Jenis protein, fungsi dan strukturnya

Menurut teori Oparin-Haldane, kehidupan di planet kita berasal dari tetesan coacervate. Itu adalah molekul protein. Artinya, berikut bahwa senyawa kimia ini adalah dasar dari semua makhluk hidup yang ada saat ini. Tapi apa struktur proteinnya? Peran apa yang mereka mainkan hari ini di dalam tubuh dan kehidupan manusia? Apa jenis protein yang ada? Mari kita coba mengerti.

Protein: konsep umum

Dari sudut pandang struktur kimia, molekul zat yang dimaksud adalah urutan asam amino yang dihubungkan bersama oleh ikatan peptida.

Setiap asam amino memiliki dua kelompok fungsional:

• Carboxyl-COOH;
• Kelompok Amino -NH ₂ .

Di antara mereka terbentuk ikatan dalam molekul yang berbeda. Dengan demikian, ikatan peptida memiliki bentuk -CO-NH. Molekul protein bisa mengandung ratusan dan ribuan kelompok semacam itu, ini tergantung pada zat tertentu. Jenis proteinnya sangat beragam. Diantaranya, ada yang mengandung asam amino yang tak tergantikan untuk tubuh, dan karena itu harus masuk tubuh dengan makanan. Ada varietas seperti itu yang berfungsi penting dalam membran sel dan sitoplasma. Katalis alam biologis juga terisolasi - enzim, yang juga merupakan molekul protein. Mereka banyak digunakan dan dalam kehidupan manusia, dan tidak hanya berpartisipasi dalam proses biokimia makhluk hidup.

Berat molekul senyawa yang dimaksud bisa berkisar dari beberapa puluhan sampai jutaan. Bagaimanapun, jumlah unit monomer dalam rantai polipeptida besar tidak terbatas dan bergantung pada jenis zat tertentu. Protein dalam bentuknya yang murni, dalam konformasi aslinya, dapat dilihat saat mempertimbangkan telur ayam dalam bentuknya yang mentah. Massa koloid muda yang terang, transparan, tebal, di mana kuning telur berada, adalah zat yang diinginkan. Hal yang sama untuk dikatakan tentang keju cottage rendah lemak, Produk ini juga hampir murni protein dalam bentuknya yang alami.

Namun, tidak semua senyawa yang dipertimbangkan memiliki struktur ruang yang sama. Secara total, empat organisasi molekul. Jenis struktur protein menentukan sifat-sifatnya dan berbicara tentang kompleksitas struktur. Juga diketahui bahwa molekul yang dilibatkan secara spasial menjalani proses menyeluruh dalam tubuh manusia dan hewan.

Jenis struktur protein

Ada empat di semua. Mari kita pertimbangkan apa yang masing-masing mewakili.

1. Primer. Ini adalah urutan linier biasa dari asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Tidak ada tikungan spasial, tidak ada spiral. Jumlah elemen polipeptida yang masuk ke polipeptida bisa mencapai beberapa ribu. Jenis protein dengan struktur serupa - glycylalanine, insulin, histones, elastin dan lain-lain.
2. Sekunder. Ini adalah dua rantai polipeptida yang berputar dalam bentuk spiral dan berorientasi satu sama lain oleh belokan yang terbentuk. Pada saat yang sama, ikatan hidrogen terbentuk di antara mereka, menahan mereka bersama-sama. Jadi satu molekul protein terbentuk. Jenis protein jenis ini adalah sebagai berikut: lysozyme, pepsin dan lain-lain.
3. Konformasi tersier. Ini adalah struktur sekunder yang padat dan padat. Di sini ada jenis interaksi lainnya, selain ikatan hidrogen - ini adalah interaksi van der Waals dan kekuatan daya tarik elektrostatik, kontak hidrofilik-hidrofobik. Contoh struktur adalah albumin, fibroin, protein sutra dan lain-lain.
4. Kuarter. Struktur yang paling kompleks, terdiri dari beberapa rantai polipeptida yang dipelintir menjadi spiral, digulung menjadi bola dan digabungkan menjadi globule. Contoh seperti insulin, feritin, hemoglobin, kolagen, hanya menggambarkan konformasi protein semacam itu.

Jika kita mempertimbangkan semua struktur molekul yang diberikan secara rinci dari sudut pandang kimia, maka analisisnya akan memakan waktu lama. Sebenarnya, semakin tinggi konfigurasinya, semakin kompleks dan rumit strukturnya, semakin banyak jenis interaksi yang diamati pada molekul.

Denaturasi molekul protein

Salah satu sifat kimia polipeptida yang paling penting adalah kemampuan mereka untuk menurunkan di bawah pengaruh kondisi atau bahan kimia tertentu. Misalnya, berbagai jenis denaturasi protein tersebar luas. Proses apa ini? Ini terdiri dari penghancuran struktur protein asli. Artinya, jika awalnya molekul tersebut memiliki struktur tersier, maka setelah aksi agen khusus itu akan runtuh. Namun, urutan residu asam amino tetap tidak berubah dalam molekul. Protein denaturasi dengan cepat kehilangan sifat fisik dan kimianya.

