Kompleksna beljakovina poleg same beljakovinske komponente vsebuje dodatno skupino drugačne narave (protetično). Kot ta komponenta delujejo ogljikovi hidrati, lipidi, kovine, ostanki fosforne kisline, nukleinske kisline. Ta članek vam bo povedal, kako se preproste beljakovine razlikujejo od zapletenih, na katere vrste so te snovi razdeljene in kakšne so njihove značilnosti. Glavna razlika med obravnavanimi snovmi je njihova sestava.
kompleksne beljakovine: definicija
To so dvokomponentne snovi, ki vključujejo preprosto beljakovino (peptidne verige) in neproteinsko snov (protetična skupina). V procesu njihove hidrolize nastanejo aminokisline, nebeljakovinski del in produkti razpadanja. Kako se preproste beljakovine razlikujejo od kompleksnih? Prvi so sestavljeni samo iz aminokislin.
Razvrstitev in karakterizacija kompleksnih beljakovin
Te snovi so razdeljene na vrste glede na vrsto dodatne skupine. Zakompliciratibeljakovine vključujejo:
- Glikoproteini so beljakovine, katerih molekule vsebujejo ostanek ogljikovih hidratov. Med njimi ločimo proteoglikane (komponente medceličnega prostora), ki v svoji strukturi vključujejo mukopolisaharide. Glikoproteini vključujejo imunoglobuline.
- Lipoproteini vključujejo lipidno komponento. Sem spadajo apolipoproteini, ki opravljajo funkcijo zagotavljanja transporta lipidov.
- Metaloproteini vsebujejo kovinske ione (baker, mangan, železo itd.), ki so vezani z interakcijo darovalec-akceptor. V to skupino ne spadajo proteini hema, ki vključujejo spojine profilinskega obroča z železom in jim po strukturi podobne spojine (zlasti klorofil).
- Nukleoproteini so beljakovine, ki imajo nekovalentne vezi z nukleinskimi kislinami (DNA, RNA). Ti vključujejo kromatin, sestavni del kromosomov.
- 5. Fosfoproteini, ki vključujejo kazein (kompleksni protein skute), vključujejo kovalentno povezane ostanke fosforne kisline.
Kromoproteine združuje barva protetične komponente. Ta razred vključuje proteine hema, klorofile in flavoproteine
Lastnosti glikoproteinov in proteoglikanov
Te beljakovine so kompleksne snovi. Proteoglikani vsebujejo velik delež ogljikovih hidratov (80-85%), v običajnih glikoproteinih je vsebnost 15-20%. Uronske kisline so prisotne le v molekuli proteoglikana, za njihove ogljikove hidrate je značilna pravilna struktura s ponavljajočimi se enotami. Kakšna je zgradba in funkcija kompleksnih glikoproteinskih beljakovin? Njihove verige ogljikovih hidratov vključujejo le 15 členov in so nepravilne.strukturo. V strukturi glikoproteinov se povezava ogljikovega hidrata z beljakovinsko komponento običajno izvaja prek aminokislinskih ostankov, kot sta serin ali aspargin.
Funkcije glikoproteinov:
- So del bakterijske celične stene, vezivnega kostnega in hrustančnega tkiva, obdajajo kolagenska in elastinska vlakna.
- Igrajte zaščitno vlogo. Tako strukturo imajo na primer protitelesa, interferoni, faktorji strjevanja krvi (protrombin, fibrinogen).
- So receptorji, ki delujejo z efektorjem - majhno neproteinsko molekulo. Slednji, ki se pridruži beljakovini, povzroči spremembo njegove konformacije, kar vodi do določenega znotrajceličnega odziva.
- Izvajajte hormonsko funkcijo. Glikoproteini vključujejo gonadotropne, adrenokortikotropne in ščitnično stimulirajoče hormone.
- Prenašanje snovi v krvi in ionov skozi celično membrano (transferin, transkortin, albumin, Na+, K+ -ATPaza).
Glikoproteinski encimi vključujejo holinesterazo in nukleazo.
Več o proteoglikanih
Običajno kompleksni proteinski proteoglikan vključuje v svojo strukturo velike verige ogljikovih hidratov s ponavljajočimi se disaharidnimi ostanki, sestavljenimi iz neke vrste uronske kisline in amino sladkorja. Oligo- ali polisaharidne verige se imenujejo glikani. Prvi običajno vsebujejo 2-10 monomernih enot.
Odvisno od strukture verig ogljikovih hidratov ločimo različne vrste le-teh, na primer kisloheteropolisaharidi z velikim številom kislih skupin ali glikozaminoglikani, vključno z amino skupinami. Slednje vključujejo:
- Hialuronska kislina, ki se aktivno uporablja v kozmetologiji.
