Strukturen og funksjonen til proteiner

proteiner er veldig viktige molekyler som er essensielle for alle levende organismer. Ved tørr vekt er proteiner den største enheten av celler. Proteiner er involvert i praktisk talt alle cellefunksjoner, og en annen type protein blir viet til hver rolle, med oppgaver som spenner fra generell cellulær støtte til cellesignalering og bevegelse. Totalt er det syv typer proteiner.

proteiner

Proteiner syntetiseres i kroppen gjennom en prosess som kalles

Aminosyrer er byggesteinene til alle proteiner, uansett funksjon. Proteiner er typisk en kjede på 20 aminosyrer. Menneskekroppen kan bruke kombinasjoner av de samme 20 aminosyrene for å lage noe protein den trenger. De fleste aminosyrer følger en strukturell mal hvor et alfa-karbon er bundet til følgende former:

• Et hydrogenatom (H)
• En karboksylgruppe (-COOH)
• En aminogruppe (-NH2)
• En "variabel" gruppe

På tvers av de forskjellige typene aminosyrer er den "variable" gruppen mest ansvarlig for variasjon, ettersom alle av dem har hydrogen, karboksylgruppe og aminogruppebindinger.

Aminosyrer forbindes gjennom dehydratiseringssyntese til de danner peptidbindinger. Når et antall aminosyrer er bundet sammen av disse bindinger, dannes en polypeptidkjede. En eller flere polypeptidkjeder som er vridd til en 3D-form, danner et protein.

Strukturen til et protein kan være globular eller fibrøs avhengig av spesiell rolle (hvert protein er spesialisert). Globulære proteiner er generelt kompakte, oppløselige og sfæriske i form. Fiberholdige proteiner er vanligvis langstrakte og uoppløselige. Globulære og fibrøse proteiner kan ha en eller flere typer proteinstrukturer.

Det er fire strukturelle nivåer av protein: primær, sekundær, tertiær og kvartær. Disse nivåene bestemmer formen og funksjonen til et protein og skilles fra hverandre av graden av kompleksitet i en polypeptidkjede. Primærnivået er det mest grunnleggende og rudimentære mens det kvartære nivået beskriver sofistikert binding.

Et enkelt proteinmolekyl kan inneholde ett eller flere av disse proteinstrukturnivåene og strukturen og intrikatiteten til et protein bestemmer dens funksjon. Kollagen har for eksempel en super kveilet spiralform som er lang, tverrfylt, sterk og taulignende - kollagen er flott for å gi støtte. Hemoglobin er derimot et kuleprotein som er brettet og kompakt. Den sfæriske formen er nyttig for manøvrering blodårer.

Det er totalt syv forskjellige proteintyper som alle proteiner faller under. Disse inkluderer antistoffer, kontraktile proteiner, enzymer, hormonelle proteiner, strukturelle proteiner, lagringsproteiner og transportproteiner.

antistoffer er spesialiserte proteiner som forsvarer kroppen mot antigener eller utenlandske inntrengere. Deres evne til å reise gjennom blodet gjør at de kan brukes av immunforsvar å identifisere og forsvare seg mot bakterier, virus og andre utenlandske inntrengere i blod. En måte antistoffer motvirker antigener er ved å immobilisere dem slik at de kan bli ødelagt av hvite blodceller.

Kontraktile proteiner har ansvar for muskel sammentrekning og bevegelse. Eksempler på disse proteiner inkluderer aktin og myosin. Eukaryoter har en tendens til å ha store mengder aktin, som kontrollerer muskelsammentrekning så vel som cellulær bevegelse og delingsprosesser. Myosin styrker oppgavene som utføres av actin ved å forsyne den med energi.

enzymer er proteiner som letter og fremskynder biokjemiske reaksjoner, og det er derfor de ofte omtales som katalysatorer. Viktige enzymer inkluderer laktase og pepsin, proteiner som er kjent for sine roller i fordøyelsesmedisinske tilstander og spesialkost. Laktoseintoleranse er forårsaket av en laktasemangel, et enzym som bryter ned sukkerlaktosen som finnes i melk. Pepsin er et fordøyelsesenzym som fungerer i magen for å bryte ned proteiner i mat - en mangel på dette enzymet fører til dårlig fordøyelse.

Andre eksempler på fordøyelsesenzymer er de til stede i spytt: spyttamylase, spytt kallikrein og lingual lipase utfører alle viktige biologiske funksjoner. Spyttamylase er det primære enzymet som finnes i spytt, og det bryter ned stivelse til sukker.

Hormonelle proteiner er messengerproteiner som hjelper til med å koordinere visse kroppslige funksjoner. Eksempler inkluderer insulin, oksytocin og somatotropin.

Insulin regulerer glukosemetabolismen ved å kontrollere blodsukkerkonsentrasjonen i kroppen, oksytocin stimulerer sammentrekninger under fødsel, og somatotropin er et veksthormon som stimulerer til proteinproduksjon i muskler celler.

Strukturelle proteiner er fibrøse og tverrete, og denne formasjonen gjør dem ideelle for å støtte forskjellige andre proteiner som keratin, kollagen og elastin.

Keratiner styrker beskyttende belegg som hud, hår, fjærer, fjær, horn og nebber. Kollagen og elastin gir støtte til bindevev som sener og leddbånd.

Lagringsproteiner reserver aminosyrer for kroppen til den er klar til bruk. Eksempler på lagringsproteiner inkluderer ovalbumin, som finnes i eggehvite, og kasein, et melkebasert protein. Ferritin er et annet protein som lagrer jern i transportproteinet, hemoglobin.

Transportproteiner er bærerproteiner som flytter molekyler fra et sted til et annet i kroppen. Hemoglobin er en av disse og er ansvarlig for å transportere oksygen gjennom blodet via røde blodceller. Cytokromer, en annen type transportprotein, opererer i elektrontransportkjede som elektronbærerproteiner.