Példák a fehérjék szerkezeti funkcióira. A fehérjék szerkezete és funkciói
Az emberi szervezet működése világossá vált ben eleje XIX század. A tudósok ezeket az anyagokat a görög „fehérjék” kifejezéssel jelölték, a protos szóból - „fő, első”.
Ezek fő jellemzője kémiai vegyületek az, hogy ezek az alapok, amelyeket a szervezet új sejtek létrehozásához használ. Egyéb funkcióik a szabályozási és anyagcsere-folyamatok biztosítása; a szállítási funkciók ellátásában (például a hemoglobin fehérje, amely a véráramon keresztül osztja el az oxigént a szervezetben); izomrostok képződésében; a szervezet számos létfontosságú funkciójának kezelésében (szembetűnő példa az inzulin fehérje); az emésztési folyamat szabályozásában, energiaanyagcsere; a test védelmében.
Ezen anyagok kémiai szerkezetét a fehérjemolekulákat alkotó aminosavak száma határozza meg. A molekulák meglehetősen nagy méretűek. Ezek az anyagok nagy molekulatömegű szerves anyagok, és egymáshoz kapcsolódó aminosavak láncát képviselik peptid kötés. A fehérjék aminosav-összetételét a genetikai kód határozza meg. Az aminosavak kombinációjának számos változata a fehérjemolekulák különféle tulajdonságait eredményezi. Általában összekapcsolódnak egymással, és összetett komplexeket alkotnak.
A fehérjék osztályozása még nem végleges, mivel nem minden fehérjét tanulmányoztak a tudósok. Sokuk szerepe továbbra is rejtély az emberek számára. Eddig a fehérjéket aszerint osztják fel biológiai szerepeés amely szerint összetételükben aminosavak szerepelnek. Táplálkozásunk szempontjából nem maga a fehérje az értékes, hanem az azt alkotó aminosavak. Az aminosavak az egyik fajtája szerves savak. Több mint 100 van belőlük.
A szervezet nem tudja teljesen felszívni az étellel szállított fehérjéket. Legtöbbjük a savas emésztőnedvek hatására elpusztul. A fehérjék aminosavakká bomlanak. A szervezet lebontás után „beveszi” a számára szükséges aminosavakat, és ezekből állítja elő a szükséges fehérjéket. Ebben az esetben egyes aminosavak átalakulhatnak másokká. Az átalakuláson kívül önállóan is szintetizálódhatnak a szervezetben.
Azonban nem minden aminosavat tud előállítani a szervezetünk. A nem szintetizáltakat esszenciálisnak nevezzük, mert a szervezetnek szüksége van rájuk, és csak kívülről tudja megszerezni. Az esszenciális aminosavakat nem lehet másokkal helyettesíteni. Ezek közé tartozik a metionin, lizin, izoleucin, leucin, fenilalanin, treonin, valin. Ezen kívül vannak más aminosavak is, amelyek kizárólag az esszenciális fenilalaninból és metioninból képződnek. Ezért a táplálkozás minőségét nem a bejövő fehérjék mennyisége, hanem azok minőségi összetétele határozza meg. Például a burgonya, a fehér káposzta, a cékla, a káposzta, a hüvelyesek és a kenyér tartalmaz nagyszámú triptofán, lizin, metionin.
A fehérjeanyagcsere áramlása szervezetünkben a szükséges fehérjék megfelelő mennyiségétől függ. Egyes anyagok lebomlása és átalakulása másokká a szervezet számára szükséges energia felszabadulásával történik.
A szervezet létfontosságú tevékenysége következtében bizonyos fehérjék folyamatosan elvesznek. Naponta hozzávetőleg 30 g fogy a kívülről érkező fehérjeanyagokból. Ezért a veszteséget figyelembe véve az étrendnek elegendő mennyiségben kell tartalmaznia ezeket az anyagokat a szervezet működésének biztosításához.
A szervezet fehérjeanyag-fogyasztása számos tényezőtől függ: nehéz feladat elvégzése fizikai munka vagy nyugalomban lenni; érzelmi állapot. A napi fehérjebevitel felnőtteknél legalább 50 gramm (ez körülbelül 0,8 gramm testtömeg-kilogrammonként). A gyermekek az intenzív növekedés és fejlődés miatt több fehérjét igényelnek - testtömeg-kilogrammonként akár 1,9 grammot.
Azonban még az élelmiszerekben elfogyasztott nagy mennyiségű fehérje sem garantálja az aminosavak kiegyensúlyozott mennyiségét. Ezért az étrendnek változatosnak kell lennie, hogy a szervezet a lehető legtöbb hasznot tudja kihozni belőle különböző aminosavak formájában. Nem arról beszélünk, hogy ha ma elfogyasztott ételben nincs triptofán, akkor holnap megbetegszik. Nem, a test „tud” kis mennyiségben hasznos aminosavakat tárolni és szükség esetén felhasználni. A szervezet kumulatív kapacitása azonban nem túl magas, tehát tartalékok hasznos anyagok rendszeresen pótolni kell.
Ha személyes meggyőződése (vegetáriánusság) vagy egészségügyi okok (gyomor-bélrendszeri és étrendi táplálkozási problémák) miatt étkezési korlátozások lépnek fel, akkor táplálkozási szakemberhez kell fordulnia, hogy módosítsa étrendjét és helyreállítsa a fehérje egyensúlyát a szervezetben.
Az intenzív sporttevékenység során a szervezetnek nagy mennyiségű fehérjére van szüksége. A sporttáplálkozást kifejezetten az ilyen emberek számára készítik. A fehérjebevitelnek azonban meg kell felelnie az elvégzett fizikai aktivitásnak. Ezeknek az anyagoknak a feleslege, a közhiedelemmel ellentétben, nem vezet az izomtömeg éles növekedéséhez.
A fehérjék funkcióinak sokfélesége lefedi a szervezetben végbemenő szinte minden biokémiai folyamatot. Ezeket biokémiai katalizátoroknak nevezhetjük.
A fehérjék alkotják a citoszkeletont, amely fenntartja a sejtek alakját. Fehérjék nélkül a sikeres működés lehetetlen immunrendszer.
Kiváló fehérjeforrás a hús, tej, hal, gabonafélék, hüvelyesek és diófélék. A gyümölcsök, bogyók és zöldségek kevésbé gazdagok fehérjében.
Az első fehérje, amelyet aminosavszekvenciájának meghatározására tanulmányoztak, az inzulin volt. F. Sanger ezért az eredményért kapott Nóbel díj a múlt század 60-as éveiben. Ugyanakkor D. Kendrew és M. Perutz tudósok képesek voltak a mioglobin és a hemoglobin háromdimenziós szerkezetét létrehozni röntgendiffrakciós technikák segítségével. Ezért Nobel-díjat is kaptak.
A tanulmány története
A fehérjék tanulmányozásának alapítója Antoine Francois de Fourcroix. Külön osztályként azonosította őket, miután észrevette, hogy savaknak vagy magas hőmérsékletnek kitéve denaturáló (vagy koaguláló) képességüket. Tanulmányozta a fibrint (vérből izolálva), a glutént (búzaszemből izolálva) és az albumint (tojásfehérjét).
