Kakšne snovi so monomeri beljakovin? Kaj so proteinski monomeri?

Beljakovine so biološki polimeri s kompleksno strukturo. Imajo visoko molekularno maso in so sestavljeni iz aminokislin, protetičnih skupin, ki jih predstavljajo vitamini, lipidi in ogljikovi hidrati. Beljakovine, ki vsebujejo ogljikove hidrate, vitamine, kovine ali lipide, se imenujejo zapletene. Enostavne proteine ​​sestavljajo samo aminokisline, ki jih povezujejo peptidne vezi.

Peptidi

Ne glede na strukturo snovi so aminokisline monomeri proteinov. Tvorijo bazično polipeptidno verigo, iz katere se potem tvori fibrilarna ali globularna struktura proteina. Kdaj ta protein lahko sintetiziramo le v živih tkivih - v rastlinah, bakterijskih, glivičnih, živalskih in drugih celicah.

Edini organizmi, ki ne morejo združiti beljakovinskih monomerov, so virusi in protozoji. Vsi drugi so sposobni oblikovati strukturne proteine. Toda katere snovi so monomeri beljakovin in kako se tvorijo? O tem in o tem beljakovinska biosinteza, o polipeptidih in tvorbi kompleksne strukture proteinov, o aminokislinah in njihovih lastnostih, preberite spodaj.

Edini monomer proteinske molekule je katerakoli alfa-aminokislina. V tem primeru je protein - polipeptid veriga povezanih aminokislin. Glede na število aminokislin, ki sodelujejo pri nastanku izoliranih dipeptide (oba ostanka), tripeptid (3), oligopeptide (ki vsebuje od 2-10 aminokislin) in polipeptidi (množico aminokislin).

Pregled strukture proteinov

Struktura proteinov je lahko primarna, nekoliko bolj zapletena - sekundarna, še kompleksnejša - terciarna in najbolj kompleksna - kvartarna.

Primarna struktura je preprosta veriga, v katero so monomeri proteinov (aminokislin) povezani preko peptidne vezi (CO-NH). Sekundarna struktura je alfa spirala ali beta fold. Terciar je še bolj zapletena tridimenzionalna struktura proteina, ki je nastala iz sekundarnega zaradi nastanka kovalentnih, ionskih in vodikovih vezi ter hidrofobnih interakcij.

Kvartarna struktura je najbolj zapletena in je značilna za receptorske proteine ​​na celičnih membranah. To je supramolekularna (domenska) struktura, ki nastane s kombiniranjem več molekul s terciarno strukturo, dopolnjeno z ogljikohidratnimi, lipidnimi ali vitaminskimi skupinami. V tem primeru, kot v primarni, sekundarni in terciarni strukturi, so beljakovinski monomeri alfa-aminokisline. Povezane so tudi s peptidnimi vezmi. Edina razlika je kompleksnost strukture.

Aminokisline

Edini monomeri beljakovinskih molekul so alfa-aminokisline. Le 20 let in so skoraj osnova življenja. Zaradi videza peptidne vezi, sinteza beljakovin postala mogoča. In potem je protein po tem začel izvajati strukturno oblikovanje, receptor, encim, transport, mediator in druge funkcije. Zahvaljujoč temu živi organizem deluje in se lahko reproducira.

Sama alfa-aminokislina je organska karboksilna kislina z amino skupino, vezano na atom alfa-ogljika. Slednji se nahaja poleg karboksilne skupine. Monomeri proteinov se štejejo kot organske snovi, kjer terminalni ogljikov atom nosi tako amin kot karboksilno skupino.

Kombinacija aminokislin v peptidih in beljakovinah

Aminokisline so združene v dimerih, trimerjih in polimerih skozi peptidno vez. Nastaja se s cepitvijo hidroksilne (-OH) skupine iz karboksilnega dela ene alfa-aminokisline in vodika (-H) - iz amino skupine druge alfa-aminokisline. Zaradi interakcije se voda odcepi in na koncu karboksila ostane regija C = O s prostim elektronom blizu ogljika karboksilnega ostanka. V amino skupini druge kisline je (NH) ostanek z prosti radikal na dušikovem atomu. Tako se lahko združita dva radikala, da tvorita vez (CONH). Imenuje se peptid.

