Daugelis organinių medžiagų, sudarančių gyvą ląstelę, pasižymi dideliais molekuliniais dydžiais ir yra biopolimerai. Tai apima b altymus, kurie sudaro nuo 50 iki 80% visos ląstelės sausos masės. B altymų monomerai yra aminorūgštys, sujungtos peptidiniais ryšiais. B altymų makromolekulės turi kelis organizavimo lygius ir atlieka daugybę svarbių funkcijų ląstelėje: statybinę, apsauginę, katalizinę, motorinę ir kt. Straipsnyje apžvelgsime peptidų struktūrines ypatybes, taip pat pateiksime rutulinių ir fibrilinių b altymų pavyzdžių. kurie sudaro žmogaus kūną.
Polipeptidinių makromolekulių organizavimo formos
Aminorūgščių likučiai yra nuosekliai sujungti vienas su kitu stipriais kovalentiniais ryšiais, vadinamaispeptidas. Jie yra gana stiprūs ir išlaiko stabilią pirminę b altymo struktūrą, kuri turi grandinės formą. Antrinė forma atsiranda, kai polipeptidinė grandinė susukama į alfa spiralę. Jį stabilizuoja papildomai atsirandantys vandeniliniai ryšiai. Tretinė arba natūrali konfigūracija yra labai svarbi, nes dauguma gyvoje ląstelėje esančių rutulinių b altymų turi būtent tokią struktūrą. Spiralė yra supakuota į rutulio arba rutulio formą. Jo stabilumą lemia ne tik naujų vandenilinių jungčių atsiradimas, bet ir disulfidinių tiltelių susidarymas. Jie atsiranda dėl sieros atomų, sudarančių aminorūgštį cisteiną, sąveikos. Svarbų vaidmenį formuojant tretinę struktūrą atlieka hidrofilinė ir hidrofobinė sąveika tarp atomų grupių peptidinėje struktūroje. Jei rutulinis b altymas susijungia su tomis pačiomis molekulėmis per neb altyminį komponentą, pavyzdžiui, metalo joną, tada susidaro ketvirtinė konfigūracija – aukščiausia polipeptido organizavimo forma.
Fibriliniai b altymai
Sutraukiamąją, motorinę ir statybines funkcijas ląstelėje atlieka b altymai, kurių makromolekulės atrodo kaip ploni siūlai – fibrilės. Polipeptidai, sudarantys odos, plaukų ir nagų skaidulas, klasifikuojami kaip fibrilinės rūšys. Garsiausi iš jų yra kolagenas, keratinas ir elastinas. Jie vandenyje netirpsta, o gali jame išbrinkti, sudarydami lipnią ir klampią masę. Linijinės struktūros peptidai taip pat yra dalijimosi verpstės gijų dalis, sudaranti ląstelės mitozinį aparatą. Jie yraprisitvirtina prie chromosomų, susitraukia ir ištempia iki ląstelės polių. Šis procesas stebimas mitozės – kūno somatinių ląstelių dalijimosi – anafazėje, taip pat lytinių ląstelių dalijimosi redukcijos ir lyginimo stadijose – mejozės. Skirtingai nuo rutulinio b altymo, fibrilės gali greitai ištempti ir susitraukti. Blakstienos blakstienėlės-batų, euglena žaliųjų arba vienaląsčių dumblių žvyneliai - chlamidomonas yra pastatyti iš fibrilių ir atlieka judėjimo funkcijas paprasčiausiuose organizmuose. Raumenų b altymų – aktino ir miozino, kurie yra raumenų audinio dalis, susitraukimas lemia įvairius griaučių raumenų judesius ir palaiko žmogaus kūno raumenų skeletą.
Gamulinių b altymų struktūra
Peptidai – įvairių medžiagų molekulių nešėjai, apsauginiai b altymai – imunoglobulinai, hormonai – tai neišsamus sąrašas b altymų, kurių tretinė struktūra yra rutuliuko – rutuliukų pavidalo. Kraujyje yra tam tikrų b altymų, kurių paviršiuje yra tam tikros sritys – aktyvieji centrai. Jų pagalba jie atpažįsta ir prie savęs pritvirtina mišrios ir vidinės sekrecijos liaukų gaminamas biologiškai aktyvių medžiagų molekules. Rutulinių b altymų pagalba skydliaukės ir lytinių liaukų, antinksčių, užkrūčio liaukos, hipofizės hormonai patenka į tam tikras žmogaus kūno ląsteles, aprūpintas specialiais jų atpažinimo receptoriais.
