B altymai (polipeptidai, b altymai) yra stambiamolekulinės medžiagos, apimančios alfa aminorūgštis, sujungtas peptidine jungtimi. B altymų sudėtį gyvuose organizmuose lemia genetinis kodas. Paprastai sintezei naudojamas 20 standartinių aminorūgščių rinkinys.
B altymų klasifikacija
B altymų atskyrimas atliekamas pagal skirtingus kriterijus:
- Molekulės forma.
- Sudėtis.
- Funkcijos.
Pagal paskutinį kriterijų b altymai klasifikuojami:
- Dėl struktūrinių.
- Maistinga ir tausojanti.
- Transportas.
- Rangovai.
Struktūriniai b altymai
Tai elastinas, kolagenas, keratinas, fibroinas. Struktūriniai polipeptidai dalyvauja formuojant ląstelių membranas. Jie gali juose kurti kanalus arba atlikti kitas funkcijas.
Maistingi, kaupiantys b altymai
Maistingasis polipeptidas yra kazeinas. Jo dėka augantis organizmas aprūpinamas kalciu, fosforu iraminorūgštys.
Rezerviniai b altymai – tai kultūrinių augalų sėklos, kiaušinio b altymas. Jie vartojami embrionų vystymosi stadijoje. Žmogaus organizme, kaip ir gyvūnų, b altymai nėra kaupiami rezerve. Jų reikia reguliariai gauti su maistu, kitaip tikėtina distrofija.
Transporto polipeptidai
Hemoglobinas yra klasikinis tokių b altymų pavyzdys. Kraujyje taip pat randama kitų polipeptidų, dalyvaujančių hormonų, lipidų ir kitų medžiagų judėjime.
Ląstelių membranose yra b altymų, galinčių pernešti jonus, aminorūgštis, gliukozę ir kitus junginius per ląstelės membraną.
Sutraukiantys b altymai
Šių polipeptidų funkcijos yra susijusios su raumenų skaidulų darbu. Be to, jie užtikrina pirmuonių blakstienų ir žvynelių judėjimą. Susitraukiantys b altymai atlieka organelių transportavimo ląstelėje funkciją. Dėl jų buvimo užtikrinamas ląstelių formų pasikeitimas.
Sutraukiamųjų b altymų pavyzdžiai yra miozinas ir aktinas. Verta pasakyti, kad šių polipeptidų yra ne tik raumenų skaidulų ląstelėse. Susitraukiantys b altymai atlieka savo užduotis beveik visuose gyvūnų audiniuose.
Funkcijos
Atskiras polipeptidas, tropomiozinas, randamas ląstelėse. Susitraukiantis raumenų b altymas miozinas yra jo polimeras. Jis sudaro kompleksą su aktinu.
Susitraukiančių raumenų b altymai netirpsta vandenyje.
Polipeptidų sintezės greitis
Ją reguliuoja skydliaukė irsteroidiniai hormonai. Įsiskverbę į ląstelę, jie jungiasi prie specifinių receptorių. Susidaręs kompleksas prasiskverbia į ląstelės branduolį ir susijungia su chromatinu. Tai padidina polipeptidų sintezės greitį genų lygiu.
Aktyvūs genai padidina tam tikros RNR sintezę. Jis palieka branduolį, patenka į ribosomas ir suaktyvina naujų struktūrinių arba susitraukiančių b altymų, fermentų ar hormonų sintezę. Tai yra anabolinis genų poveikis.
Tuo tarpu b altymų sintezė ląstelėse yra gana lėtas procesas. Tam reikia didelių energijos sąnaudų ir plastikinių medžiagų. Atitinkamai, hormonai negali greitai kontroliuoti medžiagų apykaitos. Pagrindinė jų užduotis yra reguliuoti ląstelių augimą, diferenciaciją ir vystymąsi organizme.
Raumenų susitraukimas
Tai puikus b altymų susitraukiančios funkcijos pavyzdys. Tyrimo metu buvo nustatyta, kad raumenų susitraukimo pagrindas yra polipeptido fizikinių savybių pasikeitimas.
