Sejumlah besar zat organik yang menyusun sel hidup dicirikan oleh ukuran molekul yang besar dan merupakan biopolimer. Ini termasuk protein, yang membentuk 50 hingga 80% dari massa kering seluruh sel. Monomer protein adalah asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Makromolekul protein memiliki beberapa tingkat organisasi dan melakukan sejumlah fungsi penting dalam sel: membangun, melindungi, katalitik, motorik, dll. Dalam artikel kami, kami akan mempertimbangkan fitur struktural peptida, dan juga memberikan contoh protein globular dan fibrilar. yang membentuk tubuh manusia.
Bentuk organisasi makromolekul polipeptida
Residu asam amino secara berurutan terhubung satu sama lain dengan ikatan kovalen kuat yang disebutpeptida. Mereka cukup kuat dan menjaga struktur utama protein dalam keadaan stabil, yang berbentuk rantai. Bentuk sekunder terjadi ketika rantai polipeptida dipelintir menjadi heliks alfa. Ini distabilkan oleh ikatan hidrogen tambahan yang muncul. Konfigurasi tersier, atau asli, sangat penting, karena sebagian besar protein globular dalam sel hidup hanya memiliki struktur seperti itu. Spiral dikemas dalam bentuk bola atau bola. Stabilitasnya tidak hanya disebabkan oleh munculnya ikatan hidrogen baru, tetapi juga karena pembentukan jembatan disulfida. Mereka muncul karena interaksi atom belerang yang membentuk asam amino sistein. Peran penting dalam pembentukan struktur tersier dimainkan oleh interaksi hidrofilik dan hidrofobik antara kelompok atom dalam struktur peptida. Jika protein globular bergabung dengan molekul yang sama melalui komponen non-protein, misalnya, ion logam, maka konfigurasi kuartener muncul - bentuk organisasi polipeptida tertinggi.
Fibrillar protein
Fungsi kontraktil, motorik dan bangunan di dalam sel dilakukan oleh protein, makromolekulnya terlihat seperti benang tipis - fibril. Polipeptida yang membentuk serat kulit, rambut, dan kuku diklasifikasikan sebagai spesies fibrilar. Yang paling terkenal adalah kolagen, keratin, dan elastin. Mereka tidak larut dalam air, tetapi dapat membengkak di dalamnya, membentuk massa yang lengket dan kental. Peptida dari struktur linier juga merupakan bagian dari filamen spindel fisi, membentuk aparatus mitosis sel. Merekamenempel pada kromosom, berkontraksi dan meregangkannya ke kutub sel. Proses ini diamati dalam anafase mitosis - pembelahan sel somatik tubuh, serta dalam tahap reduksi dan persamaan pembelahan sel benih - meiosis. Tidak seperti protein globular, fibril dapat dengan cepat meregang dan berkontraksi. Silia sepatu ciliates, flagela euglena hijau atau ganggang uniseluler - klamidomona dibangun dari fibril dan melakukan fungsi pergerakan pada organisme paling sederhana. Kontraksi protein otot - aktin dan miosin, yang merupakan bagian dari jaringan otot, menentukan berbagai gerakan otot rangka dan mempertahankan kerangka otot tubuh manusia.
Struktur protein globular
Peptida - pembawa molekul berbagai zat, protein pelindung - imunoglobulin, hormon - ini adalah daftar protein yang tidak lengkap, struktur tersiernya berbentuk bola - butiran. Ada protein tertentu dalam darah yang memiliki area tertentu di permukaannya - pusat aktif. Dengan bantuan mereka, mereka mengenali dan menempel pada diri mereka sendiri molekul zat aktif biologis yang diproduksi oleh kelenjar sekresi campuran dan internal. Dengan bantuan protein globular, hormon tiroid dan kelenjar seks, kelenjar adrenal, timus, kelenjar pituitari dikirim ke sel-sel tertentu dari tubuh manusia, dilengkapi dengan reseptor khusus untuk pengenalan mereka.
Polipeptida membran
Model cairan-mosaik dari struktur membran sel paling baik disesuaikan dengan fungsi penting mereka: penghalang,reseptor dan transportasi. Protein yang termasuk di dalamnya melakukan pengangkutan ion dan partikel zat tertentu, seperti glukosa, asam amino, dll. Sifat-sifat protein pembawa globular dapat dipelajari dengan menggunakan pompa natrium-kalium sebagai contoh. Ini melakukan transisi ion dari sel ke ruang antar sel dan sebaliknya. Ion natrium terus bergerak ke tengah sitoplasma sel, dan kation kalium terus bergerak keluar sel. Pelanggaran konsentrasi yang diinginkan dari ion-ion ini menyebabkan kematian sel. Untuk mencegah ancaman ini, protein khusus dibangun ke dalam membran sel. Struktur protein globular sedemikian rupa sehingga mereka membawa kation Na+ dan K+melawan gradien konsentrasi menggunakan energi asam adenosin trifosfat.
Struktur dan fungsi insulin
Protein larut berstruktur bulat, yang berbentuk tersier, bertindak sebagai pengatur metabolisme dalam tubuh manusia. Insulin diproduksi oleh sel beta pulau Langerhans dan mengontrol kadar glukosa darah. Ini terdiri dari dua rantai polipeptida (bentuk dan) yang dihubungkan oleh beberapa jembatan disulfida. Ini adalah ikatan kovalen yang muncul antara molekul asam amino yang mengandung sulfur - sistein. Hormon pankreas terutama terdiri dari urutan unit asam amino yang diatur dalam bentuk heliks alfa. Sebagian kecilnya berbentuk -struktur dan residu asam amino tanpa orientasi ruang yang ketat.
Hemoglobin
Contoh klasik peptida globularProtein dalam darah yang menyebabkan darah berwarna merah adalah hemoglobin. Protein mengandung empat daerah polipeptida dalam bentuk heliks alfa dan beta, yang dihubungkan oleh komponen non-protein - heme. Ini diwakili oleh ion besi yang mengikat rantai polipeptida menjadi satu konfirmasi yang terkait dengan bentuk kuaterner. Partikel oksigen melekat pada molekul protein (dalam bentuk ini disebut oksihemoglobin) dan kemudian diangkut ke sel. Ini memastikan jalannya proses disimilasi yang normal, karena untuk mendapatkan energi, sel mengoksidasi zat organik yang masuk ke dalamnya.
Peran protein darah dalam transportasi gas
Selain oksigen, hemoglobin juga mampu mengikat karbon dioksida. Karbon dioksida diproduksi sebagai produk sampingan dari reaksi katabolik seluler dan harus dikeluarkan dari sel. Jika udara yang dihirup mengandung karbon monoksida – karbon monoksida, ia mampu membentuk ikatan yang kuat dengan hemoglobin. Dalam hal ini, zat beracun yang tidak berwarna dan tidak berbau dalam proses pernapasan dengan cepat menembus ke dalam sel-sel tubuh, menyebabkan keracunan. Terutama sensitif terhadap konsentrasi tinggi karbon monoksida adalah struktur otak. Terjadi kelumpuhan pusat pernapasan yang terletak di medula oblongata, yang menyebabkan kematian karena mati lemas.
Dalam artikel kami, kami memeriksa struktur, struktur dan sifat peptida, dan juga memberikan contoh protein globular yang melakukan sejumlah fungsi penting dalam tubuh manusia.
