሆን ኮኤንዛይም እና ኮፋክተር ሲጨመሩ ነው። ይህ ኳተርን ይመሰርታልየፕሮቲን መዋቅር።
ሞለኪዩሉ ሙሉ በሙሉ ለስራ ዝግጁ ሲሆን ወደ ሴሉ ሳይቶፕላዝም ወይም ወደ ጎልጊ መሳሪያ ውስጥ ይገባል። በኋለኛው ሁኔታ እነዚህ peptides ወደ lysosomes ታሽገው ወደ ሌሎች የሕዋስ ክፍሎች ይወሰዳሉ።
የ oligomeric ፕሮቲኖች ምሳሌዎች
የኳተርን መዋቅር የፕሮቲን ውቅር ሲሆን ይህም በሕያዋን ፍጡር ውስጥ ወሳኝ ተግባራትን አፈፃፀም ለማገዝ የተነደፈ ነው። የኦርጋኒክ ሞለኪውሎች ውስብስብ ውህደት በመጀመሪያ ደረጃ በብዙ የሜታብሊክ ሂደቶች (ኢንዛይሞች) ሥራ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል.
ባዮሎጂያዊ ጠቀሜታ ያላቸው ፕሮቲኖች ሄሞግሎቢን፣ ክሎሮፊል እና ሄሞሲያኒን ናቸው። የፖርፊሪን ቀለበት የእነዚህ ሞለኪውሎች መሠረት ነው፣ በመካከላቸው የብረት ion አለ።
ሄሞግሎቢን
የሂሞግሎቢን ፕሮቲን ሞለኪውል ኳተርነሪ መዋቅር በ intermolecular bonds የተገናኙ 4 ግሎቡሎችን ያቀፈ ነው። በማዕከሉ ውስጥ የብረት አዮን ያለው ፖርፊን አለ. ፕሮቲኑ በኤrythrocytes ሳይቶፕላዝም ውስጥ ይጓጓዛል፣ እነሱም ከጠቅላላው የሳይቶፕላዝም መጠን 80% ያህሉን ይይዛሉ።
የሞለኪውሉ መሰረት ሄሜ ነው፣ እሱም የበለጠ ኦርጋኒክ ያልሆነ እና ቀይ ቀለም ያለው። እንዲሁም በጉበት ውስጥ ያለው የሂሞግሎቢን ቀዳሚ የመበላሸት ምርት ነው።
ሄሞግሎቢን ጠቃሚ የማጓጓዣ ተግባርን እንደሚፈጽም ሁላችንም እናውቃለን - ኦክሲጅን እና ካርቦን ዳይኦክሳይድን በሰው አካል ውስጥ ያስተላልፋሉ። የፕሮቲን ሞለኪውል ውስብስቡ ተጓዳኝ ጋዞችን ከሄሞግሎቢን ጋር ማገናኘት የሚችሉ ልዩ ንቁ ማዕከሎች ይፈጥራል።
የፕሮቲን-ጋዝ ስብስብ ሲፈጠር ኦክሲሄሞግሎቢን እና ካርቦሄሞግሎቢን የሚባሉት ይፈጠራሉ። ሆኖም, አንድ ተጨማሪ አለየተለያዩ እንደዚህ ያሉ ማህበራት, እሱም በጣም የተረጋጋ: ካርቦቢ ሄሞግሎቢን. የፕሮቲን እና የካርቦን ሞኖክሳይድ ውስብስብ ነው፣ የዚህ መረጋጋት የመታፈን ጥቃቶች ከመጠን በላይ መርዛማነት ያብራራል።
Chlorophyll
ሌላኛው የፕሮቲኖች ተወካይ ባለአራት መዋቅር ያለው፣የግዛታቸው ትስስር አስቀድሞ በማግኒዚየም ion የተደገፈ ነው። የሙሉ ሞለኪውል ዋና ተግባር በእጽዋት ውስጥ በፎቶሲንተሲስ ሂደቶች ውስጥ መሳተፍ ነው።
የተለያዩ የክሎሮፊል ዓይነቶች አሉ፣ እነሱም በፖርፊሪን ቀለበት radicals ይለያያሉ። እያንዳንዳቸው እነዚህ ዝርያዎች በተለየ የላቲን ፊደላት ምልክት ይደረግባቸዋል. ለምሳሌ የመሬት ተክሎች በክሎሮፊል ኤ ወይም ክሎሮፊል ቢ ሲገኙ፣ አልጌዎች ደግሞ ሌሎች የዚህ ፕሮቲን ዓይነቶች ይዘዋል::
Hemocyanin
ይህ ሞለኪውል የሂሞግሎቢን አናሎግ ነው በብዙ ዝቅተኛ እንስሳት (አርትሮፖድስ፣ ሞለስኮች፣ ወዘተ)። የኳተርን ሞለኪውላዊ መዋቅር ያለው የፕሮቲን አወቃቀር ዋናው ልዩነት ከብረት ion ይልቅ የዚንክ ion መኖር ነው. ሄሞሲያኒን ሰማያዊ ቀለም አለው።
አንዳንድ ጊዜ ሰዎች የሰውን ሄሞግሎቢንን በሄሞሲያኒን ብንተካው ምን ሊፈጠር እንደሚችል ያስባሉ። በዚህ ሁኔታ በደም ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች እና በተለይም አሚኖ አሲዶች የተለመደው ይዘት ይረበሻል. ሄሞሲያኒን ከካርቦን ዳይኦክሳይድ ጋር ውስብስብ የሆነ ውህደት ለመፍጠር ያልተረጋጋ ነው፣ ስለዚህ "ሰማያዊ ደም" የደም መርጋት የመፍጠር ዝንባሌ ይኖረዋል።