Reagen apa yang bisa menyebabkan proses penghancuran konformasi? Ada beberapa hal seperti itu.

1. Suhu. Saat dipanaskan, struktur molekul kuartener, tersier, sekunder secara berangsur-angsur hancur. Secara visual, ini bisa diamati, misalnya saat menggoreng telur ayam normal. "Protein" yang dihasilkan adalah struktur utama polipeptida albumin yang ada dalam produk kasar.
2. Radiasi.
3. Tindakan agen kimia kuat: asam, alkali, garam logam berat, pelarut (misalnya alkohol, eter, benzena dan lainnya).

Proses ini terkadang juga disebut pencairan molekul. Jenis denaturasi protein bergantung pada agen yang melakukan tindakannya. Dalam kasus ini, dalam beberapa kasus, ada proses yang terbalik dengan yang dipertimbangkan. Ini adalah renaturasi. Tidak semua protein mampu mengembalikan strukturnya kembali, namun sebagian besar dari mereka dapat melakukan ini. Dengan demikian, ahli kimia dari Australia dan Amerika melakukan renaturasi telur ayam rebus dengan bantuan beberapa reagen dan metode sentrifugasi.

Proses ini penting bagi organisme hidup dalam sintesis rantai polipeptida oleh ribosom dan rRNA dalam sel.

Hidrolisis Molekul Protein

Seiring dengan denaturasi, protein dicirikan oleh sifat kimia lain - hidrolisis. Ini juga penghancuran konformasi asli, tapi tidak sampai ke struktur primer, tapi sepenuhnya sampai ke asam amino individu. Bagian penting dari pencernaan adalah hidrolisis protein. Jenis hidrolisis polipeptida adalah sebagai berikut.

1. Kimia Hal ini didasarkan pada tindakan asam atau alkali.
2. Biologis atau enzimatik.

Namun, inti dari proses tersebut tetap tidak berubah dan tidak bergantung pada jenis hidrolisis protein yang terjadi. Akibatnya, asam amino terbentuk, yang diangkut ke semua sel, organ dan jaringan. Transformasi lebih lanjut mereka terdiri dari partisipasi sintesis polipeptida baru, yang sudah merupakan kebutuhan organisme spesifik.

Di industri, proses hidrolisis molekul protein digunakan hanya untuk menghasilkan asam amino yang diinginkan.

Fungsi protein dalam tubuh

Berbagai jenis protein, karbohidrat, lemak adalah komponen penting untuk aktivitas vital normal dari sel manapun. Dan itu berarti seluruh organisme secara keseluruhan. Oleh karena itu, dalam banyak hal, peran mereka dijelaskan oleh tingkat signifikansi yang tinggi dan prevalensi yang meluas di dalam makhluk hidup. Beberapa fungsi dasar molekul polipeptida dapat dibedakan.

1. Katalitik. Hal ini dilakukan oleh enzim, yang memiliki sifat protein dari struktur. Kira-kira nanti kita akan beritahu nanti.
2. Struktural Jenis protein dan fungsinya di dalam tubuh terutama mempengaruhi struktur sel itu sendiri, bentuknya. Selain itu, polipeptida yang melakukan peran ini berupa rambut, kuku, cangkang moluska, bulu burung. Mereka adalah angker tertentu di tubuh sel. Kartilago juga terdiri dari jenis protein ini. Contoh: tubulin, keratin, aktin dan lain-lain.
3. Regulatory. Fungsi ini diwujudkan dalam partisipasi polipeptida dalam proses seperti: transkripsi, translasi, siklus sel, splicing, pembacaan mRNA dan lain-lain. Dalam semua itu mereka memainkan peran penting dari regulator.
4. Sinyal. Fungsi ini dilakukan oleh protein yang terletak pada membran sel. Mereka mengirimkan sinyal yang berbeda dari satu unit ke unit lainnya, dan ini menyebabkan komunikasi jaringan di antara mereka sendiri. Contoh: sitokin, insulin, faktor pertumbuhan dan lain-lain.
5. Transportasi Beberapa jenis protein dan fungsinya yang mereka lakukan sangat penting. Hal ini terjadi, misalnya dengan protein hemoglobin. Ini membawa oksigen dari sel ke sel dalam darah. Bagi manusia itu sangat diperlukan.
6. Cadangan atau cadangan Polipeptida tersebut menumpuk pada tumbuhan dan hewan ovum sebagai sumber nutrisi dan energi tambahan. Contohnya adalah globulin.
7. Motor Fungsi yang sangat penting, terutama untuk organisme dan bakteri paling sederhana. Bagaimanapun, mereka hanya bisa bergerak dengan bantuan flagella atau silia. Dan organoid ini sifatnya tidak lain adalah protein. Contoh polipeptida tersebut adalah sebagai berikut: myosin, actin, kinesin dan sejenisnya.

Jelas, fungsi protein dalam tubuh manusia dan makhluk hidup lainnya sangat banyak dan penting. Ini sekali lagi menegaskan bahwa tanpa koneksi yang kita pertimbangkan, kehidupan di planet kita tidak mungkin dilakukan.

