Протеини: биологична роля. Биологичната роля на протеин в тялото

Протеини, биологичната роля на които ще бъдат обсъдени днес - изграден от високомолекулни съединения на аминокиселини. Сред всички други органични съединения, те са сред най-комплекс в тяхната структура. Чрез елементен състав протеини се различават от мазнини и въглехидрати: в допълнение към кислород, водород и въглероден те също съдържат азот. В допълнение, неразделна част от най-важните протеини е сяра, и някои съдържа йод, желязо и фосфор.

Биологичната роля на протеина е много висока. Именно тези връзки съставляват голяма част от масата на протоплазма и ядра на живи клетки. Всички животински и растителни организми са протеини.

Един или няколко функции

Биологичната ролята и функциите на различните техни съединения са различни. Като вещество със специфична химическа структура, всеки протеин изпълнява високо специализирани функции. Само в някои случаи това може да изпълнява няколко взаимосвързани. Например, епинефрин, който се произвежда в надбъбречните медула, влизайки в кръвта, повишава кръвното налягане и консумация на кислород, на кръвната захар. В допълнение, той е стимулант на обмяната на веществата, а студенокръвни животни - и медиатор на нервната система. Както можете да видите, тя изпълнява много функции едновременно.

(Каталитично) функцията Ензимната

Множество биохимични реакции, проявяващи се в живите организми, се извършват при меки условия, при които температурата е близо до 40 ° С и рН почти неутрално. При тези условия, незначителен процент на възникване на много от тях. Ето защо, за да се реализира, ние се нуждаем ензими - специфични биологични катализатори. Почти всички реакции, с изключение на фотолиза на вода в живите организми са катализирани от ензими играта. Тези елементи са или протеини или протеинови комплекси с кофактор (органична молекула или метален йон). Ензимите са много селективни задейства необходим процес. Така каталитичната функция, обсъдени по-горе, - един от тези, които носят протеини. Биологичната роля на тези съединения, обаче, неговото изпълнение не се ограничава. Има много други функции, които ще бъдат обсъдени по-долу.

транспорт функция

За наличието на клетките изисква множество вещества във вътрешността на играта, които осигуряват енергия и строителен материал. Всички биологични мембрани са изградени на един общ принцип. Този двоен слой от липиди, протеини са били изпратени в него. В същото време се съсредоточи хидрофилни макромолекули места върху повърхността на мембраната и в дебелината на техните - хидрофобни "опашки". Тази структура е непроницаем за важни компоненти: аминокиселини, захари, йони на алкални метали. Проникването на тези елементи в клетките става чрез транспортни протеини са вградени в клетъчната мембрана. В бактерии, например, има специален протеин, който осигурява прехвърлянето на лактоза (млечна захар) през външната мембрана.

В многоклетъчни организми, има система за транспортиране на различни вещества от един орган към друг. Става дума най-вече за хемоглобин (на снимката горе). В кръвната плазма, в допълнение, е постоянно серумен албумин (транспортен протеин). Той има способността да образува стабилни комплекси, образувани с усвояването на мазнини мастни киселини, както и с редица хидрофобни аминокиселини (например, триптофан) и много лекарства (някои пеницилини, сулфонамиди, аспирин). Трансферин, която осигурява транспорт в тялото на железни йони, е друг пример. Могат да се посочат и церуплазмин който транспортира медни йони. Така че, ние погледна функциите, които изпълняват транспортни протеини. биологичната им роля и от тази гледна точка е изключително важно.

рецепторната функция

Протеинови рецептори са от голямо значение, особено за жизнеспособността на многоклетъчни организми. Те са включени в плазмата на клетъчната мембрана и служи да се разбере и допълнително преобразуване на сигналите, които влизат в клетката. В този случай сигнали могат да бъдат или от други клетки и околната среда. Рецептори на ацетилхолин в момента най-много проучени. Те се намират в редица interneuron контакти на клетъчната мембрана, включително в невромускулни връзки в кората на главния мозък. Тези протеини взаимодействат с ацетилхолин и предава сигнал в клетката.

Невротрансмитерите за приемане на сигнала и превръщане трябва да се отстранява, за да се подготви клетката е в състояние да възприемат допълнителни сигнали. За тази цел, ацетилхолинестераза - специално ензим, който е катализатор за хидролиза на ацетилхолин към холин и ацетат. Не е изключително важен и рецепторна функция, която изпълнява протеин? Биологичната роля на следното, защитна функция за тялото е огромна. С това просто не мога да се съглася.

защитна функция

имунната система на организма в отговор на възникването на едно поколение на чужди частици на голям брой лимфоцити. Те са способни да повреди на елементите селективно. Тези чужди частици могат да бъдат ракови клетки, патогенни бактерии супрамолекулни частици (макромолекули, вируси и т.н.). В лимфоцити - група от лимфоцити, която произвежда специални протеини. Тези протеини се различават в кръвоносната система. Те признават чужди частици, като се образува унищожаване стъпка силно специфичен комплекс. Тези протеини са посочени като имуноглобулини. А антигени посочени чужди вещества, които предизвикват реакцията на имунната система.

