الدالة الحفازة للبروتينات: أمثلة. الوظائف الأساسية للبروتينات

البروتينات هي المركبات العضوية الطبيعية التي لديها هيكل الوزن الجزيئي عالية. جزيء هذه المواد هو بوليمر غير منقوص. البروتينات هي التي شيدت من 20 الأحماض الأمينية. وهي تمثل الوحدة الدنيا الهيكلية للجزيء - مونومر. وتنضم جميع مكونات البروتين معا من قبل ببتيد، بطريقة مختلفة - الكارباميد، وربط إلى سلاسل طويلة إلى حد ما. في هذه الحالة، يمكن أن تتراوح الوزن الجزيئي من عدة آلاف إلى الملايين من الجسيمات الذرية.

ما يمكن أن يكون البروتين

لتحديد الوظائف الأساسية للبروتين، فإنه من المفيد أن نفهم هيكل هذه المواد. في هذه اللحظة، هناك نوعان من هذا مهم للعنصر البشري: فيبريل و كروبيولار. تميز لهم أساسا بسبب الاختلاف في هيكل جزيء البروتين.

المادة الكروية هي قابلة للذوبان تماما ليس فقط في الماء، ولكن أيضا في حلول المياه المالحة. في هذه الحالة، جزيء هذا البروتين لديه شكل كروي. ويمكن بسهولة تفسير هذا الذوبان الجيد من خلال ترتيب بقايا الأحماض الأمينية المشحونة، والتي تحيط بها قذيفة مائي، على سطح الكرة. هذا هو ما يضمن مثل هذه الاتصالات الجيدة مع مختلف المذيبات. وتجدر الإشارة إلى أن مجموعة من المكونات الكروية تشمل جميع الإنزيمات، وكذلك جميع البروتينات النشطة بيولوجيا تقريبا.

أما بالنسبة للمواد فبريلار، جزيئات لها بنية ليفية. الوظيفة الحفازة للبروتينات مهم جدا. ولذلك، فإنه من الصعب أن نتصور تنفيذها دون مواد مساعدة. البروتينات فيبريلار لا تذوب إما في محلول ملحي أو في الماء العادي. تقع جزيئاتها بالتوازي في سلاسل ببتيد. وتشارك هذه المواد في تشكيل بعض العناصر الهيكلية من الأنسجة الضامة. هذه هي الإيلاستينات، كيراتينس، الكولاجين.

تتكون مجموعة خاصة من بروتينات معقدة، والتي تتكون ليس فقط من الأحماض الأمينية، ولكن أيضا من الأحماض النووية والكربوهيدرات وغيرها من المواد. كل هذه المكونات تلعب دورا خاصا. من أهمية خاصة هي وظيفة التحفيز من البروتينات. وبالإضافة إلى ذلك، والمواد من هذا النوع هي أصباغ التنفس والهرمونات، وأيضا حماية موثوقة لأي كائن حي. ويتم الحيوي من البروتين على ريبوسوم. يتم تحديد هذه العملية عن طريق الترجمة مع رمز الأحماض النووية.

الوظيفة الحفازة للبروتينات

الحفز من مجموعة متنوعة من المواد الكيميائية هي أهم وظيفة من البروتينات. يتم تنفيذ هذه العمليات من قبل الإنزيمات. هذه هي البروتينات التي لها خصائص حفازة محددة. كل من هذه المواد يمكن أن تنفذ واحد أو عدة ردود فعل مماثلة. وتحفز الانزيمات من خلال عملية انشقاق الجزيئات المعقدة، فضلا عن توليفها. بطريقة أخرى تسمى هذه التفاعلات الهدم و الأيض. وظيفة الحفاز من البروتينات يعني أيضا إصلاح وتكرار الحمض النووي، فضلا عن توليف مصفوفة من الحمض النووي الريبي.