G. Mulder holland tudós tette hozzá tudományos munkák francia kollégája, de Fourcroix, és elemezte a fehérje összetételét. Ezen elemzés alapján azt feltételezte, hogy a legtöbb fehérjemolekula hasonló empirikus képlettel rendelkezik. Ő volt az első, aki meghatározta egy fehérje molekulatömegét.
Mulder szerint minden fehérje kis szerkezeti összetevőkből - „fehérjékből” áll. 1838-ban pedig J. Berzelius svéd tudós javasolta a „fehérjék” kifejezést, mint gyakori név minden fehérjét.
A következő 30-40 évben kutatásokat végeztek a fehérjéket alkotó aminosavak többségével kapcsolatban. 1894-ben A. Kossel német fiziológus azt a feltevést tette, hogy az aminosavak a fehérjék szerkezeti összetevői, és peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz. Egy fehérje aminosavsorrendjét próbálta tanulmányozni.
1926-ban végre felismerték a fehérjék domináns szerepét a szervezetben. Ez akkor történt, amikor D. Sumner amerikai vegyész bebizonyította, hogy az ureáz (olyan enzim, amely nélkül sok kémiai folyamat nem mehet végbe) fehérje.
Abban az időben rendkívül nehéz volt elkülöníteni a tiszta fehérjéket tudományos igényekre. Éppen ezért az első kísérleteket azokkal a polipeptidekkel végezték, amelyek minimális költséggel jelentős mennyiségben tisztíthatók - ezek a szarvasmarha levágása után felszabaduló vérfehérjék, csirkefehérjék, különféle toxinok, emésztési vagy anyagcsere eredetű enzimek. Az 50-es évek végén lehetőség nyílt a szarvasmarha hasnyálmirigy ribonukleázának tisztítására. Ez az anyag sok tudós kísérleti tárgyává vált.
BAN BEN modern tudomány a fehérjekutatás minőségileg új szinten folytatódott. A biokémiának van egy ága, az úgynevezett proteomika. Ma már a proteomikának köszönhetően nemcsak izolált tisztított fehérjéket lehet vizsgálni, hanem számos különböző sejthez, szövethez tartozó fehérje módosulásának párhuzamos, egyidejű változásait is. A tudósok ma már elméletileg ki tudják számítani egy fehérje szerkezetét az aminosavsorból. Mód krioelektronmikroszkópia lehetővé teszik a nagy és kis fehérjekomplexek tanulmányozását.
A fehérjék tulajdonságai
A fehérjék mérete mérhető az őket alkotó aminosavak számában vagy daltonokban, amelyek a molekulatömegüket jelentik. Például az élesztőfehérjék 450 aminosavból állnak, és molekulatömegük 53 kilodalton. A modern tudomány által ismert legnagyobb fehérje, amelyet titinnek neveznek, több mint 38 ezer aminosavból áll, és molekuláris tömeg körülbelül 3700 kilodalton.Azokat a fehérjéket, amelyek a nukleinsavakhoz kötődnek foszfátmaradékaikkal kölcsönhatásba lépve, bázikus fehérjéknek tekintik. Ide tartoznak a protaminok és a hisztonok.
A fehérjéket az oldhatóságuk szerint osztályozzák, legtöbbjük vízben jól oldódik. Vannak azonban kivételek. A fibroin (a pókháló és a selyem alapja) és a keratin (az emberek szőrének alapja, valamint az állatok gyapjúja és a madarak tollai) oldhatatlan.
Denaturáció
A fehérjék általában megmaradnak fizikai-kémiai jellemzőkés annak az élő szervezetnek a szerkezete, amelyhez tartoznak. Következésképpen, ha a test alkalmazkodik egy bizonyos hőmérséklethez, akkor a fehérje ellenáll annak, és nem változtatja meg tulajdonságait.Az olyan körülmények változásai, mint a környezeti hőmérséklet vagy a savas/lúgos környezetnek való kitettség, a fehérje másodlagos, harmadlagos és kvaterner szerkezetének elvesztését okozzák. Az élő sejtben rejlő natív szerkezet elvesztését denaturációnak vagy fehérje feltekeredésének nevezik. A denaturáció lehet részleges vagy teljes, visszafordíthatatlan vagy reverzibilis. A visszafordíthatatlan denaturáció legnépszerűbb és leghétköznapibb példája a keményre főtt csirke tojás elkészítése. Magas hőmérsékletnek kitéve az ovalbumin, egy átlátszó fehérje, átlátszatlanná és sűrűvé válik.
Egyes esetekben a denaturáció visszafordítható ammóniumsók segítségével. A reverzibilis denaturációt fehérjetisztítási módszerként alkalmazzák.
Egyszerű és összetett fehérjék
A peptidláncok mellett egyes fehérjék nem aminosavakat is tartalmaznak. szerkezeti egységek. A nem aminosav-fragmensek jelenlétének vagy hiányának kritériuma alapján a fehérjéket két csoportra osztják: összetett és egyszerű fehérjékre. Az egyszerű fehérjék csak aminosavláncokból állnak. A komplex fehérjék olyan fragmentumokat tartalmaznak, amelyek nem fehérje jellegűek.Kémiai természeténél fogva komplex fehérjékÖt osztály van:
- Glikoproteinek.
- Kromoproteinek.
- Foszfoproteinek.
- Metalloproteinek.
- Lipoproteinek.
A kromoproteinek az összetett fehérjék általános neve, amelyek közé tartoznak a flavoproteinek, klorofillok, hemoglobin és mások.
A foszfoproteineknek nevezett fehérjék foszforsav-maradékokat tartalmaznak. A fehérjék ebbe a csoportjába tartozik például a tejkazein.
A metalloproteinek olyan fehérjék, amelyek bizonyos fémek kovalens kötésű ionjait tartalmazzák. Köztük vannak olyan fehérjék, amelyek szállítási és tárolási funkciókat látnak el (transzferrin, ferritin).
Az összetett fehérjék, a lipoproteinek lipidmaradványokat tartalmaznak. Feladatuk a lipidek szállítása.
Fehérje bioszintézis
Az élő szervezetek a génekben kódolt genetikai információk alapján fehérjéket állítanak elő aminosavakból. A szintetizált fehérjék mindegyike egymáshoz kapcsolódó aminosavak teljesen egyedi szekvenciájából áll. Az egyedi szekvenciát olyan faktor határozza meg, mint egy adott fehérjével kapcsolatos információt kódoló gén nukleotidszekvenciája.A genetikai kód kodonokból áll. A kodon a genetikai információ egysége, amely nukleotid-maradékokból áll. Minden kodon felelős egy aminosav és a fehérje összekapcsolásáért. Összes számuk 64. Egyes aminosavakat nem egy, hanem több kodon határoz meg.
A fehérjék funkciói a szervezetben
Más biológiai makromolekulákkal (poliszacharidokkal és lipidekkel) együtt a szervezetnek fehérjékre van szüksége a legtöbb életfolyamatokat sejtekben. A fehérjék anyagcsere-folyamatokat és energia átalakulások. Ezek szerves részei - sejtszerkezetek, és részt vesznek az intercelluláris anyagok szintézisében.Megjegyzendő, hogy a fehérjék funkció szerinti osztályozása meglehetősen önkényes, mivel egyes élő szervezetekben ugyanaz a fehérje több funkciót is elláthat. különböző funkciókat. A fehérjék magas enzimaktivitásuknak köszönhetően számos funkciót látnak el. Az ilyen enzimek közé tartozik különösen a miozin motorfehérje, valamint a protein-kinázok szabályozó fehérjéi.