Структура функция

Също протеини, които изпълняват високо специализирани функции също са тези, при които стойността голяма степен структурно. Благодарение на тях, при условие, механична якост и други свойства на тъканите на живите организми. Тези протеини включват, предимно колаген. Колагенът (снимка см. По-долу) в бозайници е около една четвърт от протеин маса. Той се синтезира в основните клетки, които съставляват съединителната тъкан (наречени фибробласти).

Първоначално, колаген е оформена като проколаген - неговия прекурсор, преминаващ химическа обработка с фибробласти. След това се оформя в три полипептидни вериги, усукани в спирала. Те са се обединили от фибробласти в колагенови фибрили на няколкостотин нанометра в диаметър. Последната форма на колагенови влакна, които вече могат да се видят под микроскоп. Еластичните тъкани (белодробни стените на кръвоносните съдове в кожата) извънклетъчната матрица колаген в допълнение, също съдържа протеин еластин. Тя може да се удължи в доста широк диапазон и след това да се върне в първоначалното си състояние. Друг пример е структурен протеин, който може да даде тук - е копринен фиброин. Той се изолира по време на образуването на гъсениците на какавида молци. Това е основният компонент на копринени конци. Сега ние описваме моторните протеини.

моторен протеин

И в изпълнението на мотор обработва голяма биологична роля на протеини. Накратко разкажа за това и техните функции. Свиването на мускулите - е процес, по време на която химична енергия се преобразува в механична работа. Директни нейните членове са два протеина - миозин и актин. Myosin има една много необичайна структура. Тя се формира от два кълбовидни глава и опашка (дълго нишковидни част). Приблизително 1,600 нанометра е дължината на една молекула. На главите част по този начин възлиза на около 200 пМ.

Актинът (снимката по-горе) - глобуларен протеин с молекулно тегло 42000. Тя може да бъде полимеризиран до образуване на дълго структура, и да си взаимодействат по такъв начин, с глава на миозин. Важна особеност на този процес - зависимостта си от присъствието на АТР. Ако концентрацията му е достатъчно висока, образуван миозин и актин комплекс е унищожена, а след това се извлича отново след АТР хидролиза се появява в резултат на миозин АТФаза. може да се наблюдава Този процес, например в разтвор, при което двата протеина са налице. Това става вискозен в резултат на факта, че високо молекулно тегло комплекс, образуван в отсъствието на АТР. Освен това значително намалява вискозитета поради разрушаването на комплекса е създаден, след което постепенно започва да се възстанови в резултат на АТР хидролиза. В процеса на свиването на мускулите, тези взаимодействия играят много важна роля.

антибиотици

Ние продължаваме да разкрие на тема "биологична роля на протеин в тялото." Много големите и много важна група от природни съединения са вещества, наречени антибиотици. Те са от микробен произход. Тези вещества са разпределени специални видове микроорганизми. Биологичната роля на аминокиселини и протеини е безспорно, но антибиотици имат специално, много важна функция. Те възпрепятстват растежа на микроорганизмите, които се конкурират с тях. През 1940, откриването и използването на антибиотици е революция в лечението на инфекциозни заболявания, причинени от бактерии. Трябва да се отбележи, че в повечето случаи антибиотиците не действат на вируси, така че използването на тях като антивирусни лекарства е неефективна.

примери на антибиотици

пеницилин група за първи път е въведена в практиката. Примери на тази група е ампицилин и бензилпеницилин. Антибиотици за механизма на действие и химическата природа разнообразен. Някои от тези, които са широко използвани днес, взаимодействат с човешки рибозоми, докато в бактериални рибозоми инхибира синтеза на протеини. В същото време те не взаимодействат с еукариотните рибозоми. Следователно, за бактериалните клетки са злокачествена и животински и човешки ниска токсичност. Тези антибиотици включват стрептомицин и хлорамфеникол (хлорамфеникол).

Биологичната роля на синтеза на протеини е много важно, но самият процес преминава през няколко етапа. Ние ще говорим за него само в общи линии.

Методът и биологичната роля на протеин биосинтеза

Този процес е многостепенен, много сложен. Той се среща в рибозомите - специфични органели. В клетката има набор от рибозомите. В E.coli, например, има около 20 хиляди.

"Опишете процеса на биосинтеза на протеина и биологична роля" - задача, много от нас получават в училище. И го е причинило много трудности. Е, нека да разберете заедно.

Протеинови молекули са полипептидни вериги. Те се състоят, както вече знаете, от отделните аминокиселини. Последните обаче не са достатъчно активни. За да се свързват и образуват протеинова молекула, те изискват активиране. Тя се появява в резултат на специфични ензими. Всяка аминокиселина в този случай има своя собствена ензим, по-специално настроен точно към него. Източникът на енергия за този процес е АТФ (аденозин трифосфат). аминокиселината в резултат от активирането става по-лабилна и се свързва под действието на ензима с т-РНК, която носи в рибозомата (поради тази РНК наречен транспорт). Рибозомата, следователно, действа свързан с тРНК активиран аминокиселини. Рибозом - един вид на конвейер за монтаж на входящия аминокиселината на веригата на протеин.

Синтез на ролята на протеин е трудно да се надцени, като синтезирани съединения изпълняват много важни функции. Почти всички клетъчни структури се състоят от тях.

Така че, ние сме представени в общ план, процесът на биосинтеза на протеина и биологична роля. Това заключава познаване протеини. Надяваме се, че имате желание да го продължи.