Fungsi pelindung protein

Polipeptida dapat melindungi terhadap berbagai efek: kimiawi, fisik, biologis. Misalnya, jika organisme terancam dengan virus atau bakteri yang memiliki sifat asing, maka imunoglobulin (antibodi) masuk ke dalam pertempuran dengan mereka, melakukan peran protektif.

Jika kita berbicara tentang efek fisik, maka peran besar dimainkan, misalnya oleh fibrin dan fibrinogen, yang terlibat dalam penggumpalan darah.

Makanan protein

Jenis protein makanan adalah sebagai berikut:

• Penuh - yang mengandung semua asam amino yang diperlukan untuk tubuh;
• Inferior - di mana komposisi asam amino parsial berada.

Namun, bagi tubuh manusia, keduanya penting. Terutama kelompok pertama. Semua orang, terutama selama masa perkembangan yang intens (masa kanak-kanak dan remaja) dan pubertas harus mempertahankan tingkat protein konstan dalam diri mereka. Bagaimanapun, kita telah memeriksa fungsi yang dilakukan oleh molekul menakjubkan ini, dan kita tahu bahwa hampir tidak ada proses, tidak ada reaksi biokimia yang dapat kita lakukan tanpa partisipasi polipeptida.

Itulah sebabnya setiap hari Anda perlu mengkonsumsi norma protein sehari-hari, yang terdapat dalam produk berikut:

• Telur;
• Susu;
• Keju cottage;
• Daging dan ikan;
• Kacang;
• Kacang kedelai;
• Kacang;
• Kacang tanah;
• Gandum;
• Oat;
• Lentil dan lain-lain.

Jika Anda mengkonsumsi 0.6 g polipeptida per hari per kilogram berat badan per hari, maka seseorang tidak akan kekurangan zat ini. Jika, untuk waktu yang lama, tubuh kekurangan protein yang diperlukan, maka terjadilah penyakit yang disebut kelaparan asam amino. Hal ini menyebabkan gangguan metabolisme yang kuat dan, akibatnya, banyak penyakit lainnya.

Protein dalam kandang

Dalam unit struktural terkecil dari semua makhluk hidup-ada juga protein. Dan mereka melakukan hampir semua fungsi di atas. Pertama-tama, sitoskeleton sel yang terdiri dari mikrotubulus, mikrofilamen terbentuk. Ini berfungsi untuk menjaga bentuk, juga untuk transportasi di dalam organel. Pada molekul protein, seperti melalui saluran atau rel, berbagai ion dan senyawa bergerak.

Peran penting protein direndam dalam membran dan terletak di permukaannya. Di sini mereka melakukan fungsi reseptor dan sinyal, ambil bagian dalam konstruksi membran itu sendiri. Berjaga-jaga, dan karena itu berperan protektif. Apa jenis protein dalam sel yang bisa dikaitkan dengan kelompok ini? Ada banyak contoh, kami berikan sedikit.

1. Aktin dan myosin
2. Elastin.
3. Keratin.
4. Kolagen.
5. Tubulin.
6. Hemoglobin.
7. Insulin
8. Transcobalamin.
9. Transferrin.
10. Albumin.

Secara total, ada beberapa ratus jenis protein yang terus bergerak di dalam setiap sel.

Jenis protein dalam tubuh

Mereka, tentu saja, beraneka ragam. Jika Anda mencoba membagi semua protein yang ada menjadi beberapa kelompok, maka klasifikasi ini bisa berubah.

1. Protein globular Inilah yang diwakili oleh struktur tersier, yaitu globules yang rapat. Contoh struktur tersebut adalah: imunoglobulin, bagian penting dari enzim, banyak hormon.
2. Protein fibrillar Mereka secara ketat memerintahkan benang yang memiliki simetri spasial yang benar. Kelompok ini mencakup protein dengan struktur primer dan sekunder. Misalnya keratin, kolagen, tropomiosin, fibrinogen.

Secara umum, adalah mungkin untuk mengambil sebagai dasar banyak fitur untuk klasifikasi protein yang ditemukan di tubuh. Tunggal belum ada.

Enzim

Katalis biologis sifat protein, yang sangat mempercepat semua proses biokimia yang sedang berlangsung. Metabolisme normal tidak mungkin dilakukan tanpa senyawa ini. Semua proses sintesis dan dekomposisi, perakitan molekul dan replikasi, translasi dan transkripsi, dan lainnya dilakukan di bawah pengaruh jenis enzim tertentu. Contoh molekul ini adalah:

• Oksidoreduktase;
• Transferase;
• Katalase;
• Hidrolase;
• Isomerase;
• Lyases dan lainnya.

Saat ini, enzim digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Jadi, saat membuat bubuk deterjen, enzim yang disebut sering digunakan - ini adalah katalis biologis. Mereka memperbaiki kualitas pencucian di bawah kondisi suhu yang ditentukan. Mudah mengikat partikel kotoran dan mengeluarkannya dari permukaan jaringan.

Namun, karena sifat proteinnya, enzim tidak mentolerir air panas atau kedekatan dengan obat alkali atau asam. Dalam kasus ini, proses denaturasi akan terjadi.