Katalitikus funkció
A fehérjék leginkább tanulmányozott szerepe a szervezetben a különféle kémiai reakciók katalízise. Az enzimek olyan fehérjék csoportja, amelyek specifikus katalitikus tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezen enzimek mindegyike egy vagy több hasonló reakciót katalizál. A tudomány több ezer enzimes anyagot ismer. Például a pepszin anyag, amely az emésztés során lebontja a fehérjéket, egy enzim.A szervezetünkben fellépő több mint 4000 reakció igényel katalízist. Enzimek befolyása nélkül a reakció tízszer és százszor lassabban megy végbe.
Azokat a molekulákat, amelyek a reakció során egy enzimhez kapcsolódnak, majd megváltoznak, szubsztrátoknak nevezzük. Az enzim sok aminosavat tartalmaz, de nem mindegyik lép kölcsönhatásba a szubsztráttal, és természetesen nem mindegyik vesz részt közvetlenül a katalízis folyamatában. Az enzim azon része, amelyhez a szubsztrát kötődik, aktív enzimatikus helynek tekintendő.
Strukturális funkció
A citoszkeleton szerkezeti fehérjéi egyfajta merev váz, amely alakot ad a sejteknek. Nekik köszönhetően a sejtek alakja megváltozhat. Ezek közé tartozik az elasztin, a kollagén, a keratin. A kötőszövetben található intercelluláris anyag fő összetevői a kollagén és az elasztin. A keratin a madarak haj- és körömképződésének, valamint tollazatának az alapja.Védő funkció
Több is van védő funkciókat fehérjék: fizikai, immun, kémiai.A kollagén részt vesz a fizikai védelem kialakításában. Ez képezi az olyan típusú kötőszövetek intercelluláris anyagának alapját, mint a csontok, porcok, inak és a bőr mély rétegei (dermis). A fehérjék e csoportjába tartoznak például a trombinok és a fibrinogének, amelyek részt vesznek a véralvadásban.
Az immunvédelem magában foglalja a vérben vagy más biológiai folyadékokban található fehérjék részvételét a szervezet védekező válaszának kialakításában a patogén mikroorganizmusok támadásával vagy károsodásával szemben. Például az immunglobulinok semlegesítik a vírusokat, baktériumokat vagy idegen fehérjéket. Az immunrendszer által termelt antitestek a szervezet számára idegen anyagokhoz, az úgynevezett antigénekhez kötődnek, és semlegesítik azokat. Általában az antitestek az intercelluláris térbe szekretálódnak, vagy speciális plazmasejtek membránjaiban rögzülnek.
Az enzimek és a szubsztrát nem kapcsolódnak túl szorosan, különben a katalizált reakció lefolyása megszakadhat. De az antigén és az antitestek kötődésének stabilitását semmi sem korlátozza.
A kémiai védelem abból áll, hogy a fehérjemolekulákat különféle méreganyagokhoz kötik, azaz biztosítják a szervezet méregtelenítését. Szervezetünk méregtelenítésében a legfontosabb szerepet a májenzimek töltik be, amelyek a mérgeket lebontják vagy oldható formává alakítják. Az oldott méreganyagok gyorsan elhagyják a szervezetet.
Szabályozó funkció
A legtöbb intracelluláris folyamatot fehérjemolekulák szabályozzák. Ezek a molekulák rendkívül speciális funkciót látnak el, és nem építőanyagok a sejtek számára, és nem is energiaforrások. A szabályozás az enzimek aktivitásának vagy más molekulákhoz való kötődésnek köszönhető.A protein kinázok fontos szerepet játszanak a sejten belüli folyamatok szabályozásában. Ezek olyan enzimek, amelyek befolyásolják más fehérjék aktivitását azáltal, hogy foszfátrészecskéket kötnek hozzájuk. Vagy fokozzák az aktivitást, vagy teljesen elnyomják azt.
Jelzés funkció
A fehérjék jelátviteli funkciója abban fejeződik ki, hogy képesek jelzőanyagként szolgálni. Jeleket továbbítanak a szövetek, sejtek és szervek között. Néha a jelátviteli funkciót a szabályozó funkcióhoz hasonlónak tekintik, mivel számos intracelluláris szabályozó fehérje is végez jelátvitelt. A sejtek kölcsönhatásba lépnek egymással jelátviteli fehérjék segítségével, amelyek az intercelluláris anyagon keresztül terjednek.A citokinek és a hormonfehérjék jelátviteli funkciót látnak el.
A hormonokat a vér szállítja. Amikor egy receptor kötődik egy hormonhoz, válaszreakciót vált ki a sejtben. A hormonok szabályozzák az anyagok koncentrációját a vérsejtekben, valamint szabályozzák a sejtek növekedését és szaporodását. Ilyen fehérjékre példa a jól ismert inzulin, amely szabályozza a vér glükózkoncentrációját.
A citokinek kis peptid hírvivő molekulák. Szabályozóként működnek a különböző sejtek közötti kölcsönhatásban, valamint meghatározzák e sejtek túlélését, elnyomják vagy stimulálják növekedésüket és funkcionális aktivitásukat. Citokinek nélkül az idegrendszer, az endokrin és az immunrendszer összehangolt munkája lehetetlen. Például a citokinek tumornekrózist okozhatnak – vagyis a gyulladásos sejtek növekedésének és aktivitásának elnyomását.
Szállítási funkció
A kis molekulák szállításában részt vevő oldható fehérjéknek könnyen kötődniük kell a szubsztráthoz, ha az nagy koncentrációban van jelen, és azt is könnyen fel kell szabadítaniuk, ha alacsony koncentrációban van jelen. A transzportfehérjékre példa a hemoglobin. Oxigént szállít a tüdőből és eljuttatja más szövetekbe, valamint visszajuttatja a szövetekből a tüdőbe szén-dioxid. A hemoglobinhoz hasonló fehérjéket az élő szervezetek minden birodalmában találtak.Tartalék (vagy tartalék) funkció
Ezek a fehérjék közé tartozik a kazein, az ovalbumin és mások. Ezeket a tartalékfehérjéket az állati tojásokban és a növényi magvakban raktározzák energiaforrásként. Táplálkozási funkciókat látnak el. Számos fehérjét használunk szervezetünkben aminosavforrásként.A fehérjék receptor funkciója
A fehérjereceptorok a sejtmembránban és a citoplazmában egyaránt elhelyezkedhetnek. A fehérjemolekula egyik része (bármilyen jellegű: kémiai, fény, termikus, mechanikai) kap jelet. A receptorfehérje konformációs változásokon megy keresztül egy jel hatására. Ezek a változások a molekula egy másik részét érintik, amely a jel továbbításáért felelős más sejtkomponensekhez. A jelátvitel mechanizmusai különböznek egymástól.Motor (vagy mozgás) funkció
A motorfehérjék felelősek a mozgás és az izomösszehúzódás biztosításáért (testszinten), valamint a flagellák és csillók mozgásáért, az intracelluláris anyagszállításért, valamint a leukociták amőboid mozgásáért (sejtszinten).Fehérjék az anyagcserében
A legtöbb növény és mikroorganizmus 20 bázikus aminosavat, valamint bizonyos mennyiségű további aminosavat képes szintetizálni. De ha bent vannak környezet, akkor a szervezet szívesebben takarít meg energiát és szállítja azt bent, mintsem szintetizálja.Azokat az aminosavakat, amelyeket a szervezet nem szintetizál, esszenciálisnak nevezzük, ezért csak kívülről juthatnak hozzánk.
