Prečítajte si o 4 typoch proteínovej štruktúry

Ilustrácia Nusha Ashjaee. ThoughtCo.

Proteíny sú biologické polyméry zložený z aminokyseliny . Aminokyseliny spojené peptidovými väzbami tvoria polypeptidový reťazec. Jeden alebo viac polypeptidových reťazcov skrútených do 3-D tvaru tvorí proteín. Proteíny majú zložité tvary, ktoré zahŕňajú rôzne záhyby, slučky a krivky. Skladanie proteínov prebieha spontánne. Chemická väzba medzi časťami polypeptidového reťazca pomáha držať proteín pohromade a dáva mu jeho tvar. Existujú dve všeobecné triedy proteínových molekúl: globulárne proteíny a vláknité proteíny. Globulárne proteíny sú vo všeobecnosti kompaktné, rozpustné a guľovitého tvaru. Vláknité proteíny sú typicky predĺžené a nerozpustné. Globulárne a vláknité proteíny môžu vykazovať jeden alebo viac zo štyroch typov proteínovej štruktúry.

Štyri typy proteínovej štruktúry

Štyri úrovne proteínovej štruktúry sa od seba odlišujú stupňom zložitosti v polypeptidovom reťazci. Jedna molekula proteínu môže obsahovať jeden alebo viac typov proteínovej štruktúry: primárnu, sekundárnu, terciárnu a kvartérnu štruktúru.

1. Primárna štruktúra

Primárna štruktúra opisuje jedinečné poradie, v ktorom sú aminokyseliny navzájom spojené za vzniku proteínu. Proteíny sa skladajú zo sady 20 aminokyselín. Vo všeobecnosti majú aminokyseliny nasledujúce štruktúrne vlastnosti:

Uhlík (alfa uhlík) viazaný na štyri skupiny uvedené nižšie: atóm vodíka (H) Karboxylová skupina (-COOH) Aminoskupina (-NH2) Skupina „premenných“ alebo skupina „R“.

Všetky aminokyseliny majú alfa uhlík naviazaný na atóm vodíka, karboxylovú skupinu a aminoskupinu. The Skupina „R“. sa líši medzi aminokyseliny a určuje rozdiely medzi nimi proteínové monoméry . Aminokyselinová sekvencia proteínu je určená informáciami nájdenými v bunke genetický kód . Poradie aminokyselín v polypeptidovom reťazci je jedinečné a špecifické pre konkrétny proteín. Zmena jednej aminokyseliny spôsobuje a génová mutácia , čo má najčastejšie za následok nefunkčný proteín.

2. Sekundárna štruktúra

Sekundárna štruktúra sa týka stočenia alebo skladania polypeptidového reťazca, ktoré dáva proteínu jeho 3-D tvar. V proteínoch sú pozorované dva typy sekundárnych štruktúr. Jeden typ je alfa (α) špirála štruktúru. Táto štruktúra pripomína stočenú pružinu a je zabezpečená vodíkovou väzbou v polypeptidovom reťazci. Druhým typom sekundárnej štruktúry v proteínoch je beta (β) plisovaný plech . Zdá sa, že táto štruktúra je zložená alebo plisovaná a je držaná pohromade vodíkovou väzbou medzi polypeptidovými jednotkami zloženého reťazca, ktoré ležia vedľa seba.

3. Terciárna štruktúra

Terciárna štruktúra sa týka komplexnej 3-D štruktúry polypeptidového reťazca a bielkoviny . Existuje niekoľko typov väzieb a síl, ktoré držia proteín v jeho terciárnej štruktúre.

Hydrofóbne interakcievýrazne prispievajú k skladaniu a tvarovaniu proteínu. Skupina 'R' aminokyseliny je buď hydrofóbna alebo hydrofilná. Aminokyseliny s hydrofilnými „R“ skupinami sa budú snažiť dostať do kontaktu s ich vodným prostredím, zatiaľ čo aminokyseliny s hydrofóbnymi „R“ skupinami sa budú snažiť vyhýbať vode a umiestniť sa smerom k stredu proteínu.​ Vodíková väzbav polypeptidovom reťazci a medzi aminokyselinovými 'R' skupinami pomáha stabilizovať proteínovú štruktúru tým, že drží proteín v tvare stanovenom hydrofóbnymi interakciami.
• V dôsledku skladania bielkovín, iónová väzba sa môže vyskytnúť medzi kladne a záporne nabitými 'R' skupinami, ktoré sú vo vzájomnom úzkom kontakte.
• Skladanie môže tiež viesť ku kovalentnej väzbe medzi 'R' skupinami cysteínových aminokyselín. Tento typ väzby tvorí to, čo sa nazýva a disulfidový mostík . Interakcie tzv van der Waalsove sily tiež pomáha pri stabilizácii proteínovej štruktúry. Tieto interakcie sa týkajú príťažlivých a odpudivých síl, ktoré sa vyskytujú medzi molekulami, ktoré sa polarizujú. Tieto sily prispievajú k väzbe, ku ktorej dochádza medzi molekulami.

4. Kvartérna štruktúra

Kvartérna štruktúra Výraz 'proteínová makromolekula' označuje štruktúru proteínovej makromolekuly vytvorenej interakciami medzi viacerými polypeptidovými reťazcami. Každý polypeptidový reťazec sa označuje ako podjednotka. Proteíny s kvartérnou štruktúrou môžu pozostávať z viac ako jednej proteínovej podjednotky rovnakého typu. Môžu byť tiež zložené z rôznych podjednotiek. Hemoglobín je príkladom proteínu s kvartérnou štruktúrou. Hemoglobín, nachádzajúci sa v krvi , je proteín obsahujúci železo, ktorý viaže molekuly kyslíka. Obsahuje štyri podjednotky: dve podjednotky alfa a dve podjednotky beta.

Ako určiť typ štruktúry proteínu

Trojrozmerný tvar proteínu je určený jeho primárnou štruktúrou. Poradie aminokyselín určuje štruktúru a špecifickú funkciu proteínu. Jednotlivé inštrukcie pre poradie aminokyselín sú označené ako génov v bunke. Keď bunka vníma potrebu syntézy bielkovín, DNA sa rozpletie a prepíše sa do an RNA kópiu genetického kódu. Tento proces sa nazýva transkripcia DNA . Kópia RNA je potom preložené na produkciu proteínu. Genetická informácia v DNA určuje špecifickú sekvenciu aminokyselín a špecifický proteín, ktorý je produkovaný. Proteíny sú príkladmi jedného typu biologického polyméru. Spolu s bielkovinami, sacharidy , lipidov , a nukleových kyselín tvoria štyri hlavné triedy organických zlúčenín v živote bunky .