تعداد زیادی از مواد آلی که یک سلول زنده را تشکیل می دهند با اندازه های مولکولی بزرگ مشخص می شوند و پلیمرهای زیستی هستند. اینها شامل پروتئین هایی است که 50 تا 80 درصد جرم خشک کل سلول را تشکیل می دهند. مونومرهای پروتئینی اسیدهای آمینه ای هستند که توسط پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل می شوند. ماکرومولکول های پروتئین دارای چندین سطح سازمان هستند و تعدادی عملکرد مهم را در سلول انجام می دهند: ساختمانی، حفاظتی، کاتالیزوری، موتوری و غیره. که بدن انسان را تشکیل می دهند.
اشکال سازمان دهی ماکرومولکول های پلی پپتیدی
باقی مانده های اسید آمینه به طور متوالی توسط پیوندهای کووالانسی قوی به یکدیگر متصل می شوند.پپتید آنها کاملاً قوی هستند و ساختار اولیه پروتئین را در حالت پایدار نگه می دارند که به شکل زنجیره ای است. شکل ثانویه زمانی رخ می دهد که زنجیره پلی پپتیدی به یک مارپیچ آلفا پیچیده شود. این پیوند توسط پیوندهای هیدروژنی دیگر تثبیت می شود. پیکربندی سوم یا بومی اهمیت اساسی دارد، زیرا بیشتر پروتئین های کروی در یک سلول زنده دقیقاً چنین ساختاری دارند. مارپیچ به شکل یک کره یا کروی بسته بندی شده است. پایداری آن نه تنها به دلیل ظهور پیوندهای هیدروژنی جدید، بلکه به دلیل تشکیل پل های دی سولفید است. آنها به دلیل تعامل اتم های گوگرد که اسید آمینه سیستئین را می سازند، به وجود می آیند. نقش مهمی در تشکیل ساختار سوم توسط برهمکنش های آب دوست و آبگریز بین گروه های اتم در ساختار پپتیدی ایفا می شود. اگر یک پروتئین کروی از طریق یک جزء غیر پروتئینی، به عنوان مثال، یک یون فلزی، با مولکول های مشابه ترکیب شود، یک پیکربندی چهارتایی ایجاد می شود - بالاترین شکل سازمان دهی پلی پپتید.
پروتئین فیبریلار
عملکردهای انقباضی، حرکتی و ساختمانی در سلول توسط پروتئین‌هایی انجام می‌شود که ماکرومولکول‌های آن شبیه رشته‌های نازک - فیبریل‌ها هستند. پلی پپتیدهایی که فیبرهای پوست، مو و ناخن را تشکیل می دهند به عنوان گونه های فیبریلار طبقه بندی می شوند. معروف ترین آنها کلاژن، کراتین و الاستین هستند. آنها در آب حل نمی شوند، اما می توانند در آن متورم شوند و یک توده چسبناک و چسبناک تشکیل دهند. پپتیدهای یک ساختار خطی نیز بخشی از رشته های دوک شکافت هستند که دستگاه میتوزی سلول را تشکیل می دهند. آن ها هستندبه کروموزوم ها می چسبند، منقبض می شوند و آنها را به قطب های سلول می کشانند. این فرآیند در آنافاز میتوز - تقسیم سلول های جسمی بدن، و همچنین در مراحل کاهش و معادله تقسیم سلول های زایای - میوز مشاهده می شود. بر خلاف پروتئین کروی، فیبریل ها می توانند به سرعت کشیده و منقبض شوند. مژک های مژک دار-کفش، تاژک های جلبک سبز یا تک سلولی اوگلنا - کلامیدوموناس از فیبریل ها ساخته شده اند و وظایف حرکتی را در ساده ترین موجودات انجام می دهند. انقباض پروتئین های ماهیچه ای - اکتین و میوزین که بخشی از بافت عضلانی هستند، حرکات مختلف ماهیچه های اسکلتی را تعیین می کنند و اسکلت عضلانی بدن انسان را حفظ می کنند.
ساختار پروتئین های کروی
پپتیدها - حامل های مولکول های مواد مختلف، پروتئین های محافظ - ایمونوگلوبولین ها، هورمون ها - این لیست ناقصی از پروتئین ها است که ساختار سوم آن به شکل یک توپ - گلبول است. پروتئین های خاصی در خون وجود دارند که دارای مناطق خاصی در سطح خود هستند - مراکز فعال. آنها با کمک آنها مولکول های مواد فعال بیولوژیکی تولید شده توسط غدد ترشح مخلوط و داخلی را می شناسند و به خود می چسبانند. با کمک پروتئین‌های کروی، هورمون‌های تیروئید و غدد جنسی، غدد فوق کلیوی، تیموس، غده هیپوفیز به سلول‌های خاصی از بدن انسان تحویل داده می‌شوند که مجهز به گیرنده‌های ویژه برای تشخیص آنها هستند.