Variante alfa-aminokislin

Skupaj je znanih 23 alfa-aminokislin. Ti so predstavljeni kot seznam: glicin, valin, alanin, izolevcin, levcin, glutamat, aspartat, ornitina, treonin, serin, lizin, cistin, cistein, fenilalanin, metionin, tirozin, prolin, triptofan, hidroksiprolin, arginin, histidin, asparagin in glutamin. Odvisno od tega, ali se lahko sintetizira človeško telo, so te aminokisline razdeljen na bistvene in nebistvene.

Koncept zamenljivih in esencialnih aminokislin

Zamenjljivo človeško telo se lahko sintetizira, nenadomestljivo pa mora priti samo s hrano. V tem primeru so bistvene in zamenljive kisline pomembne za biosintezo proteinov, ker brez njih sinteza ni mogoče dokončati. Brez ene aminokisline, čeprav so vsi ostali prisotni, ni mogoče natančno zgraditi beljakovin, ki jih celica potrebuje za opravljanje svojih funkcij.

Ena napaka na kateri koli stopnji biosinteze - in beljakovina je že neprimerna, ker se ne more zbrati v želeni strukturi zaradi kršitve elektronskih gostot in interatomskih interakcij. Zato je pomembno, da oseba (in drugi organizmi) porabijo beljakovinskih izdelkov, v kateri so esencialne aminokisline. Njihova odsotnost v hrani vodi do številnih kršitev metabolizma beljakovin.

Postopek nastajanja peptidnih vezi

Edini monomeri proteinov so alfa-aminokisline. Postopoma se kombinirajo v verigo polipeptidov, katere struktura je vnaprej shranjena genetski kod DNA (ali RNA, če se upošteva bakterijska biosinteza). V tem primeru je protein strogo zaporedje aminokislinskih ostankov. To je veriga, naložena v določeno strukturo, ki opravlja vnaprej programirano funkcijo v celici.

Stopnja sekvence beljakovinske biosinteze

Proces tvorbe proteina sestoji iz verige stopenj: replikacije mestu DNK (ali RNK) sinteza informacij tipa RNA izhod je v citoplazmi celičnem jedru, spojina s ribosoma in postopne vezave aminokislinskih ostankov, ki jih napaja transfer RNA. Snov, ki je protein monomerna sodeluje v encimsko cepitveno reakcijo hidroksilno skupino in vodikov proton in nato pridruži razširljivo polipetidnoy verigo.

Tako pridobljeni polipeptidna veriga, ki je že v celičnem endoplazemski retikulum se naloži v določenem vnaprej določeno strukturo in kadar je to potrebno dopolniti ogljikovodikov ali lipidni del. Ta proces se imenuje "zorenje" beljakovin, po kateri je bil poslan v prometnem sistemu celice do cilja.

Funkcije sintetiziranih beljakovin

Monomeri beljakovin so aminokisline, potrebne za konstrukcijo svoje primarne strukture. Sekundarna, terciarna in kvartarna struktura že tvori sam, čeprav včasih zahteva tudi sodelovanje encimov in drugih snovi. Vendar pa niso več osnovni, čeprav je bistveno, da beljakovine izpolnjujejo svojo funkcijo.

Amino kisline, ki je protein monomerna lahko ogljikohidratnih pritrdilne točke, kovine ali vitamine. Izobraževanje terciarne ali kvartarne struktura omogoča, da bi našli več mest za lokacijo vstavljenih skupin. To omogoča derivata proteina, ki igra vlogo encimov, receptorjev, transport snovi, v celico ali iz nje, imunoglobulina, strukturno komponento celičnih membran in organele, mišičnih beljakovin.

Beljakovine, sestavljene iz aminokislin, so edina podlaga za življenje. In danes se domneva, da se je življenje rodilo po pojavu aminokisline in njene polimerizacije. Konec koncev je intermolekularna interakcija beljakovin začetek življenja, vključno z racionalnim. Vsi drugi biokemični procesi, vključno z energijo, so potrebni za uresničitev biosinteze beljakovin in kot posledica nadaljnjega nadaljevanja življenja.