Protein adalah zat organik paling penting, yang jumlahnya melebihi semua makromolekul lain yang ada dalam sel hidup. Mereka membuat lebih dari setengah berat bahan kering organisme tumbuhan dan hewan. Fungsi protein dalam sel beragam, beberapa di antaranya masih belum diketahui secara ilmiah. Tapi tetap saja, arah utama "pekerjaan" mereka dipelajari dengan baik. Beberapa diperlukan untuk merangsang proses yang terjadi dalam sel dan jaringan. Lainnya membawa senyawa mineral penting melintasi membran sel dan melalui pembuluh darah dari satu organ ke organ lainnya. Beberapa melindungi tubuh dari agen asing yang seringkali patogen. Satu hal yang jelas - tidak ada satu proses pun dalam tubuh kita yang terjadi tanpa protein.
Fungsi dasar protein
Fungsi protein dalam tubuh beragam. Setiap kelompok memiliki bahan kimia tertentubangunan, melakukan satu "pekerjaan" khusus. Dalam beberapa kasus, beberapa jenis protein saling berhubungan satu sama lain. Mereka bertanggung jawab untuk berbagai tahap dari proses yang sama. Atau mereka mempengaruhi beberapa sekaligus. Misalnya, fungsi pengaturan protein dilakukan oleh enzim dan hormon. Fenomena ini bisa dibayangkan dengan mengingat hormon adrenalin. Ini diproduksi oleh medula adrenal. Memasuki pembuluh darah, itu meningkatkan jumlah oksigen dalam darah. Tekanan darah juga meningkat, kadar gula meningkat. Ini merangsang proses metabolisme. Adrenalin juga merupakan neurotransmitter pada ikan, amfibi dan reptil.
Fungsi enzimatik
Banyak reaksi biokimia yang terjadi dalam sel organisme hidup yang dilakukan pada suhu tinggi dan dengan nilai pH netral. Dalam kondisi seperti itu, laju perjalanannya terlalu rendah, sehingga diperlukan katalis khusus yang disebut enzim. Semua keragaman mereka digabungkan menjadi 6 kelas, yang berbeda dalam kekhususan tindakan. Enzim disintesis pada ribosom dalam sel. Ilmu enzimologi terlibat dalam studi mereka.
Tidak diragukan lagi, fungsi pengaturan protein tidak mungkin dilakukan tanpa enzim. Mereka memiliki selektivitas tindakan yang tinggi. Aktivitas mereka dapat diatur oleh inhibitor dan aktivator. Selain itu, enzim biasanya menunjukkan spesifisitas substrat. Juga, aktivitas enzimatik tergantung pada kondisi di dalam tubuh dan di dalam sel pada khususnya. Alirannya dipengaruhi oleh tekanan, pH asam, suhu, kekuatan ionik larutan, yaitukonsentrasi garam dalam sitoplasma.
Fungsi transpor protein
Sel harus terus-menerus menerima mineral dan zat organik yang diperlukan untuk tubuh. Mereka dibutuhkan sebagai bahan bangunan dan sumber energi dalam sel. Namun mekanisme penerimaannya cukup rumit. Dinding sel terdiri dari lebih dari sekedar protein. Membran biologis dibangun di atas prinsip lapisan ganda lipid. Berbagai protein tertanam di antara mereka. Sangat penting bahwa daerah hidrofilik terletak di permukaan membran, sedangkan daerah hidrofobik terletak di ketebalannya. Dengan demikian, struktur seperti itu membuat cangkang tidak bisa ditembus. Mereka tidak dapat melewatinya sendiri, tanpa "bantuan", komponen penting seperti gula, ion metol, dan asam amino. Mereka diangkut melalui membran sitoplasma ke sitoplasma oleh protein khusus yang tertanam dalam lapisan lipid.