Az ember aminosavakat az élelmiszerben található fehérjékből kap. A fehérjék denaturálódnak az emésztés során savas gyomornedvek és enzimek hatására. Az emésztési folyamat eredményeként nyert aminosavak egy része a szükséges fehérjék szintéziséhez kerül felhasználásra, a többi pedig a glükoneogenezis során glükózzá alakul, vagy a Krebs-ciklusban hasznosul (ez egy anyagcsere-folyamat). bontás).
A fehérjék energiaforrásként való felhasználása különösen fontos kedvezőtlen körülmények között, amikor a szervezet belső „vésztartalékát” – saját fehérjéit – használja. Az aminosavak szintén fontos nitrogénforrások a szervezet számára.
A napi fehérjeszükségletre nincsenek egységes szabványok. A vastagbélben lakó mikroflóra aminosavakat is szintetizál, ezeket nem lehet figyelembe venni a fehérjestandardok összeállításakor.
Az emberi szervezetben a fehérjetartalékok minimálisak, új fehérjéket csak a testszövetekből származó bomló fehérjékből és a táplálékkal szállított aminosavakból lehet szintetizálni. A fehérjéket nem szintetizálják azokból az anyagokból, amelyek a zsírok és szénhidrátok részét képezik.
Fehérjehiány
A fehérjehiány az étrendben a gyermekek növekedésének és fejlődésének súlyos lelassulását okozza. Felnőtteknél a fehérjehiány a megjelenés miatt veszélyes mélyreható változásokat a májban a hormonszint változása, a belső elválasztású mirigyek működésének zavara, a tápanyagok felszívódásának romlása, a memória és a teljesítmény romlása, szívproblémák. Mindezek negatív jelenségekösszefügg azzal a ténnyel, hogy a fehérjék az emberi test szinte minden folyamatában részt vesznek.
A múlt század 70-es éveiben halálos eseteket regisztráltak az emberekben hosszú ideje alacsony kalóriatartalmú étrend követése súlyos fehérjehiány esetén. Általában, azonnali ok a halál ebben az esetben a szívizom visszafordíthatatlan változásai miatt következett be.
A fehérjehiány csökkenti az immunitás fertőzésekkel szembeni ellenálló képességét, mivel csökken az antitestképződés szintje. Az interferon és a lizozim (védőfaktorok) szintézisének megsértése a gyulladásos folyamatok súlyosbodását okozza. Ráadásul a fehérjehiány gyakran vitaminhiánnyal is jár, ami viszont szintén káros következményekkel jár.
A hiány nem hat a legjobban az enzimtermelésre és a fontos tápanyagok felszívódására. Nem szabad elfelejteni, hogy a hormonok fehérjeképződmények, ezért a fehérjék hiánya súlyos hormonális zavarokhoz vezethet.
Minden fizikai tevékenység károsítja az izomsejteket, és minél nagyobb a terhelés, annál jobban szenvednek az izmok. A sérült izomsejtek helyreállításához nagy mennyiségre van szükség minőségi fehérje. A közhiedelemmel ellentétben a fizikai aktivitás csak akkor előnyös, ha elegendő mennyiségű fehérjét juttat a szervezetbe táplálékkal. Intenzívhez a fizikai aktivitás A fehérjebevitelnek el kell érnie a 1,5-2 grammot testtömegkilogrammonként.
Túlzott fehérje
A szervezet nitrogén egyensúlyának fenntartásához bizonyos mennyiségű fehérjére van szükség. Ha egy kicsit több fehérje van az étrendben, az nem károsítja az egészségét. Ebben az esetben az aminosavak felesleges mennyiségét egyszerűen kiegészítő energiaforrásként használják fel.De ha egy személy nem edz, és testtömeg-kilogrammonként több mint 1,75 gramm fehérjét fogyaszt, akkor a felesleges fehérje felhalmozódik a májban, amely nitrogéntartalmú vegyületekké és glükózzá alakul. A nitrogéntartalmú vegyületet (karbamidot) a vesén keresztül kell kiválasztani a szervezetből.
Ezen túlmenően, ha túl sok fehérje van, savas reakció lép fel a szervezetben, ami a kalcium elvesztéséhez vezet a ivási rendszer. Ezenkívül a fehérjében gazdag húsételek gyakran tartalmaznak purint, amelyek egy része az anyagcsere során lerakódik az ízületekben, és köszvény kialakulását okozza. Meg kell jegyezni, hogy a fehérjetöbblettel kapcsolatos rendellenességek sokkal ritkábban fordulnak elő, mint a fehérjehiányhoz kapcsolódó rendellenességek.
Az étrendben lévő elegendő fehérje mennyiségének felmérése a nitrogén egyensúly állapota alapján történik. A szervezet folyamatosan új fehérjéket szintetizál és választ ki. végtermékek fehérje anyagcserét. A fehérjék nitrogént tartalmaznak, ami nem található meg a zsírokban vagy szénhidrátokban. És ha a nitrogén tartalékként rakódik le a szervezetben, az kizárólag a fehérjék összetételében van. A fehérje lebontása során a vizelettel együtt ki kell ürülnie. Ahhoz, hogy a szervezet tovább működjön a megfelelő szint, szükséges az eltávolított nitrogén pótlása. A nitrogén egyensúly azt jelenti, hogy az elfogyasztott nitrogén mennyisége megegyezik a szervezetből kiürült mennyiséggel.
Fehérje táplálkozás
Az étrendi fehérjék előnyeit a fehérje emészthetőségi együtthatója értékeli. Ez az együttható figyelembe vesz kémiai értéke(aminosavak összetétele), és biológiai érték (a fehérjeemésztés százalékos aránya). Teljes értékű fehérjeforrások azok a termékek, amelyek emészthetőségi együtthatója 1,00.
Az emészthetőségi együttható 1,00 a következő termékekben: tojás, szójafehérje, tej. A marhahús együtthatója 0,92.
Ezek a termékek kiváló minőségű fehérjeforrást jelentenek, de ne feledje, hogy sok zsírt tartalmaznak, ezért nem tanácsos túlzottan felhasználni őket az étrendben. A nagy mennyiségű fehérje mellett túlzott mennyiségű zsír is bejut a szervezetbe.
Előnyben részesített fehérjedús élelmiszerek: szója sajtok, zsírszegény sajtok, sovány borjúhús, tojásfehérje, zsírszegény túró, friss hal és tenger gyümölcsei, fiatal bárány, csirke, fehér hús.
Kevésbé előnyös olyan termékeket fogyasztani, mint: tej és joghurtok hozzáadott cukorral, vörös hús (bélszín), sötét csirke- és pulykahús, sovány darabok, házi túró, feldolgozott hús szalonna, szalámi, sonka formájában.
A tojásfehérje tiszta fehérje, és nem tartalmaz zsírt. A sovány hús a fehérjékből származó kilokalóriák körülbelül 50%-át tartalmazza; keményítőt tartalmazó termékekben - 15%; sovány tejben – 40%; zöldségekben – 30%.