Membraniniai polipeptidai
Ląstelių membranų struktūros skystosios mozaikos modelis geriausiai pritaikytas svarbioms jų funkcijoms: barjerui,receptorius ir transportą. Jame esantys b altymai perneša jonus ir tam tikrų medžiagų daleles, tokias kaip gliukozė, aminorūgštys ir kt. Rutulinių b altymų nešiklio savybes galima tirti naudojant pavyzdį naudojant natrio-kalio siurblį. Jis atlieka jonų perėjimą iš ląstelės į tarpląstelinę erdvę ir atvirkščiai. Natrio jonai nuolat juda į ląstelės citoplazmos vidurį, o kalio katijonai nuolat juda iš ląstelės. Norimos šių jonų koncentracijos pažeidimas sukelia ląstelių mirtį. Siekiant išvengti šios grėsmės, ląstelės membranoje yra įmontuotas specialus b altymas. Rutulinių b altymų struktūra yra tokia, kad jie turi katijonus Na+ ir K+, atsižvelgiant į koncentracijos gradientą, naudojant adenozino trifosforo rūgšties energiją.
Insulino struktūra ir funkcija
Tirpūs sferinės struktūros b altymai, kurie yra tretinės formos, veikia kaip medžiagų apykaitos reguliatoriai žmogaus organizme. Insuliną gamina Langerhanso salelių beta ląstelės ir jis kontroliuoja gliukozės kiekį kraujyje. Jį sudaro dvi polipeptidinės grandinės (α- ir β-formos), sujungtos keliais disulfidiniais tilteliais. Tai kovalentiniai ryšiai, atsirandantys tarp sieros turinčios aminorūgšties – cisteino – molekulių. Kasos hormoną daugiausia sudaro aminorūgščių seka, sudaryta alfa spiralės pavidalu. Nedidelė jo dalis yra β struktūros ir aminorūgščių liekanų be griežtos orientacijos erdvėje.
Hemoglobinas
Klasikinis rutulinių peptidų pavyzdysKraujo b altymas, sukeliantis raudoną kraujo spalvą, yra hemoglobinas. B altyme yra keturios polipeptidinės sritys alfa ir beta spiralių pavidalu, kurias jungia neb altyminis komponentas – hemas. Jį vaizduoja geležies jonas, kuris sujungia polipeptidines grandines į vieną patvirtinimą, susijusį su ketvirtine forma. Deguonies dalelės yra prijungiamos prie b altymo molekulės (tokioje formoje jis vadinamas oksihemoglobinu), o tada transportuojamos į ląsteles. Tai užtikrina normalią disimiliacijos procesų eigą, nes, norėdama gauti energijos, ląstelė oksiduoja į ją patekusias organines medžiagas.
Kraujo b altymų vaidmuo transportuojant dujas
Be deguonies, hemoglobinas taip pat gali prijungti anglies dioksidą. Anglies dioksidas susidaro kaip šalutinis katabolinių ląstelių reakcijų produktas ir turi būti pašalintas iš ląstelių. Jei įkvepiamame ore yra anglies monoksido – anglies monoksido, jis gali sudaryti stiprų ryšį su hemoglobinu. Tokiu atveju bespalvė ir bekvapė toksiška medžiaga kvėpuojant greitai prasiskverbia į kūno ląsteles ir sukelia apsinuodijimą. Ypač jautrios didelei anglies monoksido koncentracijai yra smegenų struktūros. Yra kvėpavimo centro, esančio pailgosiose smegenyse, paralyžius, dėl kurio mirštama uždusus.
Savo straipsnyje išnagrinėjome peptidų struktūrą, struktūrą ir savybes, taip pat pateikėme rutulinių b altymų, atliekančių daugybę svarbių žmogaus organizmo funkcijų, pavyzdžių.
