B altymų rūšys, jų funkcijos ir struktūra

2024 Autorius: Angel Austin | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 17:51

Pagal Oparino-Haldane'o teoriją, gyvybė mūsų planetoje atsirado iš koacervatinio lašelio. Tai taip pat buvo b altymų molekulė. Tai yra, išplaukia išvada, kad būtent šie cheminiai junginiai yra visos šiandien egzistuojančios gyvybės pagrindas. Bet kas yra b altymų struktūros? Kokį vaidmenį jie atlieka organizme ir žmonių gyvenime šiandien? Kokie yra b altymų tipai? Pabandykime tai išsiaiškinti.

B altymai: bendra koncepcija

Cheminės struktūros požiūriu nagrinėjamos medžiagos molekulė yra aminorūgščių seka, tarpusavyje sujungta peptidiniais ryšiais.

Kiekviena aminorūgštis turi dvi funkcines grupes:

• karboksirūgštis -COOH;
• amino grupė -NH_2.

Būtent tarp jų skirtingose molekulėse susidaro ryšys. Taigi peptidinė jungtis turi formą -CO-NH. B altymų molekulėje tokių grupių gali būti šimtai ar tūkstančiai, tai priklausys nuo konkrečios medžiagos. B altymų rūšys yra labai įvairios. Tarp jų yra tokių, kuriose yra organizmui nepakeičiamų aminorūgščių, o tai reiškia, kad jas būtina gauti su maistu. Yra veislių, kurios atlieka svarbias funkcijas ląstelės membranoje irjo citoplazma. Taip pat išskiriami biologiniai katalizatoriai – fermentai, kurie taip pat yra b altymų molekulės. Jie plačiai naudojami žmogaus gyvenime, o ne tik dalyvauja gyvų būtybių biocheminiuose procesuose.

Nagrinėjamų junginių molekulinė masė gali svyruoti nuo kelių dešimčių iki milijonų. Galų gale, monomero vienetų skaičius didelėje polipeptidinėje grandinėje yra neribotas ir priklauso nuo konkrečios medžiagos tipo. Tyrinėjant žalią vištienos kiaušinį, galima pastebėti gryno pavidalo b altymą, esantį natūralioje formoje. Šviesiai geltona, skaidri, tanki koloidinė masė, kurios viduje yra trynys - tai norima medžiaga. Tą patį galima pasakyti apie neriebią varškę. Šis produktas taip pat yra beveik grynas natūralus b altymas.

Tačiau ne visi nagrinėjami junginiai turi tą pačią erdvinę struktūrą. Iš viso išskiriamos keturios molekulės organizacijos. B altymų struktūrų tipai lemia jo savybes ir parodo struktūros sudėtingumą. Taip pat žinoma, kad labiau erdviškai susipynusios molekulės yra plačiai apdorojamos žmonėms ir gyvūnams.

B altymų struktūrų tipai

Iš viso jų yra keturi. Apsvarstykite, kas yra kiekvienas iš jų.

1. Pagrindinis. Reiškia įprastą linijinę aminorūgščių seką, sujungtą peptidiniais ryšiais. Nėra erdvinių posūkių, spiralizacijos. Į polipeptidą įtrauktų jungčių skaičius gali siekti kelis tūkstančius. B altymų tipai supanaši struktūra – glicilalaninas, insulinas, histonai, elastinas ir kt.
2. Antrinė. Jį sudaro dvi polipeptidinės grandinės, kurios yra susuktos spiralės pavidalu ir orientuotos viena į kitą suformuotais posūkiais. Šiuo atveju tarp jų susidaro vandeniliniai ryšiai, laikantys juos kartu. Taip susidaro viena b altymo molekulė. Šio tipo b altymų tipai yra tokie: lizocimas, pepsinas ir kiti.
3. Tretinė konformacija. Tai tankiai supakuota ir kompaktiškai suvyniota antrinė struktūra. Čia, be vandenilio jungčių, atsiranda ir kitų sąveikos tipų – tai van der Waalso sąveika ir elektrostatinės traukos jėgos, hidrofilinis-hidrofobinis kontaktas. Struktūrų pavyzdžiai yra albuminas, fibroinas, šilko b altymas ir kt.
4. Kvarteras. Sudėtingiausia struktūra, kurią sudaro kelios polipeptidinės grandinės, susuktos į spiralę, susuktos į rutulį ir visos sujungtos į rutuliuką. Tokie pavyzdžiai kaip insulinas, feritinas, hemoglobinas, kolagenas iliustruoja būtent tokią b altymų konformaciją.

