Un gran nombre de substàncies orgàniques que formen una cèl·lula viva es caracteritzen per grans mides moleculars i són biopolímers. Aquests inclouen proteïnes, que representen entre el 50 i el 80% de la massa seca de tota la cèl·lula. Els monòmers proteics són aminoàcids que estan units per enllaços peptídics. Les macromolècules de proteïnes tenen diversos nivells d'organització i realitzen una sèrie de funcions importants a la cèl·lula: construcció, protectora, catalítica, motora, etc. En el nostre article, considerarem les característiques estructurals dels pèptids i també donarem exemples de proteïnes globulars i fibril·lars. que formen el cos humà.
Formes d'organització de les macromolècules polipeptídiques
Els residus d'aminoàcids estan connectats seqüencialment entre si per forts enllaços covalents anomenatspèptid. Són força forts i mantenen l'estructura primària de la proteïna en un estat estable, que té la forma d'una cadena. La forma secundària es produeix quan la cadena polipeptídica es retorça en una hèlix alfa. S'estabilitza mitjançant enllaços d'hidrogen emergents addicionals. La configuració terciària, o nativa, té una importància fonamental, ja que la majoria de les proteïnes globulars d'una cèl·lula viva tenen aquesta estructura. L'espiral està empaquetada en forma d'esfera o glòbul. La seva estabilitat es deu no només a l'aparició de nous ponts d'hidrogen, sinó també a la formació de ponts disulfur. Sorgeixen a causa de la interacció dels àtoms de sofre que formen l'aminoàcid cisteïna. Les interaccions hidròfiles i hidrofòbiques entre grups d'àtoms dins de l'estructura peptídica tenen un paper important en la formació de l'estructura terciària. Si una proteïna globular es combina amb les mateixes molècules mitjançant un component no proteic, per exemple, un ió metàl·lic, sorgeix una configuració quaternària: la forma més alta d'organització del polipèptid.
Proteïnes fibril·lars
Les funcions contràctils, motrius i de construcció de la cèl·lula les realitzen proteïnes, les macromolècules de les quals semblen fils prims: fibril·les. Els polipèptids que formen les fibres de la pell, el cabell i les ungles es classifiquen com a espècies fibril·lars. Els més famosos són el col·lagen, la queratina i l'elastina. No es dissolen a l'aigua, però poden inflar-s'hi, formant una massa enganxosa i viscosa. Els pèptids d'estructura lineal també formen part dels filaments del fus de fissió, que formen l'aparell mitòtic de la cèl·lula. Ells sóns'uneixen als cromosomes, els contreuen i els estiren als pols de la cèl·lula. Aquest procés s'observa en l'anafase de la mitosi - la divisió de les cèl·lules somàtiques del cos, així com en les etapes de reducció i equació de la divisió de les cèl·lules germinals - la meiosi. A diferència de les proteïnes globulars, les fibrils són capaços d'estirar-se i contraure's ràpidament. Els cilis dels ciliats-sabates, els flagels de l'euglena verda o les algues unicel·lulars - clamidomonas es construeixen a partir de fibril·les i realitzen les funcions de moviment en els organismes més simples. La contracció de les proteïnes musculars: l'actina i la miosina, que formen part del teixit muscular, determinen els diferents moviments dels músculs esquelètics i mantenen l'esquelet muscular del cos humà.
Estructura de les proteïnes globulars
Pèptids - portadors de molècules de diverses substàncies, proteïnes protectores - immunoglobulines, hormones - aquesta és una llista incompleta de proteïnes, l'estructura terciària de les quals té la forma d'una bola: glòbuls. Hi ha certes proteïnes a la sang que tenen determinades zones a la seva superfície: centres actius. Amb la seva ajuda, reconeixen i s'adhereixen a si mateixes les molècules de substàncies biològicament actives produïdes per les glàndules de secreció mixta i interna. Amb l'ajuda de proteïnes globulars, les hormones de la tiroide i les glàndules sexuals, les glàndules suprarenals, el timus i la hipòfisi s'entreguen a determinades cèl·lules del cos humà, equipades amb receptors especials per al seu reconeixement.
Polipèptids de membrana
El model de mosaic fluid de l'estructura de les membranes cel·lulars s'adapta millor a les seves funcions importants: barrera,receptor i transport. Les proteïnes que s'hi inclouen realitzen el transport d'ions i partícules de determinades substàncies, com glucosa, aminoàcids, etc. Les propietats de les proteïnes portadores globulars es poden estudiar utilitzant com a exemple la bomba de sodi-potassi. Realitza la transició dels ions de la cèl·lula a l'espai intercel·lular i viceversa. Els ions de sodi es mouen constantment al centre del citoplasma cel·lular i els cations de potassi surten constantment de la cèl·lula. La violació de la concentració desitjada d'aquests ions condueix a la mort cel·lular. Per prevenir aquesta amenaça, s'incorpora una proteïna especial a la membrana cel·lular. L'estructura de les proteïnes globulars és tal que porten els cations Na+ i K+contra un gradient de concentració utilitzant l'energia de l'àcid trifosfòric d'adenosina.
Estructura i funció de la insulina
Les proteïnes solubles d'estructura esfèrica, que es troben en forma terciària, actuen com a reguladors del metabolisme en el cos humà. La insulina la produeixen les cèl·lules beta dels illots de Langerhans i controla els nivells de glucosa en sang. Consta de dues cadenes polipeptídiques (formes α i β) connectades per diversos ponts disulfur. Aquests són enllaços covalents que sorgeixen entre les molècules de l'aminoàcid que conté sofre: la cisteïna. L'hormona pancreàtica consisteix principalment en una seqüència ordenada d'unitats d'aminoàcids organitzades en forma d'hèlix alfa. Una petita part té la forma d'una estructura β i residus d'aminoàcids sense una orientació estricta a l'espai.
Hemoglobina
Un exemple clàssic de pèptids globularsLa proteïna de la sang que provoca el color vermell de la sang és l'hemoglobina. La proteïna conté quatre regions polipeptídiques en forma d'hèlixs alfa i beta, que estan connectades per un component no proteic: l'hemo. Està representat per un ió de ferro que uneix cadenes polipeptídiques en una confirmació relacionada amb la forma quaternària. Les partícules d'oxigen s'uneixen a la molècula de proteïna (en aquesta forma s'anomena oxihemoglobina) i després es transporten a les cèl·lules. Això garanteix el curs normal dels processos de dissimilació, ja que per obtenir energia, la cèl·lula oxida les substàncies orgàniques que hi han entrat.
Paper de les proteïnes de la sang en el transport de gasos
A més de l'oxigen, l'hemoglobina també és capaç d'unir diòxid de carboni. El diòxid de carboni es produeix com a subproducte de reaccions cel·lulars catabòliques i s'ha d'eliminar de les cèl·lules. Si l'aire inhalat conté monòxid de carboni - monòxid de carboni, és capaç de formar un fort enllaç amb l'hemoglobina. En aquest cas, una substància tòxica incolora i inodora en el procés de respiració penetra ràpidament a les cèl·lules del cos, provocant una intoxicació. Les estructures del cervell són especialment sensibles a les altes concentracions de monòxid de carboni. Hi ha paràlisi del centre respiratori situat a la medul·la oblongada, que condueix a la mort per asfixia.
Al nostre article, vam examinar l'estructura, l'estructura i les propietats dels pèptids, i també vam donar exemples de proteïnes globulars que realitzen una sèrie de funcions importants en el cos humà.
