Protein: peran biologis. Peran biologis protein dalam tubuh

Protein, peran biologis yang akan dibahas hari ini - terbuat dari senyawa molekul tinggi dari asam amino. Di antara semua senyawa organik yang lain, mereka adalah yang paling kompleks dalam struktur mereka. Dengan unsur protein komposisi berbeda dari lemak dan karbohidrat: selain oksigen, hidrogen dan karbon mereka juga mengandung nitrogen. Selain itu, bagian tak terpisahkan dari protein yang paling penting adalah sulfur, dan beberapa mengandung yodium, zat besi dan fosfor.

Peran biologis protein sangat tinggi. Hal ini koneksi ini membuat sebagian besar dari massa protoplasma, dan inti dari sel-sel hidup. Semua hewan dan tumbuhan organisme adalah protein.

Satu atau beberapa fungsi

Peran biologis dan fungsi senyawa yang berbeda daripadanya berbeda. Sebagai zat memiliki struktur kimia tertentu, masing-masing protein melakukan fungsi yang sangat khusus. Hanya dalam beberapa kasus dapat melakukan beberapa saling terkait. Misalnya, epinefrin, yang diproduksi di medula adrenal, memasuki darah, meningkatkan tekanan darah dan konsumsi oksigen, gula darah. Selain itu, itu adalah stimulan metabolisme, sedangkan hewan berdarah dingin - dan mediator dari sistem saraf. Seperti yang Anda lihat, ia melakukan banyak fungsi sekaligus.

The enzimatik (katalitik) fungsi

reaksi biokimia beberapa terjadi dalam organisme hidup, dilakukan dalam kondisi ringan, di mana suhu dekat 40 ° C, dan pH hampir netral. Dengan kondisi tersebut, tingkat diabaikan terjadinya banyak dari mereka. Oleh karena itu, dalam rangka untuk direalisasikan, kita membutuhkan enzim - spesifik katalis biologis. Hampir semua reaksi, kecuali untuk fotolisis air dalam organisme hidup dikatalisasi oleh enzim itu. Unsur-unsur ini baik protein atau kompleks protein dengan kofaktor (molekul organik atau ion logam). Enzim sangat selektif memicu proses yang diperlukan. Dengan demikian, fungsi katalitik, dibahas di atas, - salah satu dari mereka yang membawa protein. Peran biologis senyawa ini, bagaimanapun, pelaksanaannya tidak terbatas. Ada banyak fitur lain yang akan dibahas di bawah.

fungsi transportasi

Untuk keberadaan sel-sel mensyaratkan bahwa pluralitas zat ke dalam interior itu, yang memberikan dengan energi dan bahan bangunan. Semua membran biologis yang dibangun di atas prinsip umum. double layer ini lipid, protein yang dikirimkan di dalamnya. Pada saat yang sama fokus situs makromolekul hidrofilik pada permukaan membran dan di ketebalan mereka - hidrofobik "ekor". Struktur ini tahan terhadap komponen penting: asam amino, gula, ion-ion logam alkali. Penetrasi elemen-elemen ini ke dalam sel terjadi melalui protein transport yang tertanam dalam membran sel. Pada bakteri, misalnya, ada protein khusus yang menyediakan transfer laktosa (gula susu) melalui membran luar.

Dalam organisme multiseluler, ada sistem transportasi zat yang berbeda dari satu organ ke yang lain. Kita berbicara terutama tentang hemoglobin (digambarkan di atas). Dalam plasma darah, di samping itu terus-menerus serum albumin (protein transport). Ia memiliki kemampuan untuk membentuk kompleks yang stabil dibentuk dengan pencernaan asam lemak lemak, serta dengan sejumlah asam amino hidrofobik (misalnya, triptofan) dan banyak obat (beberapa penisilin, sulfonamid, aspirin). Transferin, yang menyediakan transportasi dalam tubuh ion besi, adalah contoh lain. Sebutkan dapat dibuat dan tseruplazmin yang mengangkut ion tembaga. Jadi, kita melihat fungsi transportasi yang melakukan protein. peran biologis mereka dan dari sudut pandang ini sangat penting.

fungsi reseptor

reseptor protein yang penting, terutama untuk kelangsungan hidup organisme multisel. Mereka diintegrasikan ke dalam plasma membran sel dan berfungsi untuk memahami dan transformasi lebih lanjut dari sinyal yang masuk ke dalam sel. Dalam hal ini sinyal mungkin baik dari sel-sel lain dan lingkungan sekitarnya. reseptor asetilkolin pada saat ini yang paling banyak dipelajari. Mereka ditemukan di sejumlah kontak interneuron pada membran sel, termasuk di koneksi neuromuskuler di korteks serebral. Protein ini berinteraksi dengan asetilkolin dan mengirimkan sinyal dalam sel.