Transportasi zat dari satu organ ke organ lain
Tetapi fungsi transpor protein tidak hanya dilakukan antara zat antar sel dan sel. Beberapa zat penting untuk proses fisiologis harus dikirim dari satu tubuh ke tubuh lain. Misalnya, protein pengangkut dalam darah adalah albumin serum. Ini diberkahi dengan kemampuan unik untuk membentuk senyawa dengan asam lemak yang muncul selama pencernaan lemak, dengan obat-obatan, serta dengan hormon steroid. Protein pembawa yang penting adalah hemoglobin (menghantarkan molekul oksigen), transferin (menggabungkan dengan ion besi) dan seruplasmin (membentuk kompleks dengan ion besi).tembaga).
Fungsi sinyal protein
Protein reseptor sangat penting dalam proses fisiologis organisme kompleks multiseluler. Mereka tertanam dalam membran plasma. Mereka berfungsi untuk memahami dan menguraikan berbagai jenis sinyal yang masuk ke sel dalam aliran kontinu tidak hanya dari jaringan tetangga, tetapi juga dari lingkungan eksternal. Saat ini, mungkin protein reseptor yang paling banyak dipelajari adalah asetilkolin. Itu terletak di sejumlah persimpangan interneuronal pada membran sel.
Tapi fungsi sinyal protein dilakukan tidak hanya di dalam sel. Banyak hormon mengikat reseptor spesifik pada permukaannya. Senyawa yang terbentuk seperti itu adalah sinyal yang mengaktifkan proses fisiologis dalam sel. Contoh protein tersebut adalah insulin, yang bekerja dalam sistem adenilat siklase.
Fungsi perlindungan
Fungsi protein dalam sel berbeda. Beberapa dari mereka terlibat dalam respon imun. Ini melindungi tubuh dari infeksi. Sistem kekebalan mampu merespons agen asing yang diidentifikasi dengan sintesis sejumlah besar limfosit. Zat-zat tersebut secara selektif dapat merusak zat-zat tersebut, dapat menjadi benda asing bagi tubuh, seperti bakteri, partikel supramolekul, atau dapat berupa sel kanker.
Salah satu kelompok - "beta" -limfosit - menghasilkan protein yang masuk ke aliran darah. Mereka memiliki fungsi yang sangat menarik. Protein ini harus mengenali sel asing dan makromolekul. Kemudian mereka terhubung dengan mereka,membentuk kompleks yang akan dihancurkan. Protein ini disebut imunoglobulin. Komponen asing itu sendiri adalah antigen. Dan imunoglobulin yang sesuai dengan mereka adalah antibodi.
Fungsi struktural
Di dalam tubuh, selain sangat terspesialisasi, juga terdapat protein struktural. Mereka diperlukan untuk memberikan kekuatan mekanik. Fungsi protein dalam sel ini penting untuk menjaga bentuk tubuh dan awet muda. Yang paling terkenal adalah kolagen. Ini adalah protein utama dari matriks ekstraseluler jaringan ikat. Pada mamalia tingkat tinggi, jumlahnya mencapai 1/4 dari total massa protein. Kolagen disintesis di fibroblas, yang merupakan sel utama jaringan ikat.
Fungsi protein dalam sel seperti itu sangat penting. Selain kolagen, protein struktural lain diketahui - elastin. Ini juga merupakan konstituen dari matriks ekstraseluler. Elastin mampu memberikan kemampuan jaringan untuk meregang dalam batas-batas tertentu dan dengan mudah kembali ke bentuk aslinya. Contoh lain dari protein struktural adalah fibroin, yang ditemukan pada ulat sutera. Ini adalah komponen utama dari benang sutra.
Protein motorik
Peran protein dalam sel tidak bisa diremehkan. Mereka juga mengambil bagian dalam kerja otot. Kontraksi otot merupakan proses fisiologis yang penting. Akibatnya, ATP yang disimpan dalam bentuk makromolekul diubah menjadi energi kimia. Peserta langsung dalam proses ini adalah dua protein - aktin dan miosin.