- Heparin, ki preprečuje strjevanje krvi.
- Keratan sulfati so sestavni deli hrustanca in roženice.
- Hondroitin sulfati so del hrustanca in sinovialne tekočine.
Ti polimeri so sestavine proteoglikanov, ki zapolnjujejo medcelični prostor, zadržujejo vodo, mažejo gibljive dele sklepov in so njihove strukturne komponente. Hidrofilnost (dobra topnost v vodi) proteoglikanov jim omogoča, da ustvarijo oviro za velike molekule in mikroorganizme v medceličnem prostoru. Z njihovo pomočjo se ustvari želeju podobna matrica, v katero so potopljena vlakna drugih pomembnih beljakovin, kot je kolagen. Njegovi prameni v proteoglikanskem mediju imajo obliko drevesa.
Lastnosti in vrste lipoproteinov
Kompleksni proteinski lipoprotein ima dobro opredeljeno dvojno hidrofilno in hidrofobno naravo. Jedro molekule (hidrofobni del) tvorijo nepolarni estri holesterola in triacilgliceridi.
Zunaj v hidrofilni coni so beljakovinski del, fosfolipidi, holesterol. Obstaja več vrst lipoproteinskih beljakovin, odvisno od njihove strukture.
Glavni razredi lipoproteinov:
- Kompleksne beljakovine visoke gostote (HDL, α-lipoproteini). Prenaša holesterol v jetra in periferna tkiva.
- Nizka gostota (LDL, β-lipoproteini). Razenholesterol se prenaša s triacilgliceridi in fosfolipidi.
- Zelo nizka gostota (VLDL, pre-β-lipoproteini). Izvedite funkcijo, podobno LDL.
- Hilomikroni (XM). Prenesite maščobne kisline in holesterol iz črevesja po zaužitju hrane.
Takšna vaskularna patologija, kot je ateroskleroza, nastane kot posledica nepravilnega razmerja različnih vrst lipoproteinov v krvi. Glede na značilnosti sestave je mogoče ugotoviti več trendov v strukturi fosfolipidov (od HDL do hilomikronov): zmanjšanje deleža beljakovin (od 80 do 10%) in fosfolipidov, povečanje odstotka triacilgliceridov (od 20 do 90 %).
Med metaloproteini je veliko pomembnih encimov
Metaloprotein lahko vključuje ione več kovin. Njihova prisotnost vpliva na orientacijo substrata v aktivnem (katalitičnem) mestu encima. Kovinski ioni so lokalizirani na aktivnem mestu in igrajo pomembno vlogo pri katalitični reakciji. Pogosto ion deluje kot akceptor elektronov.
Primeri kovin, ki jih vsebuje struktura encimskih metaloproteinov:
- Baker je vključen v sestavo citokrom oksidaze, ki skupaj s hemom vsebuje ion te kovine. Encim sodeluje pri tvorbi ATP med delovanjem dihalne verige.
- Železo vsebuje encime, kot je feritin, ki opravlja funkcijo odlaganja železa v celici; transferin - nosilec železa v krvi; katalaza je odgovorna za reakcijo nevtralizacije vodikovega peroksida.
- Cink je značilnost kovinealkoholna dehidrogenaza, ki sodeluje pri oksidaciji etilnih in podobnih alkoholov; laktat dehidrogenaza - encim pri presnovi mlečne kisline; ogljikova anhidraza, ki katalizira tvorbo ogljikove kisline iz CO2 in H2O; alkalna fosfataza, ki izvaja hidrolitično cepitev estrov fosforne kisline z različnimi spojinami; α2-makroglobulin je krvni protein proti proteazi.
- Selen je del tiroperoksidaze, ki sodeluje pri tvorbi ščitničnih hormonov; glutation peroksidaza, ki opravlja antioksidativno funkcijo.
- Kalcij je značilen za strukturo α-amilaze, encima za hidrolitično razgradnjo škroba.
fosfoproteini
Kaj je vključeno v kompleksne beljakovine fosfoproteinov? Za to kategorijo je značilna prisotnost fosfatne skupine, ki je povezana z beljakovinskim delom preko aminokislin s hidroksilom (tirozin, serin ali treonin). Kakšna je funkcija fosforne kisline v strukturi beljakovin? Spremeni strukturo molekule, ji daje naboj, poveča topnost, vpliva na lastnosti beljakovin. Primera fosfoproteinov sta mlečni kazein in jajčni albumin, vendar so encimi večinoma v tej kategoriji kompleksnih beljakovin.