A fehérje étrend kiválasztásának fő szabálya a következő: nagy mennyiség kalóriaegységenkénti fehérje és magas fehérje emészthetőség. A legelőnyösebb az élelmiszerek fogyasztása alacsony tartalom zsír és magas fehérjetartalom. A kalóriainformáció bármely termék csomagolásán megtalálható. A nehezen kiszámítható kalóriatartalmú termékek fehérje- és zsírtartalmára vonatkozó általános adatok speciális táblázatokban találhatók.
A hőkezelt fehérjék könnyebben emészthetők, mert könnyen hozzáférhetővé válnak az emésztőrendszer enzimei számára. A hőkezelés azonban csökkentheti a fehérje biológiai értékét, mivel egyes aminosavak elpusztulnak.
Egyes esetekben fehérje- és zsírtartalom élelmiszer termékek
| Termékek | Fehérjék, gramm | Zsírok, gramm |
| Csirke | 20,8 | 8,9 |
| Szív | 15 | 3 |
| Sertés sovány | 16,3 | 27,8 |
| Marhahús | 18,9 | 12,3 |
| Borjúhús | 19,7 | 1,2 |
| Doktor főtt kolbász | 13,7 | 22,9 |
| Diétás főtt kolbász | 12,2 | 13,5 |
| Sárga tőkehal | 15,8 | 0,7 |
| Hering | 17,7 | 19,6 |
| Tokhal kaviár szemcsés | 28,6 | 9,8 |
| Búzakenyér I. osztályú lisztből | 7,6 | 2,3 |
| rozskenyér | 4,5 | 0,8 |
| Vajas péksütemények | 7,2 | 4,3 |
A tejben található kazein szintén teljes értékű fehérje. Emészthetőségi együtthatója 1,00. A tejből izolált kazein és szója kombinációja lehetővé teszi egészséges, magas fehérjetartalmú élelmiszerek készítését, miközben nem tartalmaznak laktózt, így a laktóz intoleranciában szenvedők is fogyaszthatják. Az ilyen termékek másik előnye, hogy nem tartalmaznak tejsavót, amely potenciális allergének forrása.
Fehérje anyagcsere
A fehérje emésztéséhez a szervezetnek sok energiára van szüksége. Először is, a szervezetnek le kell bontania a fehérje aminosavláncát több rövid láncra, vagy magukra az aminosavakra. Ez a folyamat meglehetősen hosszadalmas, és különféle enzimeket igényel, amelyeket a szervezetnek létre kell hoznia, és az emésztőrendszerbe kell szállítania. A fehérjeanyagcsere maradék termékeit - a nitrogéntartalmú vegyületeket - ki kell üríteni a szervezetből.
Mindezek a tevékenységek összességében jelentős mennyiségű energiát fogyasztanak a fehérjetartalmú élelmiszerek felszívódásához. Ezért a fehérjetartalmú élelmiszerek serkentik az anyagcsere felgyorsulását és a belső folyamatok energiaköltségének növekedését.
A szervezet a teljes bevitt kalória körülbelül 15%-át fordíthatja a táplálék asszimilációjára.
A magas fehérjetartalmú élelmiszerek hozzájárulnak a fokozott hőtermeléshez az anyagcsere során. A testhőmérséklet enyhén emelkedik, ami további energiafelhasználáshoz vezet a termogenezis folyamatához.
A fehérjéket nem mindig használják energiaforrásként. Ennek az az oka, hogy a szervezet energiaforrásaként való felhasználásuk veszteséges lehet, mert bizonyos mennyiségű zsírból és szénhidrátból sokkal több kalóriát és sokkal hatékonyabban lehet bevinni, mint hasonló mennyiségű fehérjéből. Ráadásul ritkán van fehérjefelesleg a szervezetben, és ha van, akkor a felesleges fehérjék nagy részét plasztikus funkciók ellátására fordítják.
Abban az esetben, ha az étrendből hiányoznak az energiaforrások zsírok és szénhidrátok formájában, a szervezet elkezdi felhasználni a felhalmozott zsírokat.
A megfelelő mennyiségű fehérje az étrendben segít aktiválni és normalizálni a lassú anyagcserét az elhízott embereknél, valamint segít fenntartani az izomtömeget.
Ha nincs elég fehérje, a szervezet átáll az izomfehérjék használatára. Ez azért történik, mert az izmok nem annyira fontosak a szervezet működésének fenntartásához. A kalória nagy része izomrostokban ég el, és csökken izomtömeg csökkenti a szervezet energiaköltségeit.
Nagyon gyakran azok az emberek, akik a fogyás érdekében különféle diétákat követnek, olyan étrendet választanak, amelyben nagyon kevés fehérje kerül a szervezetbe az étellel. Általában ezek zöldség- vagy gyümölcsdiéták. A károkon kívül egy ilyen diéta semmit sem hoz. A fehérjehiányos szervek és rendszerek működése gátolt, ami különféle rendellenességeket és betegségeket okoz. Minden étrendet figyelembe kell venni a szervezet fehérjeszükséglete szempontjából.
Több folyadékot igényelnek az olyan folyamatok, mint a fehérjék felszívódása és energiaszükségletre való felhasználása, valamint a fehérjeanyagcsere termékeinek kiválasztódása. A kiszáradás elkerülése érdekében naponta körülbelül 2 liter vizet kell inni.
A citoszkeleton szerkezeti fehérjéi, mint egyfajta megerősítés, formát adnak a sejteknek és számos organellumnak, és részt vesznek a sejtek alakjának megváltoztatásában. A legtöbb szerkezeti fehérje fonalas: például az aktin és a tubulin monomerjei globuláris, oldható fehérjék, de polimerizáció után hosszú filamentumokat képeznek, amelyek a citoszkeletont alkotják, lehetővé téve a sejt számára, hogy megtartsa alakját. A kollagén és az elasztin a kötőszövet (például porc) intercelluláris anyagának fő összetevői, egy másik szerkezeti fehérje, a keratin pedig hajból, körmökből, madártollakból és néhány kagylóból áll.
Védő funkció
A fehérjék védelmi funkcióinak többféle típusa létezik:
Fizikai védelem. Ez magában foglalja a kollagént, egy olyan fehérjét, amely a kötőszövetek (beleértve a csontokat, porcokat, inakat és a bőr mélyrétegeit (dermis)) intercelluláris anyagának alapját képezi; keratin, amely az epidermisz szaru, haj, toll, szarv és egyéb származékainak alapját képezi.
Az ilyen fehérjéket jellemzően szerkezeti funkcióval rendelkező fehérjéknek tekintik. A fehérjék e csoportjába tartoznak például a fibrinogének és a trombinok, amelyek részt vesznek a véralvadásban.
Immunvédelem. A vért és más biológiai folyadékokat felépítő fehérjék részt vesznek a szervezet védekező válaszában mind a károsodásokra, mind a kórokozók támadásaira.
A komplementrendszer fehérjéi és az antitestek (immunglobulinok) a második csoport fehérjéihez tartoznak; semlegesítik a baktériumokat, vírusokat vagy idegen fehérjéket. Az adaptív immunrendszer részét képező antitestek az adott szervezet számára idegen anyagokhoz, antigénekhez kötődnek, és ezáltal semlegesítik azokat, a pusztulás helyére irányítva azokat. Az antitestek kiválasztódhatnak az intercelluláris térbe, vagy beágyazódhatnak a speciális B-limfociták, úgynevezett plazmaciták membránjaiba.
