Protein (polypeptit, protein) là các chất đại phân tử, bao gồm các axit amin alpha được nối với nhau bằng liên kết peptit. Thành phần của protein trong cơ thể sống do mã di truyền quyết định. Theo quy luật, quá trình tổng hợp sử dụng một bộ 20 axit amin tiêu chuẩn.
Phân loại protein
Tách protein được thực hiện theo các tiêu chí khác nhau:
- Hình dạng của phân tử.
- Thành phần.
- Chức năng.
Theo tiêu chí cuối cùng, protein được phân loại:
- Về cấu trúc.
- Bổ dưỡng và phụ tùng.
- Vận.
- Nhà thầu.
Protein cấu trúc
Chúng bao gồm elastin, collagen, keratin, fibroin. Các polypeptit cấu trúc tham gia vào quá trình hình thành màng tế bào. Họ có thể tạo kênh hoặc thực hiện các chức năng khác trong đó.
Protein lưu trữ, bổ dưỡng
Polypeptide dinh dưỡng là casein. Do đó, các sinh vật đang phát triển được cung cấp canxi, phốt pho vàaxit amin.
Protein dự trữ là hạt của cây trồng, lòng trắng trứng. Chúng được tiêu thụ trong giai đoạn phát triển của phôi. Trong cơ thể người, cũng như động vật, protein không được lưu trữ dự trữ. Chúng phải được ăn thường xuyên bằng thức ăn, nếu không rất có thể phát triển chứng loạn dưỡng.
Vận chuyển polypeptit
Hemoglobin là một ví dụ kinh điển về các protein như vậy. Các polypeptit khác liên quan đến chuyển động của hormone, lipid và các chất khác cũng được tìm thấy trong máu.
Màng tế bào chứa các protein có khả năng vận chuyển các ion, axit amin, glucose và các hợp chất khác qua màng tế bào.
Protein co lại
Chức năng của các polypeptit này liên quan đến hoạt động của các sợi cơ. Ngoài ra, chúng cung cấp sự di chuyển của lông mao và lông roi trong động vật nguyên sinh. Protein co bóp thực hiện chức năng vận chuyển các bào quan trong tế bào. Do sự hiện diện của chúng, sự thay đổi trong các dạng tế bào được đảm bảo.
Ví dụ về protein co bóp là myosin và actin. Điều đáng nói là các polypeptide này không chỉ được tìm thấy trong các tế bào của sợi cơ. Các protein co rút thực hiện nhiệm vụ của chúng trong hầu hết các mô động vật.
Tính năng
Một polypeptide riêng lẻ, tropomyosin, được tìm thấy trong tế bào. Myosin của protein cơ co là polyme của nó. Nó tạo thành một phức hợp với actin.
Protein cơ co lại không tan trong nước.
Tốc độ tổng hợp polypeptide
Nó được điều chỉnh bởi tuyến giáp vànội tiết tố steroid. Khi thâm nhập vào tế bào, chúng liên kết với các thụ thể cụ thể. Phức hợp được tạo thành sẽ thâm nhập vào nhân tế bào và liên kết với chất nhiễm sắc. Điều này làm tăng tốc độ tổng hợp polypeptit ở cấp độ gen.
Các gen hoạt động giúp tăng tổng hợp một số RNA nhất định. Nó rời khỏi nhân, đi đến các ribosome và kích hoạt quá trình tổng hợp các protein, enzym hoặc hormone có cấu trúc hoặc co bóp mới. Đây là hiệu ứng đồng hóa của gen.
Trong khi đó, quá trình tổng hợp protein trong tế bào diễn ra khá chậm. Nó đòi hỏi chi phí năng lượng cao và vật liệu nhựa. Theo đó, các hormone không có khả năng nhanh chóng kiểm soát quá trình trao đổi chất. Nhiệm vụ chính của chúng là điều chỉnh sự tăng trưởng, biệt hóa và phát triển của các tế bào trong cơ thể.
Co cơ
Nó là một ví dụ điển hình về chức năng co bóp của protein. Trong quá trình nghiên cứu, người ta thấy rằng cơ sở của sự co cơ là sự thay đổi tính chất vật lý của polypeptide.
