Lihtne ja keeruline valke. Struktuur, funktsioonid, omadused, tunnused, näited kompleksi valgud

Üks mõisted elu on järgmine: "Elu on olelusviisi valgukehakestesse." Meie planeedil, ilma eranditeta organismide sisaldada orgaanilisi aineid, nagu valgud. See artikkel kirjeldab lihtsate ja keeruliste valgud erinevusi ilmnenud molekulaarstruktuuri ning arutletakse nende funktsioonid rakus.

Mis on valgud

Vaatepunktist biokeemia - suure molekulmassiga orgaanilised polümeerid, monomeerid, mis on 20 erinevat liiki aminohappeid. Nad on omavahel ühendatud kovalentsete keemiliste sidemetega, muidu tuntud peptiidi. Kuna valgu monomeerid on amfoteersed ühendid, nad sisaldavad nii aminorühma ja karboksüülrühma. Keemiline side CO-NH nendevahelise esineb.

Kui polüpeptiid koosneb aminohappejääkidest lingid moodustab see lihtne valku. Molekulid polümeeri, mis sisaldab lisaks metalliioonide, vitamiinid, nukleotiidid, süsivesikud - on keerulised valke. Edasi vaatleme ruumiline struktuur polüpeptiide.

Organisatsiooni tasanditel valgumolekule

Nad esitatakse nelja erineva. Esimene structure - lineaarne, siis on kõige lihtsam ja on vormistatud polüpeptiidahela käigus spiraalse moodustamise täiendavad vesiniksidemed. Nad stabiliseerivad heeliks, mida nimetatakse abikonstruktsioonis. Taseme institutsioonide on lihtne ja keeruline valgud, enamik taimede ja loomade rakkudes. Viimast konfiguratsiooni - kvaternaarne tekib interaktsiooni mitut molekulid natiivse struktuuri, Ameerika koensüümid, nimelt sellise valkudel on keeruline struktuur, tegutsevad erinevates kehafunktsioonidele.

Erinevaid lihtsaid valke

See grupp ei ole arvukalt polüpeptiide. Nende molekulide koosnema ainult aminohappejääkidest. Et olla valgud, näiteks histoonid ja globuliinid. Esimene esindatud tuumstruktuur ning kombineeritakse DNA molekule. Teine rühm - globuliinid - on peamised koostisosad vereplasmas. Selline valk, näiteks gammaglobuliinivaba, täidab immuunkaitse ja on antikeha. Need ühendid võivad moodustada komplekse, mis sisaldavad süsivesikuid ja valke. Sellised fibrillaarne lihtne, nagu kollageeni ja elastiini, moodustavad osa sidekoe, kõhrede, kõõluste, nahka. Nende peamine funktsioon - ehitus ja toetust.

Tubuliini valk kuulub mikrotuubulid, mis on selle koostisosad cilia ja viburid ainurakseid organisme nagu ripsloomad, Euglena, parasiitide viburlastes. Sama valgu kuulub hulkraksetest organismidest (viburid spermatosoide, munarakkude cilia, ripsmeline epiteeli peensoole).

Valk albumiini teenib varu funktsiooni (nt valgu kanamunad). Endospermis seemnete teravili - rukis, riis, nisu - valgumolekule koguneda. Neid nimetatakse rakulise kandmisel. Neid aineid kasutatakse seemne embrüo alguses oma arengut. Lisaks kõrge valgusisaldusega nisu õielõikaja on väga oluline näitaja kvaliteeti jahu. Leib küpsetatakse gluteeni rikas jahu on kõrge maitse kvaliteedi ja kasulikum. Gluteen sisaldada nn kõvade nisu. Süvamere kalad vereplasma sisaldab valke, mis takistavad nende surma külma. Neil antifriisi omadused, mis takistab organismi surma vee madal temperatuur. Teiselt poolt, koosseisus rakuseina termofiilsed bakterid maasoojusallikad sisalduvad valgud on võimelised säilitama oma loomuliku konfiguratsioon (tertsiaarne või kvaternaarne struktuur) ning ei denatureerib temperatuuridel vahemikus 50 kuni + 90 ° C.