Susitraukimo funkciją atlieka aktomiozino b altymas, kuris sąveikauja su adenozino trifosforo rūgštimi. Šį ryšį lydi miofibrilių susitraukimas. Tokią sąveiką galima pastebėti už kūno ribų.
Pavyzdžiui, jei mirkomos vandenyje (maceruotos) raumenų skaidulos, neturinčios jaudrumo, yra veikiamos adenozino trifosfato tirpalu, prasidės staigus jų susitraukimas, panašus į gyvų raumenų susitraukimą. Ši patirtis turi didelę praktinę reikšmę. Jis įrodo tą faktąraumenų susitraukimui reikalinga cheminė susitraukiančių b altymų reakcija su daug energijos turinčia medžiaga.
Vitamino E veikimas
Viena vertus, tai yra pagrindinis tarpląstelinis antioksidantas. Vitaminas E apsaugo riebalus ir kitus lengvai oksiduojamus junginius nuo oksidacijos. Tuo pačiu metu jis veikia kaip elektronų nešiklis ir dalyvauja redokso reakcijose, kurios yra susijusios su išlaisvintos energijos kaupimu.
Vitamino E trūkumas sukelia raumenų audinio atrofiją: smarkiai sumažėja susitraukiančio b altymo miozino kiekis, jį pakeičia kolagenas, inertiškas polipeptidas.
Miozino specifiškumas
Jis laikomas vienu iš pagrindinių susitraukiančių b altymų. Jis sudaro apie 55 % viso polipeptidų kiekio raumenų audinyje.
Miofibrilių gijos (storos gijos) yra pagamintos iš miozino. Molekulėje yra ilga fibrilinė dalis, turinti dvigubos spiralės struktūrą, ir galvutės (rutulinės struktūros). Miozine yra 6 subvienetai: 2 sunkiosios ir 4 lengvosios grandinės, esančios rutulinėje dalyje.
Pagrindinė fibrilinės srities užduotis yra gebėjimas formuoti miozino gijų arba storų protofibrilių ryšulius.
Ant galvų yra aktyvi ATPazės vieta ir aktino surišimo centras. Tai užtikrina ATP hidrolizę ir prisijungimą prie aktino gijų.
Įvairūs
Aktino ir miozino potipiai yra:
- Žylyklių ir blakstienų dyneinaspirmuonys.
- Spectrinas eritrocitų membranose.
- Perisinapsinių membranų neurosteninas.
Bakteriniai polipeptidai, atsakingi už įvairių medžiagų judėjimą koncentracijos gradiente, taip pat gali būti priskirti aktino ir miozino atmainoms. Šis procesas dar vadinamas chemotaksi.
Adenozino trifosforo rūgšties vaidmuo
Jei aktomiozino gijas įdėsite į rūgšties tirpalą, pridėsite kalio ir magnio jonų, pamatysite, kad jie sutrumpėjo. Šiuo atveju stebimas ATP skilimas. Šis reiškinys rodo, kad adenozino trifosforo rūgšties skilimas turi tam tikrą ryšį su susitraukiančio b altymo fizikinių ir cheminių savybių pasikeitimu ir, atitinkamai, su raumenų darbu. Šį reiškinį pirmą kartą nustatė Szent-Gyorgyi ir Engelhardt.
ATP sintezė ir skaidymas yra būtini cheminės energijos pavertimo mechanine energija procese. Glikogeno skaidymo metu, kartu gaminant pieno rūgštį, kaip ir adenozino trifosforo ir kreatino fosforo rūgščių defosforilinimo metu, deguonies dalyvavimas nereikalingas. Tai paaiškina izoliuoto raumens gebėjimą veikti anaerobinėmis sąlygomis.