Protein motorik iniadalah molekul berfilamen yang berfungsi dalam sistem kontraktil otot rangka. Mereka juga ditemukan di jaringan non-otot dalam sel eukariotik. Contoh lain dari protein motorik adalah tubulin. Mikrotubulus dibangun darinya, yang merupakan elemen penting dari flagela dan silia. Mikrotubulus yang mengandung tubulin juga ditemukan di sel-sel jaringan saraf hewan.
Antibiotik
Peran protektif protein dalam sel sangat besar. Bagian dari itu ditugaskan untuk kelompok yang biasa disebut antibiotik. Ini adalah zat yang berasal dari alam, yang disintesis, sebagai aturan, pada bakteri, jamur mikroskopis, dan mikroorganisme lainnya. Mereka ditujukan untuk menekan proses fisiologis organisme pesaing lainnya. Antibiotik asal protein ditemukan pada tahun 40-an. Mereka merevolusi obat-obatan, memberikan dorongan kuat untuk pengembangan.
Berdasarkan sifat kimianya, antibiotik adalah kelompok yang sangat beragam. Mereka juga berbeda dalam mekanisme aksi mereka. Beberapa mencegah sintesis protein di dalam sel, yang lain memblokir produksi enzim penting, yang lain menghambat pertumbuhan, dan yang lain menghambat reproduksi. Misalnya, streptomisin yang terkenal berinteraksi dengan ribosom sel bakteri. Dengan demikian, mereka secara dramatis memperlambat sintesis protein. Pada saat yang sama, antibiotik ini tidak berinteraksi dengan ribosom eukariotik tubuh manusia. Artinya zat ini tidak beracun bagi mamalia tingkat tinggi.
Ini tidak semua fungsi protein dalam sel. Mejazat antibiotik memungkinkan Anda untuk menentukan tindakan lain yang sangat khusus yang dapat dilakukan oleh senyawa alami spesifik ini pada bakteri dan tidak hanya. Saat ini, antibiotik yang berasal dari protein sedang dipelajari, yang, ketika berinteraksi dengan DNA, mengganggu proses yang terkait dengan perwujudan informasi herediter. Namun sejauh ini, zat tersebut hanya digunakan dalam kemoterapi penyakit onkologis. Contoh zat antibiotik tersebut adalah dactinomycin, yang disintesis oleh actinomycetes.
Toksin
Protein dalam sel melakukan fungsi yang sangat spesifik dan bahkan luar biasa. Sejumlah organisme hidup menghasilkan zat beracun - racun. Secara alami, ini adalah protein dan senyawa organik kompleks dengan berat molekul rendah. Contohnya adalah daging buah jamur pale grebe yang beracun.
Cadangan dan protein makanan
Beberapa protein menjalankan fungsi menyediakan nutrisi bagi embrio hewan dan tumbuhan. Ada banyak contoh seperti itu. Pentingnya protein dalam sel biji sereal justru terletak pada hal ini. Mereka akan memberi makan bibit tanaman yang muncul pada tahap pertama perkembangannya. Pada hewan, protein makanannya adalah albumin telur dan kasein susu.
Sifat protein yang belum dijelajahi
Contoh-contoh di atas hanyalah bagian yang sudah cukup dipelajari. Tapi di alam ada banyak misteri. Protein dalam sel banyak spesies biologis adalah unik, dan saat ini bahkan mengklasifikasikannyasulit. Misalnya, monellin adalah protein yang ditemukan dan diisolasi dari tanaman Afrika. Rasanya manis, tapi tidak obesitas dan tidak beracun. Di masa depan, ini mungkin pengganti gula yang sangat baik. Contoh lain adalah protein yang ditemukan di beberapa ikan Arktik yang mencegah darah membeku dengan bertindak sebagai antibeku dalam arti harfiah perbandingan. Pada sejumlah serangga, protein resilin yang unik, elastisitasnya hampir sempurna, ditemukan pada persendian sayap. Dan ini tidak semua contoh zat yang belum dipelajari dan diklasifikasikan.