Neurotransmitter untuk menerima sinyal dan mengubahnya harus dikeluarkan dalam rangka mempersiapkan sel mampu merasakan sinyal lebih lanjut. Untuk tujuan, acetylcholinesterase ini - enzim khusus, yang merupakan katalis untuk hidrolisis asetilkolin untuk kolin dan asetat. Hal ini tidak sangat penting dan reseptor fungsi yang melakukan protein? Peran biologis berikut, fungsi pelindung bagi tubuh sangat besar. Dengan ini tidak bisa setuju.

fungsi pelindung

Sistem kekebalan tubuh merespon munculnya generasi partikel asing dari sejumlah besar limfosit. Mereka mampu merusak elemen selektif. Partikel-partikel asing mungkin sel-sel kanker, bakteri patogen partikel supramolekul (makromolekul, virus, dll). limfosit B - sekelompok limfosit, yang menghasilkan protein khusus. Protein ini dibedakan dalam sistem peredaran darah. Mereka mengakui partikel asing, sehingga membentuk kehancuran langkah kompleks yang sangat spesifik. Protein ini disebut sebagai imunoglobulin. Sebuah antigen disebut zat asing yang memicu respon sistem kekebalan tubuh.

fungsi struktur

Juga protein yang melakukan fungsi yang sangat khusus juga orang-orang di mana nilai sebagian besar struktural. Berkat mereka, asalkan kekuatan mekanik dan sifat lain dari jaringan organisme hidup. Protein ini meliputi, terutama kolagen. Kolagen (foto cm. Di bawah) pada mamalia adalah sekitar seperempat massa protein. Hal ini disintesis dalam sel utama yang membentuk jaringan ikat (disebut fibroblas).

Awalnya, kolagen terbentuk sebagai prokolagen - prekursor mengalir pengobatan kimia dalam fibroblas. Kemudian dibentuk menjadi tiga rantai polipeptida, dipelintir menjadi spiral. Mereka datang bersama-sama keluar dari fibroblas di kolagen fibril dari beberapa ratus nanometer dengan diameter. Yang terakhir membentuk filamen kolagen, yang sudah dapat dilihat di bawah mikroskop. Jaringan elastis (dinding paru-paru, pembuluh darah di kulit) ekstraseluler kolagen matriks di samping itu, juga mengandung elastin protein. Hal ini dapat membentang dalam kisaran yang cukup lebar dan kemudian kembali ke keadaan semula. Contoh lain adalah protein struktural yang dapat berikan di sini - adalah serat sutra. Hal ini terisolasi selama pembentukan ulat pupa ngengat. Ini adalah komponen utama dari benang sutra. Kita sekarang menggambarkan protein motor.

protein motorik

Dan dalam pelaksanaan motor memproses peran biologis besar protein. Secara singkat menceritakan tentang ini dan fungsi mereka. kontraksi otot - adalah proses di mana energi kimia diubah menjadi kerja mekanik. Langsung anggotanya adalah dua protein - myosin dan aktin. Myosin memiliki struktur yang sangat tidak biasa. Hal ini terbentuk dari dua kepala globular dan ekor (sebagian filamen panjang). Sekitar 1600 nm adalah panjang satu molekul. Pada kepala fraksi sehingga terhitung sekitar 200 nm.