Jei visas pateiktas molekulių struktūras nagrinėsime išsamiai cheminiu požiūriu, analizė užtruks ilgai. Tiesą sakant, kuo aukštesnė konfigūracija, tuo sudėtingesnė ir sudėtingesnė jos struktūra, tuo daugiau sąveikų rūšių pastebima molekulėje.

B altymų molekulių denatūracija

Viena iš svarbiausių cheminių polipeptidų savybių yra jų gebėjimas suskaidyti veikiant tam tikroms sąlygoms ar cheminiams veiksniams. Taigi,pavyzdžiui, plačiai paplitę įvairūs b altymų denatūravimo tipai. Kas yra šis procesas? Jį sudaro natūralios b altymo struktūros sunaikinimas. Tai yra, jei iš pradžių molekulė turėjo tretinę struktūrą, tada po specialių agentų veikimo ji subyrės. Tačiau aminorūgščių liekanų seka molekulėje išlieka nepakitusi. Denatūruoti b altymai greitai praranda savo fizines ir chemines savybes.

Kokie reagentai gali sukelti konformacijos sunaikinimo procesą? Jų yra keletas.

1. Temperatūra. Kaitinant, palaipsniui sunaikinama ketvirtinė, tretinė, antrinė molekulės struktūra. Vizualiai tai galima pastebėti, pavyzdžiui, kepant paprastą vištienos kiaušinį. Gautas „b altymas“yra pirminė albumino polipeptido struktūra, kuri buvo neapdorotame produkte.
2. Radiacija.
3. Veikimas su stipriomis cheminėmis medžiagomis: rūgštimis, šarmais, sunkiųjų metalų druskomis, tirpikliais (pavyzdžiui, alkoholiais, eteriais, benzenu ir kt.).

Šis procesas kartais dar vadinamas molekuliniu lydymu. B altymų denatūravimo tipai priklauso nuo agento, kuriam veikiant jis įvyko. Be to, kai kuriais atvejais vyksta atvirkštinis procesas. Tai yra renatūracija. Ne visi b altymai gali atkurti savo struktūrą, tačiau nemaža jų dalis gali tai padaryti. Taigi chemikai iš Australijos ir Amerikos atliko virto vištienos kiaušinio renatūravimą, naudodami tam tikrus reagentus ir centrifugavimo metodą.

Šis procesas yra svarbus gyviems organizmams polipeptido sintezėjeribosomų grandinės ir rRNR ląstelėse.

B altymų molekulės hidrolizė

Kartu su denatūravimu b altymams būdinga ir kita cheminė savybė – hidrolizė. Tai taip pat yra natūralios konformacijos sunaikinimas, bet ne iki pirminės struktūros, o visiškai atskiroms aminorūgštims. Svarbi virškinimo dalis yra b altymų hidrolizė. Polipeptidų hidrolizės tipai yra tokie.

1. Cheminė. Remiantis rūgščių arba šarmų veikimu.
2. Biologinis arba fermentinis.

Tačiau proceso esmė išlieka nepakitusi ir nepriklauso nuo to, kokios b altymų hidrolizės rūšys vyksta. Dėl to susidaro aminorūgštys, kurios pernešamos į visas ląsteles, organus ir audinius. Tolesnė jų transformacija susideda iš naujų polipeptidų, jau reikalingų konkrečiam organizmui, sintezės.

Pramonėje b altymų molekulių hidrolizės procesas naudojamas tik norint gauti reikiamas aminorūgštis.