proteid

Need on keerulised valgud, mida iseloomustab suur mitmekesisus seoses erinevate funktsioonide taset. Nagu juba varem mainitud, polüpeptiidide rühma, välja arvatud valgu portsjon sisaldab prosteetilise rühma. Mõjul mitmesugustest teguritest, nagu kõrge temperatuur, raskemetallide soolad, kontsentreeriti leelis- ja äädikhappekompleks valgud võivad muuta oma ruumilise kuju, lihtsustamine. Seda nähtust nimetatakse denaturatsiooni. Struktuuri kompleksi valke katkeb vesiniksidemed on katki ja molekulide kaotavad funktsioonid ja omadused. Üldjuhul denaturatsiooni on pöördumatu. Aga mõned polüpeptiidid toimida katalüsaatorina, sõidu- ja signalisatsiooni funktsioone on võimalik Renatureerimise - taastada asjaomaste looduslike struktuuri proteids.

Kui hagi on destabiliseeriv tegur läheb kaua aega, valgumolekuli hävib täielikult. See viib puruneva peptiidsidemete primaarstruktuuris. Restore valgu ja selle funktsiooni ei ole enam võimalik. Seda nähtust nimetatakse hävitamine. Näitena võib tuua valmistamine munade: vedel valk - albumiin, asub tertsiaarstruktuuri oli täielikult lagunenud.

valgu biosünteesi

Taas meenutada, et polüpeptiidid elusorganismide koosneb 20 aminohappest, millest mõned on asendamatu. See lüsiin, metioniin, fenüülalaniin, ja nii edasi. D. Nad sisenevad vereringesse peensoolest pärast jagades selle valgu tooteid. Sünteesimiseks asendamatuid aminohappeid (alaniin, proliin, seriin), seened ja loomad kasutavad lämmastikku sisaldavad ühendid. Taimed, olles autotroofsete sõltumatult moodustada vajalikke monomeerideks esindavad kompleksi valke. Sel assimilatsioon reaktsioone Neid kasutatakse nitraate, ammoniaagi või lämmastikku. Teatavat tüüpi mikroorganisme hankima komplekt aminohape, samas kui teistes ainult mõned sünteesitakse monomeerideks. Etappidel valkude biosünteesi esinevad rakkude kõik elusorganismid. Keskmes transkriptsiooni tekkimisel ja raku tsütoplasmasse - eetrisse.

Esimene samm - sünteesiks mRNA prekursor toimub ensüüm RNA polümeraasi. Ta lõhub vahel vesiniksidemeid DNA ahelate ja üks neist on põhimõte komplementaarsuse kogub pre-mRNA molekuli. See on avatud slaysingu mis on küps, ja siis tuleb välja tuumast tsütoplasmasse, moodustades messenger ribonukleiinhape.

Rakendada teise etapi vajalik konkreetne organellid - ribosoomid ja molekulaarse teavet ja kanda ribonukleiinhapetest. Teine oluline tingimus on ATP juuresolekul, nagu reaktsioone plastist metabolismi, mis kuulub valkude biosünteesi esineb koos energia neeldumine.

Ensüümid, nende struktuuri ja funktsiooni

See on suur hulk valke (umbes 2000), funktsiooni täidavad mõjutavaid aineid määr biokeemilisi reaktsioone rakkudes. Nad võivad olla lihtsad (trepsin, pepsiin) või keeruline. Keerulise valgud koosnevad apoensüümi ja koensüüm. Spetsiifilisus valgu suhtes ühendid, mille jaoks see toimib, määrab koensüüm ja proteids aktiivsust täheldatakse ainult sel juhul, kui valgukomponendi seotud apoensüümi. Katalüütilise aktiivsuse ensüüm ei sõltu molekuli, vaid ainult aktiivse tsentri. Selle struktuur vastab keemilise struktuuri ainete katalüüsib põhimõtet "key-lock", et ensüümide toime on rangelt konkreetne. Ülesanded kompleksi valgud on osalemine ainevahetusprotsesse ning kasutades neid aktseptorid.