ما هو الحفز

بالفعل، بحلول عام 2013، حدد العلماء أكثر قليلا من 5 آلاف الإنزيمات. هذه المواد يمكن أن تؤثر على مسار تقريبا أي ردود فعل كيميائية حيوية. لجعل وظيفة الحفاز للبروتينات أكثر مفهومة، فإنه يستحق التحقيق ما هو الحفز. من اللغة اليونانية هذا المفهوم يترجم إلى "إنهاء". الحفز هو تغيير في معدل أي تفاعل كيميائي. يحدث هذا تحت تأثير مركبات معينة. إنزيمات أداء وظيفة التحفيز من البروتينات. توجد أمثلة لهذه الظاهرة في الحياة اليومية طوال الوقت. مجرد شخص لا يلاحظ.

مثال على وظيفة الحفاز

لفهم كيفية عمل الإنزيمات، من المفيد النظر في عدة أمثلة. لذلك، ما هي الوظيفة الحفازة للبروتينات. الأمثلة على ذلك:

1. في التمثيل الضوئي، كربوكسيلاز ريبولوسبيفسفوسفات يحفز تثبيت كو ₂ .
2. ينقسم بيروكسيد الهيدروجين إلى الأكسجين والماء.
3. الحمض النووي يجمع الحمض النووي البلمرة.
4. الأميليز قادر على تفتيت النشا قبل مالتوس.
5. تدهور حمض الكربونيك: كو ₂ + H ₂ O هكو ₃ + H ⁺ .

الدالة التحفيزية للبروتينات هي تسريع أي تحول كيميائي. وتشمل ردود الفعل هذه التوليف، وتحلل المواد، ونقل الذرات الفردية أو الإلكترونات من عنصر إلى آخر.

وظيفة النقل

يجب دعم نشاط الحياة من أي خلية من قبل مواد مختلفة، والتي هي بالنسبة لهم ليس فقط مواد البناء، ولكن أيضا نوع من الطاقة. وتشمل الوظائف البيولوجية للبروتينات النقل. ومن هذه المكونات التي تزود جميع المواد الهامة إلى الخلايا، لأن الأغشية مبنية من عدة طبقات من الدهون. هو هنا أن هناك بروتينات مختلفة. في هذه الحالة، تتركز جميع المناطق المائية على السطح، والذيل في سمك الأغشية. هذا الهيكل لا يسمح اختراق خلايا من المواد الهامة جدا - أيونات المعادن القلوية، والأحماض الأمينية والسكريات. البروتينات نقل جميع هذه العناصر إلى خلايا لتغذية. على سبيل المثال، الهيموغلوبين ينقل الأكسجين.

مستقبلات

وظائف أساسية من البروتين توفر التغذية ليس فقط من خلايا الكائنات الحية، ولكن أيضا تساعد على التعرف على الإشارات التي تأتي من البيئة الخارجية والخلايا المجاورة. المثال الأكثر وضوحا لهذه الظاهرة هو مستقبلات الأسيتيل كولين، والذي يقع على الغشاء بالقرب من الاتصالات بين الخلايا العصبية. العملية نفسها مهمة جدا. البروتينات تؤدي وظيفة مستقبلات، يتجلى تفاعلها مع أستيل كولين بطريقة محددة. ونتيجة لذلك، تنتقل إشارة داخل الخلية. ومع ذلك، بعد فترة من الوقت، يجب أن يتم إزالة الناقل العصبي بالضرورة. فقط في هذه الحالة سوف الخلية تكون قادرة على الحصول على إشارة جديدة. يتم تنفيذ هذه الوظيفة من قبل واحدة من الانزيمات - هولوتناستيراز الأسيتيل، الذي ينفذ الانقسام إلى الكولين وخلات هدروليزاسيتيلكولين.

حماية

الجهاز المناعي لأي كائن حي قادر على الاستجابة لظهور الجسيمات الأجنبية في الجسم. في هذه الحالة، وظيفة واقية من البروتين يعمل. الجسم ينتج عددا كبيرا من الخلايا الليمفاوية، التي هي قادرة على إتلاف البكتيريا المسببة للأمراض، الجزيئات، الخلايا السرطانية وهلم جرا. واحدة من مجموعات من هذه المواد تنتج إنتاج البروتينات الخاصة - المناعية. هناك مجموعة مختارة من هذه المواد في الدورة الدموية. وتعترف الجلوبولينات المناعية بالجسيمات الأجنبية وتشكل مجمعا محددا للغاية لمرحلة معينة من الدمار. هذه هي وظيفة واقية من البروتين.