Aktin (digambarkan di atas) - protein globular yang memiliki berat molekul 42000. Hal ini dapat dipolimerisasi untuk membentuk struktur yang panjang, dan berinteraksi sedemikian rupa dengan kepala myosin. Sebuah fitur penting dari proses ini - ketergantungannya pada kehadiran ATP. Jika konsentrasinya cukup tinggi, dibentuk myosin dan aktin kompleks hancur, maka pulih lagi setelah hidrolisis ATP terjadi sebagai akibat dari myosin ATPase. Proses ini dapat diamati, misalnya, dalam larutan, dimana kedua protein yang hadir. Ini menjadi kental sebagai akibat dari fakta bahwa kompleks dengan berat molekul tinggi yang terbentuk dengan tidak adanya ATP. Selain itu sangat mengurangi viskositas karena penghancuran kompleks dibuat, setelah itu secara bertahap mulai pulih sebagai akibat dari hidrolisis ATP. Dalam proses kontraksi otot, interaksi ini memainkan peran yang sangat penting.

antibiotik

Kami terus mengungkapkan topik "Peran biologis protein dalam tubuh." kelompok yang sangat besar dan sangat penting dari senyawa alami adalah zat yang disebut antibiotik. Mereka berasal dari mikroba. Zat-zat ini dialokasikan spesies khusus mikroorganisme. Peran biologis asam amino dan protein bisa dipungkiri, tetapi antibiotik memiliki, fungsi khusus sangat penting. Mereka menghambat pertumbuhan mikroorganisme yang bersaing dengan mereka. Pada tahun 1940, penemuan dan penggunaan antibiotik telah merevolusi pengobatan penyakit menular yang disebabkan oleh bakteri. Perlu dicatat bahwa dalam kebanyakan kasus virus antibiotik tidak bertindak, sehingga penggunaan mereka sebagai obat antivirus tidak efektif.

contoh antibiotik

Kelompok penisilin pertama kali dipraktekkan. Contoh dari kelompok ini adalah ampisilin dan bensilpenisilin. Antibiotik pada mekanisme aksi dan kimia alam yang beragam. Beberapa dari mereka yang banyak digunakan saat ini, berinteraksi dengan ribosom manusia, sementara di ribosom bakteri terhambat sintesis protein. Pada saat yang sama mereka tidak berinteraksi dengan ribosom eukariotik. Oleh karena itu, untuk sel-sel bakteri mereka merusak, dan hewan dan toksisitas rendah manusia. antibiotik seperti streptomisin termasuk dan kloramfenikol (kloramfenikol).

Peran biologis sintesis protein sangat penting, tetapi proses itu sendiri memiliki beberapa tahap. Kita akan berbicara tentang hal itu hanya secara umum.

Proses dan peran biologis sintesis protein

Proses ini adalah multistage, sangat kompleks. Hal ini terjadi di ribosom - organel tertentu. Di kandang ada satu set ribosom. Dalam E. coli, misalnya, ada sekitar 20 ribu.

"Jelaskan proses biosintesis protein dan peran biologis" - tugas banyak dari kita menerima di sekolah. Dan itu menyebabkan banyak kesulitan. Nah, mari kita cari tahu bersama-sama.

molekul protein adalah rantai polipeptida. Mereka terdiri, seperti yang Anda sudah tahu, dari asam amino individu. Namun, yang terakhir tidak aktif cukup. Dalam rangka untuk menghubungkan dan membentuk molekul protein, mereka membutuhkan aktivasi. Hal ini terjadi sebagai akibat dari enzim tertentu. Setiap asam amino dalam hal ini memiliki enzim sendiri, khusus disetel persis untuk itu. Sumber energi untuk proses ini adalah ATP (adenosin trifosfat). Asam amino yang dihasilkan dari aktivasi menjadi lebih labil dan mengikat di bawah aksi enzim dengan m-RNA, yang membawa ke ribosom (karena RNA disebut transportasi ini). ribosom, oleh karena itu, bertindak terhubung dengan tRNA teraktivasi asam amino. Ribosom - semacam conveyor untuk perakitan asam amino yang masuk dari rantai protein.

Sintesis dari peran protein sulit untuk melebih-lebihkan, sebagai senyawa disintesis melakukan fungsi yang sangat penting. Hampir semua struktur sel terdiri dari mereka.

Jadi, kami telah dijelaskan secara umum, proses biosintesis protein dan peran biologis. Ini menyimpulkan keakraban dengan protein. Kami harap Anda memiliki keinginan untuk melanjutkannya.