Klassid keeruliste valgud

Nad töötasid välja biokeemikud, põhineb 3 kriteeriumidele: füüsikalis-keemilised omadused, funktsioonid ja struktuurseid omadusi proteids spetsiifilisus. Esimesse rühma kuuluvad polüpeptiidide erineva elektrokeemiliste omadustega. Need jagunevad alus-, neutraalsed ja happeline. Oleva vee suhtes valgud võivad olla hüdrofiilne, amfifiilsed ja hüdrofoobsed. Teine rühm ensüüme, mis on varem kaalutud. Kolmas grupp hõlmab polüpeptiide, mis erinevad keemilise koostise prosteetilise rühma (on chromoproteids, nukleoproteiinid, metalloproteiinidele).

Vaatleme omadusi kompleksi valke detailsemalt. Seega näiteks, happelise valgu, mis on osa ribosoomide, sisaldab 120 aminohapet ja on mitmekülgne. See asub valku sünteesitakse organellid, nii prokarüootsete ja eukarüootsete rakkudega. Teine selle grupi liige - S-100 proteiin, koosneb kahest seotud ahelat Kaltsiumioonidega. Ta kuulub neuronite ja gliiarakkude - toetada koe närvisüsteemi. Ühisvara kõik happelise valgu - rohkesti dikarboksüülhapped: glutamiinhape ja asparagiinhape. Aluselise valkude hulka kuuluvad histoonid - valgud, mis moodustavad RNA ja DNA nukleiinhappeid. Eripäraks keemilist koostist on suurel hulgal lüsiini ja arginiini. Histoonid koos tuuma kromatiin kromosoomis vormis - kriitilise rakustruktuur pärilikkus. Neid valke protsessidega seotud transkriptsiooni ja translatsiooni. Amfifiilsed valgud laialt esindatud rakumembraane, moodustades lipoproteiini kaksikkihi. Seega grupist uuritud eespool arutatud kompleksi valke, olime veendunud, et nende füüsikalis-keemiliste omaduste tõttu struktuuri valkkomponent ja proteesrühmad.

Mõned kompleksi rakumembraani valgud on võimelised ära tundma erinevaid keemilisi ühendeid, näiteks antigeenide ja reageerivad neile. See saatmise funktsiooni proteids, see on väga oluline, et selektiivsed neeldumisaktide aineid väliskeskkonnast ning kaitseb seda.

Glükoproteiinide ja proteoglycans

Nad on keerulised valgud, mis erinevad biokeemilise koostise proteesrühmad. Kui keemilised sidemed valkkomponent ning süsivesikute osa - kovalentselt-glükosiid, selliseid aineid nimetatakse glükoproteiinid. Apoensüümi esitlesid nad molekulide mono- ja oligosahhariidid, näited sellistest valgud on protrombiini, fibrinogeen (valgud, mis osalevad vere hüübimisel). Kortiko- ja gonadotropic hormoonid, interferoonid, ensüümide ja membraani on glükoproteiinid. Molekulides proteoglükaani valgu osa on vaid 5%, ülejäänu on proteeside rühm (geteropolitsaharid). Mõlemad osad on omavahel ühendatud glükosiidse sidemega OH-rühma treoniini ja arginiini rühmade ja NH₂-glutamiini ja lüsiini. Proteoglükaani molekulid mängivad väga olulist rolli vee-soola metabolismi rakkudes. Allpool on tabelis kompleksi valkude uurisime.