Pieno rūgštis ir produktai, susidarę skaidant adenozino trifosforo ir kreatino fosforo rūgštis, kaupiasi raumenų skaidulose, kurios pavargsta dirbant anaerobinėje aplinkoje. Dėl to išsenka medžiagų atsargos, kurias skaidant išsiskiria reikiama energija. Jei pavargęs raumuo patalpintas į aplinką, kurioje yra deguonies, tai padarysjį suvartoti. Dalis pieno rūgšties pradės oksiduotis. Dėl to susidaro vanduo ir anglies dioksidas. Išsiskyrusi energija bus naudojama kreatino fosforo, adenozino trifosforo rūgščių ir glikogeno resintezei iš skilimo produktų. Dėl to raumuo vėl įgis darbingumą.
Skeleto raumuo
Atskiros polipeptidų savybės gali būti paaiškintos tik jų funkcijų pavyzdžiu, t. y. jų indėliu į sudėtingą veiklą. Tarp kelių struktūrų, kurioms nustatyta koreliacija tarp b altymų ir organų funkcijos, skeleto raumenys nusipelno ypatingo dėmesio.
Jos ląstelę aktyvuoja nerviniai impulsai (į membraną nukreipti signalai). Molekuliniu požiūriu susitraukimas yra pagrįstas kryžminių tiltų cikliškumu per periodinę aktino, miozino ir Mg-ATP sąveiką. Kalcį surišantys b altymai ir Ca jonai veikia kaip tarpininkai tarp efektorių ir nervinių signalų.
Tarpininkavimas riboja reakcijos į „įjungimo/išjungimo“impulsus greitį ir apsaugo nuo spontaniškų susitraukimų. Tuo pačiu metu kai kuriuos sparnuotų vabzdžių smagračio raumenų skaidulų svyravimus (svyravimus) valdo ne jonai ar panašūs mažamolekuliniai junginiai, o tiesiogiai susitraukiantys b altymai. Dėl šios priežasties galimi labai greiti susitraukimai, kurie po aktyvavimo tęsiasi savaime.
Polipeptidų skystųjų kristalų savybės
Trumpinant raumenų skaidulaskinta protofibrilių suformuotos gardelės periodas. Kai plonų gijų gardelė patenka į storų elementų struktūrą, tetragoninė simetrija pakeičiama šešiakampe. Šis reiškinys gali būti laikomas polimorfiniu perėjimu skystųjų kristalų sistemoje.
Mechanocheminių procesų ypatybės
Jie susiveda į cheminės energijos pavertimą mechanine energija. Mitochondrijų ląstelių membranų ATP-azės aktyvumas yra panašus į griaučių raumenų jozino sistemos veikimą. Bendros savybės taip pat pastebimos jų mechanocheminėse savybėse: jos sumažėja veikiant ATP.
Todėl mitochondrijų membranose turi būti susitraukiantis b altymas. Ir jis ten tikrai yra. Nustatyta, kad susitraukiantys polipeptidai dalyvauja mitochondrijų mechanochemijoje. Tačiau taip pat paaiškėjo, kad fosfatidilinozitolis (membraninis lipidas) taip pat vaidina svarbų vaidmenį procesuose.
Papildoma
Miozino b altymo molekulė ne tik prisideda prie įvairių raumenų susitraukimo, bet ir gali dalyvauti kituose intraceluliniuose procesuose. Visų pirma tai susiję su organelių judėjimu, aktino gijų prijungimu prie membranų, citoskeleto susidarymo ir funkcionavimo ir tt Beveik visada molekulė vienaip ar kitaip sąveikauja su aktinu, kuris yra antrasis susitraukimo raktas. b altymai.
Įrodyta, kad aktomiozino molekulės gali keisti ilgį, veikiamos cheminės energijos, išsiskiriančios, kai fosforo rūgšties likučiai yra atskiriami nuo ATP. Kitaip tariant, šis procesassukelia raumenų susitraukimą.
Todėl ATP sistema veikia kaip tam tikras cheminės energijos kaupiklis. Jei reikia, per aktomioziną jis virsta tiesiai į mechaninį. Tuo pačiu metu nėra tarpinio etapo, būdingo kitų elementų sąveikos procesams – perėjimui prie šiluminės energijos.