Chức năng co bóp được thực hiện bởi protein actomyosin, tương tác với axit adenosine triphosphoric. Sự kết nối này đi kèm với sự co lại của các myofibrils. Sự tương tác như vậy có thể được quan sát bên ngoài cơ thể.
Ví dụ, nếu các sợi cơ ngâm trong nước (macerated), không có tính kích thích, được tiếp xúc với dung dịch adenosine triphosphat, thì sự co thắt mạnh của chúng sẽ bắt đầu, tương tự như sự co lại của các cơ sống. Kinh nghiệm này có tầm quan trọng thực tế rất lớn. Anh ấy chứng minh thực tế rằngsự co cơ đòi hỏi một phản ứng hóa học của các protein co bóp với một chất giàu năng lượng.
Tác dụng của vitamin E
Một mặt, nó là chất chống oxy hóa nội bào chính. Vitamin E bảo vệ chất béo và các hợp chất dễ bị oxy hóa khác khỏi quá trình oxy hóa. Đồng thời, nó hoạt động như một chất mang điện tử và tham gia vào các phản ứng oxy hóa khử, liên quan đến việc tích trữ năng lượng được giải phóng.
Thiếu vitamin E gây teo mô cơ: hàm lượng myosin của protein co bóp giảm mạnh và được thay thế bằng collagen, một polypeptide trơ.
Tính đặc hiệu của myosin
Nó được coi là một trong những protein co bóp quan trọng. Nó chiếm khoảng 55% tổng hàm lượng polypeptit trong mô cơ.
Filaments (sợi dày) của myofibrils được làm bằng myosin. Phân tử chứa một phần sợi dài, có cấu trúc xoắn kép, và phần đầu (cấu trúc hình cầu). Myosin chứa 6 tiểu đơn vị: 2 chuỗi nặng và 4 chuỗi nhẹ nằm trong phần hình cầu.
Nhiệm vụ chính của vùng xơ là khả năng hình thành các bó sợi myosin hoặc protofibrils dày.
Trên đầu là vị trí hoạt động của ATPase và trung tâm liên kết actin. Điều này đảm bảo quá trình thủy phân ATP và liên kết với các sợi actin.
Giống
Các dạng phụ của actin và myosin là:
- Dynein của lông roi và lông maođộng vật nguyên sinh.
- Phổ trong màng hồng cầu.
- Neurostenin của màng perisynap.
Các polypeptit của vi khuẩn chịu trách nhiệm cho sự di chuyển của các chất khác nhau trong một gradient nồng độ cũng có thể là do các loại actin và myosin. Quá trình này còn được gọi là chemotaxis.
Vai trò của axit adenosine triphosphoric
Nếu bạn cho dây tóc actomyosin vào dung dịch axit, thêm ion kali và magiê, bạn có thể thấy chúng ngắn lại. Trong trường hợp này, sự phân hủy ATP được quan sát thấy. Hiện tượng này chỉ ra rằng sự phân hủy axit adenosine triphosphoric có mối quan hệ nhất định với sự thay đổi các đặc tính hóa lý của protein co bóp và do đó, với hoạt động của cơ bắp. Hiện tượng này lần đầu tiên được xác định bởi Szent-Gyorgyi và Engelhardt.
Quá trình tổng hợp và phân hủy ATP là rất cần thiết trong quá trình chuyển hóa năng lượng thành cơ năng. Trong quá trình phân hủy glycogen, kèm theo việc sản xuất axit lactic, như trong quá trình dephosphoryl hóa axit adenosine triphosphoric và creatine phosphoric, không cần sự tham gia của oxy. Điều này giải thích khả năng hoạt động của một cơ cô lập trong điều kiện yếm khí.