metalloproteiinidele

Need materjalid sisaldavad osana oma molekulaarse iooni ühe või mitme metalle. Vaatleme näiteid kompleksi kuuluvate valkude eespool grupis. On ennekõike ensüüme nagu tsütokroomoksüdaasi. See asub kristad of mitokondrid ja aktiveerib ATP sünteesiks. Ferrin ja transferriini - proteid sisaldas rauaioonide. Origin hoiused neid rakke, ja teine on transport vere valk. Järgmises metalloproteiinidele - alfaamelaza see sisaldab kaltsiumi ioonid sisaldub kompositsioonis sülje ja pankrease sekreedi, osaledes lõikamise tärklist. Hemoglobiin on, kuidas metalloproteiinidele hromoproteidov. Ta toimib tranportproteiin mis kannab hapnikku. Tulemuseks on ühend oksühemoglobiinist. Sissehingamine süsinikmonooksiidi või süsinikmonooksiidi niinimetatud selle hemoglobiinimolekulidel moodustada väga stabiilne ühend erütrotsüütidega. See levib kiiresti elundite ja kudede, põhjustades rakkude mürgitus. Selle tulemusena pärast pikaajalist sissehingamise süsinikmonooksiidi surm järgneb lämmatades. Hemoglobiin osaliselt kannab ja tekkinud süsinikdioksiid kataboolse protsesse. Vereringest süsinikdioksiidi kopsudesse ja neerud ning neilt - väliskeskkonnaga. Mõned vähid ja molluskid tranportproteiin mis kannab hapnikku, on lukuaugu. Selle asemel, et raud see sisaldab vaskioonide, nii loomade verest ei ole punane ja sinine.

klorofülli funktsiooni

Nagu me eespool mainitud, kompleksi valgud võivad moodustada komplekse pigmente - värviline orgaanilisi aineid. Nende värv sõltub hromoformnyh rühmade neelab selektiivselt teatud spektreid päikesevalgust. Taimerakkudes on rohelised plastiidid - kloroplastid, mis sisaldavad klorofülli pigmendi. See koosneb magneesiumist aatomit ja polühüdriidalkoholist, fütooliea. Nendega seostatakse valgumolekule ning ise sisaldada kloroplastid Tülakoid (plaadid) või membraaniga seotud virnade - tahk. Nad on fotosünteesipigmendid - klorofülli - ja täiendavaid karotenoide. Siin on ensüümid, mida kasutatakse fotosünteesi reaktsioonid. Seega chromoproteids, sisaldades klorofülli, teostada kriitilisi funktsioone ainevahetuses, nimelt reaktsioonides assimilatsiooni ja dissimilatsiooni.

viirusvalgud

Nende hulka kuuluvad esindajad Mittepoorsest eluvormide, sõlmides kuningriigi Vir. Viirused ei ole oma valgu-sünteesimisseadme. Nukleiinhapped, DNA või RNA, võivad indutseerida sünteesi Kõige osakeste enda rakke nakatati viirusega. Lihtsam viirused koosnevad ainult valgumolekule, kompaktselt kokku panna heeliksstruktuuri või Polyhedral kujuga, nagu tobamoviirus. Complex viirused täiendavad olev membraan plasmamembraani peremeesraku. Sest see võib sisaldada glükoproteiinide (hepatiit B viirus, rõugete viirus). Põhiülesanne glükoproteiinide - tunnustus spetsiifiliste retseptoritega peremeesraku membraani. Kompositsioon täiendavate viiruslikud membraanid ja valkude hulka kuuluvad ensüümid, pakkudes reduplikatsioon DNA või RNA transkriptsiooni. Eeltoodust lähtudes võib järeldada järgmist: viirusosakest valgud kestad on konkreetne struktuur, sõltuvalt membraanproteiinidega peremeesraku.

Selle artikli oleme saanud omadusi kompleksi valkude uuritud nende struktuuri ja funktsiooni rakud erinevate organismide.