بنيوي

وظائف البروتين في الخلية المضي دون أن يلاحظها أحد لشخص. بعض المواد هي في معظمها ذات أهمية هيكلية. هذه البروتينات توفر القوة الميكانيكية للأنسجة الفردية في الكائنات الحية. أولا وقبل كل شيء، هو الكولاجين. هذا هو المكون الرئيسي للمصفوفة خارج الخلية من جميع الأنسجة الضامة في الجسم الحي.

ومن الجدير بالذكر أنه في الثدييات الكولاجين حوالي 25٪ من إجمالي كتلة البروتين. التوليف من هذا المكون يحدث في الخلايا الليفية. هذه هي الخلايا الأساسية لأي النسيج الضام. يتم تشكيل بروكولاجن في البداية. هذه المادة هي سلائف وتخضع لمعالجة كيميائية، والتي تتكون من أكسدة برولين بقايا إلى هيدروكسي برولين، فضلا عن هيدروكسيلين من بقايا يسين. يتكون الكولاجين في شكل ثلاث سلاسل الببتيد، الملتوية في دوامة.

هذه ليست كل وظائف البروتينات. علم الأحياء هو العلم المعقد نوعا ما الذي يسمح لك لتحديد والتعرف على مجموعة متنوعة من الظواهر التي تحدث في جسم الإنسان. كل وظيفة بروتين تلعب دورا خاصا. لذلك، في الأنسجة المرنة، على سبيل المثال في الرئتين، وجدران الأوعية الدموية والجلد، وهناك الإيلاستين. هذا البروتين هو قادرة على تمتد، ومن ثم العودة إلى شكله الأصلي.

بروتينات المحرك

انقباضات العضلات هي عملية يتم فيها تحويل الطاقة المخزنة في جزيئات أتب في شكل سندات مايرورجيك بيروفوسفات إلى عمل ميكانيكي. في هذه الحالة، يتم تنفيذ وظائف البروتين في الخلية من قبل ميوسين والأكتين. كل واحد منهم له خصائصه الخاصة.

ميوسين لديه بنية غير عادية. يتكون هذا البروتين من طول على شكل ذيل مثل طول، وأيضا من العديد من رؤساء كروي. يتم الافراج عن ميوسين، وعادة في شكل سداسية. يتكون هذا المكون من عدة سلاسل ببتيد متطابقة تماما، كل منها لديه وزن جزيئي 200،000، وأيضا 4 سلاسل، وزنها الجزيئي هو 20،000 فقط.

أكتين هو بروتين كروي لديه القدرة على بلمرة. في هذه الحالة، تشكل المادة بنية طويلة بما فيه الكفاية، وهو ما يسمى عادة F- أكتين. فقط في هذه الحالة يمكن للمكون تتفاعل عادة مع ميوسين.

أمثلة على الوظائف الأساسية للبروتينات

كل ثانية في خلايا الكائن الحي، وجميع أنواع العمليات التي لم يكن ممكنا من دون البروتينات. مثال على وظيفة مستقبلات هذه المواد يمكن أن تكون بمثابة رسالة إلى خلايا مستقبلات الأدرينالين حول الالتزام الأدرينالين. تحت تأثير الضوء، والتحلل من رودوبسن يحدث. وهناك ظاهرة مماثلة تؤدي إلى رد فعل وتحفز العصا.

أما بالنسبة للوظيفة الهيكلية، وأفضل مثال في هذه الحالة يمكن أن يكون عمل الكولاجين. هذه المادة تعطي الأنسجة الضامة أكثر مرونة.

مثال على وظيفة النقل هو نقل الأكسجين الهيموجلوبين في جميع أنحاء الكائنات الحية.

في الختام

هذه هي كل الوظائف البيولوجية الأساسية للبروتينات. كل واحد منهم مهم جدا لكائن حي. في هذه الحالة، يتم تنفيذ وظيفة معينة من قبل البروتين المقابل. وغياب مثل هذه المكونات يمكن أن يؤدي إلى انقطاع بعض الأجهزة والنظم في الجسم.