Axit lactic và các sản phẩm hình thành trong quá trình phân hủy axit adenosine triphosphoric và creatine phosphoric tích tụ trong các sợi cơ bị mệt mỏi khi làm việc trong môi trường yếm khí. Kết quả là, các chất dự trữ cạn kiệt, trong quá trình phân tách sẽ giải phóng năng lượng cần thiết. Nếu cơ mỏi được đặt trong môi trường có oxy, nó sẽtiêu thụ nó. Một số axit lactic sẽ bắt đầu bị oxy hóa. Kết quả là, nước và carbon dioxide được hình thành. Năng lượng được giải phóng sẽ được sử dụng để tái tổng hợp creatine phosphoric, axit adenosine triphosphoric và glycogen từ các sản phẩm phân rã. Do đó, cơ sẽ lại có khả năng hoạt động.
Cơ xương
Các thuộc tính riêng lẻ của polypeptit chỉ có thể được giải thích bằng ví dụ về chức năng của chúng, tức là đóng góp của chúng vào các hoạt động phức tạp. Trong số rất ít cấu trúc có mối tương quan được thiết lập giữa protein và chức năng của các cơ quan, cơ xương đáng được quan tâm đặc biệt.
Tế bào của cô ấy được kích hoạt bởi các xung thần kinh (tín hiệu hướng qua màng). Về mặt phân tử, sự co lại dựa trên chu trình của các cầu chéo thông qua tương tác tuần hoàn giữa actin, myosin và Mg-ATP. Các protein liên kết canxi và ion Ca đóng vai trò như chất trung gian giữa các chất tạo hiệu ứng và tín hiệu thần kinh.
Điều_trị giới hạn tốc độ phản ứng với các xung động "bật / tắt" và ngăn ngừa các cơn co thắt tự phát. Đồng thời, một số dao động (dao động) của sợi cơ bánh đà của côn trùng có cánh được điều khiển không phải bởi các ion hoặc các hợp chất phân tử thấp tương tự, mà trực tiếp bởi các protein co bóp. Do đó, các cơn co thắt rất nhanh có thể xảy ra, sau khi kích hoạt, chúng sẽ tự tiến hành.
Tính chất tinh thể lỏng của polypeptit
Khi làm ngắn các sợi cơchu kỳ của mạng tinh thể được hình thành bởi các protofibrils thay đổi. Khi một mạng các sợi mảnh đi vào cấu trúc gồm các phần tử dày, đối xứng tứ giác được thay thế bằng đối xứng lục giác. Hiện tượng này có thể được coi là một sự chuyển đổi đa hình trong một hệ thống tinh thể lỏng.
Tính năng của quy trình cơ khí hóa
Họ đun sôi để chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học. Hoạt động ATP-ase của màng tế bào ty thể tương tự như hoạt động của hệ thống iosin của cơ xương. Các đặc điểm chung cũng được ghi nhận trong các đặc tính cơ học của chúng: chúng bị khử dưới ảnh hưởng của ATP.
Do đó, một protein co bóp phải có trong màng ti thể. Và anh ấy thực sự ở đó. Người ta đã xác định được rằng các polypeptit co lại được tham gia vào quá trình cơ học của ty thể. Tuy nhiên, nó cũng chỉ ra rằng phosphatidylinositol (lipid màng) cũng đóng một vai trò quan trọng trong các quá trình.
Thêm
Phân tử protein myosin không chỉ góp phần vào sự co của các cơ khác nhau mà còn có thể tham gia vào các quá trình nội bào khác. Đặc biệt, điều này nói về sự di chuyển của các bào quan, sự gắn kết của các sợi actin vào màng, sự hình thành và hoạt động của bộ xương tế bào, v.v. Hầu như luôn luôn, phân tử tương tác theo cách này hay cách khác với actin, đây là chìa khóa co bóp thứ hai. chất đạm.
Người ta đã chứng minh rằng các phân tử actomyosin có thể thay đổi chiều dài dưới ảnh hưởng của năng lượng hóa học được giải phóng khi một phần dư axit photphoric bị phân cắt khỏi ATP. Nói cách khác, quá trình nàygây co cơ.
Do đó, hệ thống ATP hoạt động như một dạng tích lũy năng lượng hóa học. Khi cần, nó chuyển trực tiếp thành cơ học thông qua actomyosin. Đồng thời, không có đặc điểm giai đoạn trung gian của các quá trình tương tác của các nguyên tố khác - quá trình chuyển hóa thành nhiệt năng.