Míg az enzimek korlátozott affinitással rendelkeznek a szubsztráthoz, mivel a szubsztráthoz való túl erős kötődés zavarhatja a katalizált reakciót, az antitest antigénhez való kötődésének tartóssága nincs korlátozva. Szabályozó funkció Számos sejten belüli folyamatot fehérjemolekulák szabályoznak, amelyek nem szolgálnak sem energiaforrásként, sem építőanyagként a sejt számára. Ezek a fehérjék szabályozzák a transzkripciót, transzlációt, splicinget, valamint más fehérjék aktivitását stb.
Szabályozó funkció A fehérjék enzimatikus aktivitása (például protein-kináz), vagy más molekulákhoz való specifikus kötődés következtében alakul ki, ami általában befolyásolja az ezen enzimmolekulákkal való kölcsönhatást. A géntranszkripciót tehát a transzkripciós faktorok - aktivátor fehérjék és represszor fehérjék - kötődése határozza meg a gének szabályozó szekvenciáihoz. Translációs szinten számos mRNS leolvasását a fehérjefaktorok kötődése is szabályozza, az RNS és a fehérjék lebontását szintén speciális fehérjekomplexek végzik.
A legfontosabb szerep
A fehérjék funkció szerinti osztályozása meglehetősen önkényes, mivel ugyanaz a fehérje több funkciót is elláthat. Az ilyen multifunkcionalitás jól tanulmányozott példája a lizil-tRNS-szintetáz, az aminoacil-tRNS-szintetázok osztályába tartozó enzim, amely nemcsak egy lizin-maradékot köt a tRNS-hez, hanem számos gén transzkripcióját is szabályozza. A fehérjék enzimaktivitásuknak köszönhetően számos funkciót látnak el. Így az enzimek a motor fehérje miozin, a szabályozó fehérjék a protein kinázok, a transzport fehérje nátrium-kálium adenozin-trifoszfatáz stb.
A bakteriális ureáz enzim molekuláris modellje Helicobacter pylori
Katalitikus funkció
A legjobb ismert funkciója fehérjék a szervezetben - különböző kémiai reakciók katalízise. Az enzimek olyan fehérjék, amelyek specifikus katalitikus tulajdonságokkal rendelkeznek, azaz minden enzim egy vagy több hasonló reakciót katalizál. Az enzimek katalizálják az összetett molekulákat lebontó (katabolizmus) és azokat szintetizáló reakciókat (anabolizmus), beleértve a DNS-replikációt és -javítást, valamint a templát-RNS-szintézist. 2013-ig több mint 5000 ezer enzimet írtak le. A reakció felgyorsulása az enzimatikus katalízis eredményeként óriási lehet: például az orotidin 5"-foszfát-dekarboxiláz enzim által katalizált reakció 10-17-szer gyorsabban megy végbe, mint a nem katalizált (az orotidin-dekarboxiláció felezési ideje 78). millió év enzim nélkül és 18 milliszekundum enzim részvételével) Az enzimhez kötődő és a reakció eredményeként megváltozó molekulákat szubsztrátoknak nevezzük.
Bár az enzimek jellemzően több száz aminosavból állnak, ezeknek csak kis része lép kölcsönhatásba a szubsztráttal, és még kisebb számban - átlagosan 3-4 aminosavból, amelyek gyakran egymástól távol helyezkednek el az elsődleges szerkezetben - közvetlenül részt vesznek katalízis . Az enzimmolekula azon részét, amely a szubsztrátkötést és a katalízist közvetíti, aktív helynek nevezzük.
Nemzetközi Biokémiai Unió és molekuláris biológia 1992-ben javasolták végső verzió az enzimek hierarchikus nómenklatúrája az általuk katalizált reakciók típusa alapján. E nómenklatúra szerint az enzimek nevének mindig a végződést kell tartalmaznia: azaés a katalizált reakciók és szubsztrátumaik nevéből jönnek létre. Minden enzimhez egyedi kód tartozik, amely megkönnyíti az enzimhierarchiában elfoglalt pozíciójának meghatározását. Az általuk katalizált reakciók típusától függően az összes enzim 6 osztályba sorolható:
- CF 1: Redox reakciókat katalizáló oxidoreduktázok;
- CF 2: Az átvitelt katalizáló transzferázok kémiai csoportok egyik szubsztrát molekuláról a másikra;
- CF 3: Hidrolázok, amelyek katalizálják a kémiai kötések hidrolízisét;
- EF 4: Liázok, amelyek katalizálják a kémiai kötések felszakadását hidrolízis nélkül kettős kötés az egyik termékben;
- EC 5: Izomerázok katalizálják a szerkezeti ill geometriai változások szubsztrát molekulában;
- EC 6: Ligázok, amelyek katalizálják a szubsztrátok közötti kémiai kötések kialakulását az ATP vagy hasonló trifoszfát difoszfát kötésének hidrolízise következtében.
Strukturális funkció
További részletek: Strukturális funkció fehérjék, Fibrilláris fehérjék
A citoszkeleton szerkezeti fehérjéi, mint egyfajta megerősítés, formát adnak a sejteknek és számos organellumnak, és részt vesznek a sejtek alakjának megváltoztatásában. A legtöbb szerkezeti fehérje fonalas: például az aktin és a tubulin monomerjei globuláris, oldható fehérjék, de polimerizáció után hosszú filamentumokat képeznek, amelyekből a citoszkeleton áll, ami lehetővé teszi a sejt alakjának megőrzését. A kollagén és az elasztin a kötőszövet (például porc) intercelluláris anyagának fő összetevői, egy másik szerkezeti fehérje, a keratin pedig hajból, körmökből, madártollakból és néhány kagylóból áll.
Védő funkció
További részletek: A fehérjék védő funkciója
A fehérjék védelmi funkcióinak többféle típusa létezik:
- Fizikai védelem. Fizikai védelem a szervezet kollagénnel van ellátva - egy fehérje, amely a kötőszövetek (beleértve a csontokat, porcokat, inakat és a bőr mély rétegeit (dermis)) intercelluláris anyagának alapját képezi; keratin, amely a kérges súrlódások, a haj, a tollak, a szarvak és az epidermisz egyéb származékainak alapját képezi. Az ilyen fehérjéket jellemzően szerkezeti funkcióval rendelkező fehérjéknek tekintik. Az ebbe a csoportba tartozó fehérjék például a fibrinogének és a trombinok, amelyek részt vesznek a véralvadásban.
- Vegyi védelem. A toxinok fehérjemolekulák általi megkötése biztosíthatja azok méregtelenítését. A májenzimek különösen meghatározó szerepet játszanak az ember méregtelenítésében, a mérgek lebontásában, illetve oldható formává alakításában, ami elősegíti azok gyors kiürülését a szervezetből.
- Immunvédelem. A vért és más biológiai folyadékokat felépítő fehérjék részt vesznek a szervezet védekező válaszában mind a károsodásokra, mind a kórokozók támadásaira. A komplementrendszer fehérjéi és az antitestek (immunglobulinok) a második csoport fehérjéihez tartoznak; semlegesítik a baktériumokat, vírusokat vagy idegen fehérjéket. Az adaptív immunrendszer részét képező antitestek az adott szervezet számára idegen anyagokhoz, antigénekhez kötődnek, és ezáltal semlegesítik azokat, a pusztulás helyére irányítva azokat. Az antitestek kiválasztódhatnak az extracelluláris térbe, vagy beágyazódhatnak a speciális B-limfociták, úgynevezett plazmasejtek membránjaiba.