B altymų funkcijos organizme

Įvairių tipų b altymai, angliavandeniai, riebalai yra gyvybiškai svarbūs komponentai normaliam bet kurios ląstelės funkcionavimui. O tai reiškia visą organizmą kaip visumą. Todėl jų vaidmuo daugiausia priklauso nuo didelės svarbos ir visur esančios gyvose būtybėse. Galima išskirti keletą pagrindinių polipeptidinių molekulių funkcijų.

1. Catalytic. Jį atlieka fermentai, turintys b altymų struktūrą. Apie juos pakalbėsime vėliau.
2. Struktūrinis. B altymų rūšys ir jųfunkcijos organizme pirmiausia veikia pačios ląstelės sandarą, jos formą. Be to, polipeptidai, kurie atlieka šį vaidmenį, formuoja plaukus, nagus, moliuskų lukštus ir paukščių plunksnas. Jie taip pat yra tam tikra armatūra ląstelės kūne. Kremzlės taip pat sudarytos iš šių tipų b altymų. Pavyzdžiai: tubulinas, keratinas, aktinas ir kiti.
3. Reguliavimo. Ši funkcija pasireiškia polipeptidų dalyvavimu tokiuose procesuose kaip: transkripcija, transliacija, ląstelių ciklas, sujungimas, mRNR skaitymas ir kt. Visose jose jie atlieka svarbų eismo reguliuotojo vaidmenį.
4. Signalas. Šią funkciją atlieka b altymai, esantys ląstelės membranoje. Jie perduoda skirtingus signalus iš vieno įrenginio į kitą, o tai lemia ryšį tarp audinių. Pavyzdžiai: citokinai, insulinas, augimo faktoriai ir kiti.
5. Transportas. Kai kurios b altymų rūšys ir jų atliekamos funkcijos yra tiesiog gyvybiškai svarbios. Taip atsitinka, pavyzdžiui, su b altymu hemoglobinu. Jis perneša deguonį iš ląstelės į ląstelę kraujyje. Žmogui jis nepakeičiamas.
6. Atsarginė arba atsarginė. Tokie polipeptidai kaupiasi augaluose ir gyvūnų kiaušiniuose kaip papildomos mitybos ir energijos š altinis. Pavyzdžiui, globulinai.
7. Motyvas. Labai svarbi funkcija, ypač paprasčiausiems organizmams ir bakterijoms. Galų gale, jie gali judėti tik žiuželių ar blakstienų pagalba. Ir šios organelės pagal savo prigimtį yra ne kas kita, kaip b altymai. Tokių polipeptidų pavyzdžiai: miozinas, aktinas, kinezinas ir kiti.

Akivaizdu, kad b altymų funkcijos žmogaus organizme ir ktgyvų būtybių yra labai daug ir svarbių. Tai dar kartą patvirtina, kad gyvybė mūsų planetoje neįmanoma be mūsų svarstomų junginių.

Apsauginė b altymų funkcija

Polipeptidai gali apsaugoti nuo įvairių poveikių: cheminių, fizinių, biologinių. Pavyzdžiui, jei organizmui gresia virusas ar svetimos bakterijos, imunoglobulinai (antikūnai) stoja į kovą su jais, atlikdami apsauginį vaidmenį.

Jei kalbėtume apie fizinį poveikį, tai fibrinas ir fibrinogenas, kurie yra susiję su kraujo krešėjimu, čia vaidina didelį vaidmenį.

Maisto b altymai

Maisto b altymų tipai yra tokie:

• pilnas – tos, kuriose yra visos organizmui reikalingos aminorūgštys;
• nepilna – tie, kuriuose yra nepilna aminorūgščių sudėtis.

Tačiau abu yra svarbūs žmogaus organizmui. Ypač pirmoji grupė. Kiekvienas žmogus, ypač intensyvaus vystymosi (vaikystėje ir paauglystėje) bei brendimo laikotarpiais, turi palaikyti savyje pastovų b altymų kiekį. Juk jau apsvarstėme, kokias funkcijas atlieka šios nuostabios molekulės, ir žinome, kad praktiškai nei vienas procesas, nei viena biocheminė reakcija mumyse neapsieina be polipeptidų dalyvavimo.