Fosfatna skupina ima pomembno funkcionalno vlogo, saj veliko beljakovin nanjo ni trajno vezanih. V celici se nenehno odvijajo procesi fosforilacije in defosforilacije. Posledično se izvaja regulacija dela beljakovin. Na primer, če so histoni proteini, povezani z nukleinskimi kislinami, preidejov fosforilirano stanje, potem se poveča aktivnost genoma (genetskega materiala). Aktivnost encimov, kot sta glikogen sintaza in glikogen fosforilaza, je odvisna od fosforilacije.
nukleoproteini
Nukleoproteini so beljakovine, povezane z nukleinskimi kislinami. So sestavni del shranjevanja in regulacije genskega materiala, dela ribosomov, ki opravljajo funkcijo sinteze beljakovin. Najpreprostejše življenjske oblike virusov lahko imenujemo ribo- in deoksiribonukleoproteini, saj so sestavljeni iz genetskega materiala in beljakovin.
Kako deoksiribonukleinska kislina (DNK) in histoni medsebojno delujejo? V kromatinu ločimo 2 vrsti proteinov, povezanih z DNK (histonski in nehistonski). Prvi so vključeni v začetni fazi zbijanja DNK. Molekula nukleinske kisline se ovije okoli beljakovin in tvori nukleosome. Nastala nit je podobna kroglicam, tvorijo superzvito strukturo (kromatinska fibrila) in superzvitek (medfazni kromonema). Zaradi delovanja histonskih proteinov in proteinov višjih nivojev je zagotovljeno tisočkratno zmanjšanje dimenzije DNK. Dovolj je primerjati velikost kromosomov in dolžino nukleinske kisline, da ocenimo pomen beljakovin (6-9 cm oziroma 10-6 µm).
Kaj so kromoproteini
Kromoproteini vsebujejo zelo raznolike skupine, ki imajo samo eno skupno stvar - prisotnost barve v protetični komponenti. Kompleksne beljakovine te kategorije delimo na: hemoproteine (vsebujejo hem v strukturi), beljakovine mrežnice (vitamin A), flavoproteine (vitamin B2),kobamidni proteini (vitamin B12).
Hemoproteini so razvrščeni glede na njihove funkcije na neencimske (hemoglobin in mioglobin protein) in encime (citokromi, katalaza, peroksidaza).
Flavoproteini vsebujejo kot protetično komponento derivate flavin mononukleotida (FMN) ali flavinadenin dinukleotida (FAD) vitamina B2. Ti encimi sodelujejo tudi pri redoks transformacijah. Ti vključujejo oksidoreduktaze.
Kaj so citokromi?
Kot je opisano zgoraj, je hem sestavljen iz porfirina. Njegova struktura vključuje 4 pirolne obroče in železo. Posebna skupina hemskih encimov - citokromov, ki se razlikujejo po sestavi aminokislin in številu peptidnih verig, je specializirana za izvajanje redoks reakcij, ki zagotavljajo prenos elektronov v dihalni verigi. Ti encimi sodelujejo pri mikrosomski oksidaciji – začetnih reakcijah biotransformacije ksenobiotikov, ki vodijo v njihovo nevtralizacijo in izmenjavi številnih eksogenih in eksogenih snovi, na primer steroidov, nasičenih maščobnih kislin.
Vpliv protetične skupine
Protetična skupina, ki je del kompleksnih beljakovin, vpliva na njene lastnosti: spreminja naboj, topnost, termoplastičnost. Tak učinek imajo na primer ostanki fosforne kisline ali monosaharidi. Del ogljikovih hidratov, ki je vključen v sestavo kompleksne beljakovine, jo ščiti pred proteolizo (uničenjem kot posledica procesa hidrolize), vpliva na prodiranje molekul skozi celicomembrano, njihovo izločanje in razvrščanje. Lipidni fragment omogoča ustvarjanje proteinskih kanalov za transport slabo vodotopnih (hidrofobnih) spojin.
Struktura in funkcije kompleksnih beljakovin so popolnoma odvisne od protetične skupine. Na primer, hem, ki vsebuje železo, v hemoglobinu veže kisik in ogljikov dioksid. Zaradi nukleoproteinov, ki nastanejo kot posledica interakcije histonov, protaminov z DNK ali RNA, je genetski material zaščiten, kompaktno shranjen, RNA pa se veže med sintezo beljakovin. Nukleoproteini so stabilni kompleksi beljakovin in nukleinskih kislin.
Sklep
Tako kompleksne beljakovine opravljajo širok spekter funkcij v telesu. Zato je vnos makro- in mikrohranil tako pomemben za ohranjanje zdravja. Kovine so del številnih encimov. Če poznate biokemijo, značilnosti vašega zdravja in ekološko stanje kraja bivanja, lahko prilagodite svojo prehrano. Na primer, dodelite ozemlja, za katera je značilno pomanjkanje katerega koli elementa. Njegov dodaten vnos v prehrano v obliki dodatkov vam omogoča, da nadomestite pomanjkanje.