A komplementrendszer fehérjéi és az antitestek (immunglobulinok) a második csoport fehérjéihez tartoznak; semlegesítik a baktériumokat, vírusokat vagy idegen fehérjéket. Az adaptív immunrendszer részét képező antitestek az adott szervezet számára idegen anyagokhoz, antigénekhez kötődnek, és ezáltal semlegesítik azokat, a pusztulás helyére irányítva azokat. Az antitestek kiválasztódhatnak az intercelluláris térbe, vagy beágyazódhatnak a speciális B-limfociták, úgynevezett plazmaciták membránjaiba.
További részletek: aktivátor (fehérjék), Proteaszóma, A fehérjék szabályozó funkciója
Számos sejten belüli folyamatot fehérjemolekulák szabályoznak, amelyek nem szolgálnak sem energiaforrásként, sem építőanyagként a sejt számára. Ezek a fehérjék szabályozzák a sejt mozgását sejtciklus, transzkripció, transzláció, splicing, más fehérjék aktivitása és sok más folyamat. A fehérjék szabályozó funkciójukat vagy enzimatikus aktivitással (például protein kináz) vagy más molekulákhoz való specifikus kötődés révén látják el. Így a transzkripciós faktorok, aktivátor fehérjék és represszor fehérjék szabályozhatják a géntranszkripció intenzitását a szabályozó szekvenciáikhoz kötődve. Translációs szinten számos mRNS leolvasását fehérjefaktorok kötődése is szabályozza.
Az intracelluláris folyamatok szabályozásában a legfontosabb szerepet a protein-kinázok és protein-foszfatázok játsszák - olyan enzimek, amelyek aktiválják vagy elnyomják más fehérjék aktivitását azáltal, hogy hozzájuk kapcsolódnak vagy eltávolítják a foszfátcsoportokat.
Jelzés funkció
További részletek: Fehérje jelátviteli funkció, Hormonok, Citokinek
A fehérjék jelátviteli funkciója a fehérjék azon képessége, hogy jelzőanyagként szolgáljanak, jeleket továbbítva sejtek, szövetek, szervek és szervezetek között. A jelátviteli funkciót gyakran kombinálják a szabályozó funkcióval, mivel számos intracelluláris szabályozó fehérje is továbbít jeleket.
A jelátviteli funkciót fehérjék - hormonok, citokinek, növekedési faktorok stb.
A hormonokat a vér szállítja. A legtöbb állati hormon fehérje vagy peptid. Egy hormon kötődése a receptorhoz olyan jel, amely sejtválaszt vált ki. A hormonok szabályozzák az anyagok koncentrációját a vérben és a sejtekben, a növekedést, a szaporodást és egyéb folyamatokat. Ilyen fehérjék például az inzulin, amely szabályozza a glükóz koncentrációját a vérben.
A sejtek az intercelluláris anyagon keresztül továbbított jelátviteli fehérjék segítségével lépnek kölcsönhatásba egymással. Ilyen fehérjék közé tartoznak például a citokinek és a növekedési faktorok.
A citokinek peptid jelátviteli molekulák. Szabályozzák a sejtek közötti kölcsönhatásokat, meghatározzák túlélésüket, serkentik vagy elnyomják a növekedést, a differenciálódást, a funkcionális aktivitást és az apoptózist, valamint biztosítják az immun-, endokrin és idegrendszer működésének összehangolását. A citokinek példája a tumor nekrózis faktor, amely gyulladásos jeleket továbbít a testsejtek között.
Szállítási funkció
További részletek: A fehérjék szállítási funkciója
A kis molekulák szállításában részt vevő oldható fehérjéknek nagy affinitással kell rendelkezniük a szubsztráthoz, ha az nagy koncentrációban van jelen, és könnyen fel kell szabadulniuk az alacsony szubsztrátkoncentrációjú területeken. A transzportfehérjékre példa a hemoglobin, amely az oxigént a tüdőből más szövetekbe, a szén-dioxidot pedig a szövetekből a tüdőbe szállítja, és a vele homológ fehérjék mellett az élő szervezetek minden birodalmában megtalálható.
Néhány membránfehérjék részt vesz a kis molekulák sejtmembránon történő szállításában, megváltoztatva annak permeabilitását. A membrán lipid komponense vízálló (hidrofób), amely megakadályozza a poláris vagy töltött (ionok) molekulák diffúzióját. A membrán transzport fehérjéket általában csatornafehérjékre és hordozófehérjékre osztják. A csatornafehérjék belső vízzel teli pórusokat tartalmaznak, amelyek lehetővé teszik az ionok (ioncsatornákon keresztül) vagy vízmolekulák (akvaporin fehérjéken keresztül) áthaladását a membránon. Sok ioncsatorna csak egy ion szállítására specializálódott; Így a kálium- és nátriumcsatornák gyakran megkülönböztetik ezeket a hasonló ionokat, és csak az egyiket engedik át. A transzporter fehérjék az enzimekhez hasonlóan minden szállított molekulához vagy ionhoz kötődnek, és a csatornákkal ellentétben aktív transzportot tudnak végrehajtani az ATP energiájával. „A sejt erőműve” - ATP-szintetáz, amely a protongradiens miatt ATP-t szintetizál, szintén a membrántranszport fehérjék közé sorolható.
Tartalék (tartalék) funkció
Ezek a fehérjék közé tartoznak az úgynevezett tartalékfehérjék, amelyek energia- és anyagforrásként raktározódnak a növényi magvakban (például 7S és 11S globulinok) és állati tojásokban. A szervezetben számos más fehérjét használnak fel aminosavak forrásaként, amelyek viszont az anyagcsere folyamatokat szabályozó biológiailag aktív anyagok prekurzorai.
Receptor funkció
További részletek: Sejt receptor
A fehérjereceptorok a citoplazmában és a sejtmembránba ágyazva egyaránt elhelyezkedhetnek. A receptormolekula egyik része jelet, gyakran kémiai, és bizonyos esetekben fényt, mechanikai igénybevételt (például nyújtás) vagy egyéb ingereket érzékel. Ha egy jel a molekula egy bizonyos részére - a receptorfehérjére - hat, annak konformációs változásai következnek be. Ennek eredményeként megváltozik a molekula egy másik részének konformációja, amely továbbítja a jelet más sejtkomponenseknek. Számos jelátviteli mechanizmus létezik. Egyes receptorok egy specifikus kémiai reakciót katalizálnak; mások szolgálnak ion csatornák, amelyek kinyílnak vagy zárnak, amikor jelet alkalmaznak; megint mások specifikusan kötik az intracelluláris hírvivő molekulákat. A membránreceptorokban a molekulának az a része, amely a jelmolekulához kötődik, a sejt felszínén helyezkedik el, a jelet továbbító domén pedig benne.