پلی پپتیدهای غشایی
مدل مایع موزاییکی ساختار غشای سلولی به بهترین وجه با عملکردهای مهم آنها سازگار است: سد،گیرنده و انتقال پروتئین های موجود در آن انتقال یون ها و ذرات برخی از مواد مانند گلوکز، اسیدهای آمینه و غیره را انجام می دهند. خواص پروتئین های حامل کروی را می توان با استفاده از پمپ سدیم-پتاسیم به عنوان مثال مورد مطالعه قرار داد. انتقال یون ها از سلول به فضای بین سلولی و بالعکس را انجام می دهد. یون های سدیم دائماً به سمت وسط سیتوپلاسم سلول حرکت می کنند و کاتیون های پتاسیم دائماً از سلول خارج می شوند. نقض غلظت مورد نظر این یون ها منجر به مرگ سلولی می شود. برای جلوگیری از این تهدید، پروتئین خاصی در غشای سلولی ساخته می شود. ساختار پروتئین‌های کروی به گونه‌ای است که کاتیون‌های Na+ و K+را در برابر گرادیان غلظت با استفاده از انرژی آدنوزین تری فسفریک اسید حمل می‌کنند.
ساختار و عملکرد انسولین
پروتئین های محلول با ساختار کروی که به شکل سوم هستند به عنوان تنظیم کننده متابولیسم در بدن انسان عمل می کنند. انسولین توسط سلول های بتا جزایر لانگرهانس تولید می شود و سطح گلوکز خون را کنترل می کند. این شامل دو زنجیره پلی پپتیدی (شکل های α- و β) است که توسط چندین پل دی سولفید به هم متصل شده اند. اینها پیوندهای کووالانسی هستند که بین مولکول های اسید آمینه حاوی گوگرد - سیستئین ایجاد می شوند. هورمون پانکراس عمدتاً از یک توالی منظم از واحدهای اسید آمینه تشکیل شده است که به شکل یک مارپیچ آلفا سازماندهی شده اند. بخش کوچکی از آن به شکل ساختار بتا و بقایای اسید آمینه بدون جهت گیری دقیق در فضا است.
هموگلوبین
یک مثال کلاسیک از پپتیدهای کرویپروتئین موجود در خون که باعث رنگ قرمز خون می شود، هموگلوبین است. این پروتئین شامل چهار ناحیه پلی پپتیدی به شکل مارپیچ های آلفا و بتا است که توسط یک جزء غیر پروتئینی - هِم به هم متصل شده اند. این توسط یک یون آهن نشان داده می شود که زنجیره های پلی پپتیدی را به یک تایید مربوط به فرم چهارتایی متصل می کند. ذرات اکسیژن به مولکول پروتئین متصل می شوند (در این شکل اکسی هموگلوبین نامیده می شود) و سپس به سلول ها منتقل می شوند. این روند طبیعی فرآیندهای تجزیه را تضمین می کند، زیرا سلول برای به دست آوردن انرژی، مواد آلی وارد شده به آن را اکسید می کند.
نقش پروتئین خون در انتقال گاز
علاوه بر اکسیژن، هموگلوبین قادر است دی اکسید کربن را نیز بچسباند. دی اکسید کربن به عنوان یک محصول جانبی از واکنش های سلولی کاتابولیک تولید می شود و باید از سلول ها حذف شود. اگر هوای استنشاقی حاوی مونوکسید کربن - مونوکسید کربن باشد، می تواند یک پیوند قوی با هموگلوبین ایجاد کند. در این صورت یک ماده سمی بی رنگ و بی بو در فرآیند تنفس به سرعت به سلول های بدن نفوذ کرده و باعث مسمومیت می شود. ساختارهای مغز به خصوص به غلظت بالای مونوکسید کربن حساس هستند. فلج مرکز تنفسی واقع در بصل النخاع وجود دارد که منجر به مرگ بر اثر خفگی می شود.
در مقاله خود، ساختار، ساختار و خواص پپتیدها را بررسی کردیم و همچنین نمونه‌هایی از پروتئین‌های کروی را ارائه کردیم که تعدادی عملکرد مهم را در بدن انسان انجام می‌دهند.
