Struktura a funkce proteinů

Proteiny jsou velmi důležité molekuly, které jsou nezbytné pro všechny živé organismy. Podle suché hmotnosti jsou proteiny největší jednotkou buněk. Proteiny se účastní prakticky všech buněčných funkcí a každé roli se věnuje jiný typ proteinu, přičemž úkoly sahají od obecné buněčné podpory po buněčnou signalizaci a lokomoce. Celkem existuje sedm typů proteinů.

Proteiny

Bílkoviny jsou v těle syntetizovány procesem zvaným překlad. Překlad nastává v cytoplazma

Aminokyseliny jsou stavební kameny všech proteinů, bez ohledu na jejich funkci. Proteiny jsou obvykle řetězcem 20 aminokyseliny. Lidské tělo může použít kombinace těchto stejných 20 aminokyselin k vytvoření jakéhokoli proteinu, který potřebuje. Většina aminokyselin sleduje strukturní šablonu, ve které je alfa uhlík vázán k následujícím formám:

• A atom vodíku (H)
• Karboxylová skupina (-COOH)
• Aminoskupina (-NH2)
• „Proměnná“ skupina

Mezi různými typy aminokyselin je „variabilní“ skupina nejvíce odpovědná za změnu, protože všechny mají vazby vodíku, karboxylové skupiny a aminoskupiny.

Aminokyseliny jsou spojeny dehydratační syntézou, dokud nevytvářejí peptidové vazby. Když je těmito vazbami spojeno několik aminokyselin, vytvoří se polypeptidový řetězec. Jeden nebo více polypeptidových řetězců stočených do trojrozměrného tvaru tvoří protein.

Struktura proteinu může být kulovitý nebo vláknitý v závislosti na jeho konkrétní roli (každý protein je specializovaný). Globulární proteiny mají obecně kompaktní, rozpustný a kulovitý tvar. Vláknité proteiny jsou obvykle protáhlé a nerozpustné. Globulární a vláknité proteiny mohou vykazovat jeden nebo více typů proteinových struktur.

Existují čtyři strukturální úrovně bílkovin: primární, sekundární, terciární a kvartérní. Tyto hladiny určují tvar a funkci proteinu a jsou od sebe odlišeny stupněm složitosti v polypeptidovém řetězci. Primární úroveň je nejzákladnější a nejzákladnější, zatímco kvartérní úroveň popisuje sofistikované spojení.

Jedna molekula proteinu může obsahovat jednu nebo více z těchto úrovní proteinové struktury a struktura a složitost proteinu určuje jeho funkci. Například kolagen má supervinutý spirálovitý tvar, který je dlouhý, tuhý, silný a podobný lanu - kolagen je skvělý pro poskytnutí podpory. Hemoglobin je naproti tomu globulární protein, který je složený a kompaktní. Jeho kulovitý tvar je užitečný pro manévrování skrz cévy.

Existuje celkem sedm různých typů proteinů, pod které všechny proteiny spadají. Patří sem protilátky, kontraktilní proteiny, enzymy, hormonální proteiny, strukturální proteiny, zásobní proteiny a transportní proteiny.

Protilátky jsou specializované proteiny, které chrání tělo proti antigenům nebo cizím útočníkům. Jejich schopnost cestovat přes krevního řečiště umožňuje jim, aby je využil imunitní systém k identifikaci a obraně proti bakteriím, virům a jiným cizím vetřelcům v krvi. Jedním ze způsobů, jak protilátky působí proti antigenům, je jejich imobilizace, aby mohly být zničeny bílé krvinky.

Kontraktilní proteiny jsou zodpovědní za sval kontrakce a pohyb. Příklady těchto proteinů zahrnují aktin a myosin. Eukaryoty mají sklon disponovat velkým množstvím aktinu, který kontroluje svalovou kontrakci a také buněčný pohyb a dělení. Myosin ovládá úkoly prováděné aktinem tím, že mu dodává energii.

Enzymy jsou proteiny, které usnadňují a urychlují biochemické reakce, a proto jsou často označovány jako katalyzátory. Mezi významné enzymy patří laktáza a pepsin, bílkoviny, které jsou známé svou rolí při zažívacích potížích a speciálních dietách. Nesnášenlivost laktózy je způsobena nedostatkem laktázy, což je enzym, který štěpí cukernou laktózu nalezenou v mléce. Pepsin je trávicí enzym, který pracuje v žaludku a štěpí bílkoviny v potravě - nedostatek tohoto enzymu vede k zažívacím potížím.

Jiné příklady trávicích enzymů jsou ty přítomný ve slinách: slinná amyláza, slinný kalikrein a lingvální lipáza - všechny plní důležité biologické funkce. Slinná amyláza je primární enzym, který se nachází ve slinách a štěpí škrob na cukr.

Hormonální proteiny jsou messengerové proteiny, které pomáhají koordinovat určité tělesné funkce. Příklady zahrnují inzulín, oxytocin a somatotropin.

Inzulín reguluje metabolismus glukózy tím, že reguluje koncentrace cukru v krvi v těle, oxytocin stimuluje kontrakce během porodu a somatotropin je růstový hormon, který stimuluje produkci bílkovin ve svalu buňky.

Strukturální proteiny jsou vláknité a vláknité, což je činí ideální pro podporu různých jiných proteinů, jako je keratin, kolagen a elastin.

Keratiny zesilují ochranné povlaky, jako je kůže, vlasy, brky, peří, rohy a zobáky. Kolagen a elastin poskytují podporu pojivové tkáně jako šlachy a vazy.

Skladovací proteiny rezervujte aminokyseliny pro tělo, dokud nebudete připraveni k použití. Příklady zásobních proteinů zahrnují ovalbumin, který se nachází ve vaječných bílcích, a kasein, protein na bázi mléka. Feritin je další protein, který ukládá železo do transportního proteinu, hemoglobinu.

Transportní proteiny jsou nosné proteiny, které přemísťují molekuly z jednoho místa na druhé v těle. Hemoglobin je jedním z nich a je zodpovědný za transport kyslíku skrz krev červené krvinky. Cytochromy, další typ transportního proteinu, působí v EU elektronový transportní řetězec jako proteiny elektronového nosiče.