Motor (motor) funkció
A motoros fehérjék egész osztálya biztosítja a test mozgását, például az izomösszehúzódást, beleértve a mozgást (miozin), a sejtek mozgását a testen belül (például a leukociták amőboid mozgását), a csillók és a flagellák mozgását, valamint aktív és irányított intracelluláris transzport (kinesin, dynein ). A dineinek és kinezinek molekulákat szállítanak a mikrotubulusok mentén, energiaforrásként ATP hidrolízist használva. A dineinek a sejt perifériás részeiből a centroszóma felé szállítják a molekulákat és organellumokat, a kinezinek ellenkező irányba. A dineinek felelősek az eukarióták csillók és flagellák mozgásáért is. A miozin citoplazmatikus változatai részt vehetnek a molekulák és organellumok mikrofilamentumok mentén történő szállításában.
A fehérjék szerkezeti funkciója
A fehérjék szerkezeti funkciója az a fehérjék
- részt vesz szinte az összes sejtszervecskék kialakításában, nagymértékben meghatározva azok szerkezetét (alakját);
- alkotják a citoszkeletont, amely alakot ad a sejteknek és számos organellumnak, és mechanikai formát biztosít számos szövetnek;
- részei az intercelluláris anyagnak, amely nagymértékben meghatározza a szövetek szerkezetét és az állatok testének alakját.
Az intercelluláris anyag fehérjéi
Az emberi szervezetben több intercelluláris fehérje található, mint az összes többi fehérje. Az intercelluláris anyag fő szerkezeti fehérjéi a fibrilláris fehérjék.
Kollagén
A kollagének a fehérjék egy családját alkotják, amelyek az összes fehérje tömegének 25-30%-át teszik ki. A kollagén a szerkezeti funkción kívül mechanikai, védő, táplálkozási és helyreállító funkciókat is ellát.
A kollagénmolekula három α-láncból álló jobb oldali hélix.
Az emberben összesen 28 típusú kollagén található. Felépítésükben mindegyik hasonló.
Elasztin
Az elasztin széles körben elterjedt a kötőszövetben, különösen a bőrben, a tüdőben és véredény. Általános jellemzők az elasztin és a kollagén esetében nagyszerű tartalom glicin és prolin. Az elasztin lényegesen több valint és alanint, valamint kevesebb glutaminsavat és arginint tartalmaz, mint a kollagén. Az elasztin dezmozint és izodezmozint tartalmaz. ezek a vegyületek csak az elasztinban találhatók meg. Az elasztin nem oldódik benne vizes oldatok(mint a kollagén), sók, savak és lúgok oldataiban, még melegítés közben is. Az elasztin nagyszámú aminosav-maradékot tartalmaz apoláris oldalcsoportokkal, ami nyilvánvalóan meghatározza rostjainak nagy rugalmasságát.
Egyéb extracelluláris mátrix fehérjék
A keratinokat két csoportra osztják: α-keratinokra és β-keratinokra. A keratin erőssége talán a második a kitin után. Jellemző tulajdonság A keratinok vízben való teljes oldhatatlansága 7,0 pH-n. Tartalmazzák a molekulában található összes aminosav maradékát. Más fibrilláris szerkezeti fehérjéktől (például a kollagéntől) elsősorban a megnövekedett cisztein-tartalmukban különböznek. Az a-keratinok polipeptid láncainak elsődleges szerkezete nem periodikus.
Egyéb köztes filamentum fehérjék
Más típusú szövetekben (kivéve a hámsejteket) a köztes filamentumokat a keratinhoz hasonló szerkezetű fehérjék alkotják – vimentin, neurofilamentum fehérjék stb. A legtöbb eukarióta sejtben a laminált fehérjék alkotják a nukleáris membrán belső burkolatát. A belőlük álló nukleáris lamina támogatja a nukleáris membránt, és érintkezik kromatinnal és nukleáris RNS-ekkel.
Tubulin
Az organellumok szerkezeti fehérjéi
A fehérjék számos sejtszervszer alakját (szerkezetét) hozzák létre és határozzák meg. Az organellumok, mint például a riboszómák, proteaszómák, nukleáris pórusok stb. főként fehérjékből állnak. Egyes protisták (például Chlamydomonas) sejtfala fehérjékből áll; Számos baktérium és archaea sejtfala tartalmaz egy fehérjeréteget (S-réteg), amely Gram-pozitív fajoknál a sejtfalhoz, Gram-negatív fajoknál a sejtfalhoz kapcsolódik. külső membrán. A prokarióta flagellák a flagellin fehérjéből készülnek.
Wikimédia Alapítvány.
2010.
Nézze meg, mi a „fehérjék szerkezeti funkciója” más szótárakban: Különböző utak
képek egy fehérje háromdimenziós szerkezetéről a triózfoszfát-izomeráz enzim példájával. A bal oldalon egy „pálcika” modell látható, amely az összes atomot és a köztük lévő kötéseket ábrázolja; A színek az elemeket mutatják. Középen szerkezeti motívumok vannak ábrázolva... Wikipédia A kondenzátor atomszerkezetének vizsgálata. környezetek kisenergiájú neutronjainak atommagokon történő diffrakciós módszerével (rugalmas koherens szórás). A H. s. l >= 0,3 de Broglie hullámhosszú neutronokat használunk A neutronhullám szóródása... ...
Fizikai enciklopédia
Ennek a kifejezésnek más jelentése is van, lásd: Fehérjék (jelentések). A fehérjék (fehérjék, polipeptidek) nagy molekulatömegű szerves anyagok, amelyek peptidkötéssel láncba kapcsolt alfa-aminosavakból állnak. Élő szervezetekben... ... Wikipédia
Nagy molekulatömegű természetes vegyületek, amelyek minden élő szervezet szerkezeti alapját képezik, és meghatározó szerepet játszanak az életfolyamatokban. B. magában foglalja a fehérjéket, nukleinsavakat és poliszacharidokat; vegyesek is ismertek... Különféle fehérjék kristályaiűrállomás
"Mir" és a NASA ingajáratai során. A nagymértékben tisztított fehérjék alacsony hőmérsékleten kristályokat képeznek, amelyeket a fehérje modelljének előállítására használnak. Fehérjék (fehérjék, ... ... Wikipédia
- (transzkripciós faktorok) fehérjék, amelyek a DNS-templáton az mRNS szintézis folyamatát (transzkripció) szabályozzák a DNS meghatározott szakaszaihoz való kötődés révén. A transzkripciós faktorok önállóan vagy kombinációban látják el funkciójukat... ... Wikipédia
A transzkripciós faktorok (transzkripciós faktorok) olyan fehérjék, amelyek a DNS-molekulából az mRNS-szerkezetbe történő információátvitelt (transzkripciót) szabályozzák a DNS meghatározott szakaszaihoz való kötődés révén. Az átírási faktorok ellátják funkciójukat... ... Wikipédia A világ különleges minőségi állapota talán szükséges lépés az Univerzum fejlődésében. Az élet lényegének természettudományos megközelítése az élet eredetének problémájára, anyagi hordozóira, az élő és élettelen dolgok közötti különbségre, valamint az evolúcióra összpontosít... ...
Filozófiai Enciklopédia Az atomok kölcsönös vonzása, ami molekulák és kristályok kialakulásához vezet. Szokás azt mondani, hogy egy molekulában vagy egy kristályban kémiai szerkezetek vannak a szomszédos atomok között. Az atom vegyértéke (melyről az alábbiakban részletesebben lesz szó) a kötések számát mutatja...
Nagy Szovjet Enciklopédia Előző cikk: Következő cikk: Harmonikus rezgések Az oszcillációs frekvencia fizikai képlete