Štai kodėl kasdien reikia suvartoti b altymų, kurių yra šiuose produktuose:

• kiaušinis;
• pienas;
• varškė;
• mėsa ir žuvis;
• pupos;
• soja;
• pupos;
• žemės riešutai;
• kviečiai;
• avižos;
• lęšiai ir kt.

Jei per dieną suvartosite 0,6 g polipeptido kilogramui svorio, žmogui šių junginių niekada netrūks. Jei organizmas ilgą laiką negauna reikiamų b altymų, tada susergama liga, kuri vadinasi aminorūgščių badas. Tai sukelia sunkius medžiagų apykaitos sutrikimus ir dėl to daug kitų negalavimų.

B altymai narve

Mažiausiame visų gyvų daiktų struktūriniame vienete – ląstelėse – taip pat yra b altymų. Be to, jie ten atlieka beveik visas aukščiau išvardintas funkcijas. Pirmiausia susidaro ląstelės citoskeletas, susidedantis iš mikrovamzdelių, mikrofilamentų. Jis skirtas palaikyti formą, taip pat transportuoti viduje tarp organelių. Įvairūs jonai ir junginiai juda b altymų molekulėmis, pvz., kanalais ar bėgiais.

Svarbus į membraną panardintų ir jos paviršiuje esančių b altymų vaidmuo. Čia jie atlieka ir receptorių, ir signalo funkcijas, dalyvauja pačios membranos konstravime. Jie stovi sargyboje, o tai reiškia, kad atlieka apsauginį vaidmenį. Kokių tipų b altymai ląstelėje gali būti priskirti šiai grupei? Yra daug pavyzdžių, čia yra keli.

1. Aktinas ir miozinas.
2. Elastinas.
3. Keratinas.
4. Kolagenas.
5. Tubulinas.
6. Hemoglobinas.
7. Insulinas.
8. Transkobalaminas.
9. Transferrin.
10. Albuminas.

Yra keli šimtaiįvairių tipų b altymai, kurie nuolat juda kiekvienoje ląstelėje.

B altymų tipai organizme

Jų, žinoma, didžiulė įvairovė. Jei bandysite kaip nors suskirstyti visus esamus b altymus į grupes, galite gauti kažką panašaus į šią klasifikaciją.

1. Globuliniai b altymai. Tai yra tie, kuriuos vaizduoja tretinė struktūra, ty tankiai supakuotas rutuliukas. Tokių struktūrų pavyzdžiai: imunoglobulinai, didelė dalis fermentų, daug hormonų.
2. Fibriliniai b altymai. Tai griežtai užsakyti siūlai su teisinga erdvine simetrija. Šiai grupei priklauso pirminės ir antrinės struktūros b altymai. Pavyzdžiui, keratinas, kolagenas, tropomiozinas, fibrinogenas.

Apskritai, klasifikuojant organizmo b altymus galima remtis daugeliu požymių. Dar nėra nieko.

Fermentai

Biologiniai b altyminio pobūdžio katalizatoriai, kurie žymiai pagreitina visus vykstančius biocheminius procesus. Be šių junginių normali medžiagų apykaita tiesiog neįmanoma. Visi sintezės ir skilimo procesai, molekulių surinkimas ir jų replikacija, transliacija ir transkripcija ir kiti procesai vyksta veikiant tam tikro tipo fermentams. Šių molekulių pavyzdžiai:

• oksidoreduktazė;
• pervedimai;
• katalazė;
• hidrolazės;
• izomerazė;
• lyases ir kt.

Šiandien fermentai naudojami kasdieniame gyvenime. Taigi, skalbimo gamybojeMilteliams dažnai naudojami vadinamieji fermentai – tai biologiniai katalizatoriai. Jie gerina skalbimo kokybę laikantis nurodyto temperatūros režimo. Lengvai susijungia su nešvarumų dalelėmis ir pašalina jas nuo audinių paviršiaus.

Tačiau dėl savo b altyminės prigimties fermentai netoleruoja per karšto vandens ar arti šarminių ar rūgštinių vaistų. Iš tiesų šiuo atveju įvyks denatūracijos procesas.