Мономери протеина су какве супстанце? Шта су протеински мономери?

Протеини су биолошки полимери с сложеном структуром. Они имају високу молекулску тежину и састоје се од аминокиселина, протетичких група представљених витаминима, липидним и угљиковим хидратима. Протеини који садрже угљене хидрате, витамине, метале или липиде се зову комплексни. Једноставни протеини се састоје само од аминокиселина повезаних пептидном везом.

Пептиди

Без обзира на структуру супстанце, аминокиселине су мономери протеина. Они формирају основни полипептидни ланац, одакле се формира фибриларна или глобуларна структура протеина. У овом случају, протеин се може синтетизовати само у живом ткиву - биљним, бактеријским, гљивичним, животињским и другим ћелијама.

Једини организми који не могу да комбинују мономере протеина су вируси и протозоа. Сви остали могу да формирају структурне протеине. Али које супстанце су мономери протеина и како се формирају? О овоме ио биосинтези протеина, о полипептидима и формирању комплексне структуре протеина, о аминокиселинама и њиховим својствима, прочитајте у наставку.

Једини мономер протеинског молекула је било која алфа-аминокиселина. У овом случају, протеин је полипептид, ланац повезаних амино киселина. У зависности од количине аминокиселина укључених у његову формацију, изоловани су дипептиди (2 остатака), трипептиди (3), олигопептиди (садржи од 2-10 амино киселина) и полипептиди (многе аминокиселине).

Преглед структуре протеина

Структура протеина може бити примарна, нешто сложенија - секундарна, још комплекснија - терцијарна и најкомплекснија - квартарна.

Примарна структура је једноставан ланац у који су мономери протеина (аминокиселине) повезани преко пептидне везе (ЦО-НХ). Секундарна структура је алфа хелик или бета фолд. Терциар је још компликованија тродимензионална структура протеина, која је настала из секундарног услед стварања ковалентних, јонских и водоничних веза, као и хидрофобних интеракција.

Квартарна структура је најкомплекснија и карактеристична је за рецепторске протеине који се налазе на ћелијским мембранама. Ово је супрамолекуларна (домена) структура која се формира комбиновањем неколико молекула са терцијарном структуром, допуњавом угљеним хидратима, липидним или витаминским групама. У овом случају, као у примарној, секундарној и терцијарној структури, мономери протеина су алфа-аминокиселине. Они су такође повезани пептидним везама. Једина разлика је сложеност структуре.

Амино киселине

Једини мономери протеинских молекула су алфа-аминокиселине. Они су само 20, и скоро су основа живота. Захваљујући изгледу пептидне везе, синтеза протеина је постала могућа. И сам протеин након тога је почео да изводи структуру-формирање, рецептор, ензимски, транспорт, медијатор и друге функције. Захваљујући томе, живи организам функционише и може се репродуковати.

Сама алфа-амино киселина је органска карбоксилна киселина са амино групом везаном за атом алфа-угљеника. Ово се налази поред карбоксилне групе. У овом случају, мономери протеина се сматрају органским супстанцама у којима терминални атом угљеника носи и амин и карбоксилну групу.

Комбинација амино киселина у пептидима и протеинима

Амино киселине су комбиноване у димерима, тримерима и полимерима кроз пептидну везу. Формирана је цепањем хидроксилне (-ОХ) групе из карбоксилног дела једне алфа-аминокиселине и водоника (-Х) - из амино групе друге алфа-аминокиселине. Као резултат интеракције, вода се одваја, а на карбоксилном крају остаје Ц = О регион са слободним електроном близу угљеника карбоксилног остатка. У амино групи друге киселине постоји (НХ) остатак са расположивим слободним радикалом на атому азота. Ово омогућава да се два радикала споје заједно да формирају везу (ЦОНХ). Зове се пептид.

Варијанте алфа-амино киселина

Укупно је познато 23 алфа-амино киселина. Представљени су у облику листе: глицин, валин, аланин, изолеуцин, леуцин, глутамат, аспарагинат, орнитин, треонин, серин, лизин, цистин, цистеин, фенилаланин, метионин, тирозин, пролин, триптофан, хидроксипролин, аргинин, хистидин, аспарагин и Глутамин. У зависности од тога да ли их може синтетизовати људско тијело, ове аминокиселине су подељене на замјењиве и незамењиве.

Концепт замењивих и есенцијалних аминокиселина

Заменљиво људско тијело може синтетизирати, док је незаменљив мора доћи само уз храну. У овом случају и есенцијалне и замењиве киселине су важне за биосинтезу протеина, јер без њих синтеза не може бити завршена. Без једне аминокиселине, чак и ако су сви остали присутни, немогуће је направити тачно протеин који ћелија захтијева да обавља своје функције.

Једна грешка у било којој фази биосинтезе - и протеин је већ неподесан, јер се не може сакупити у жељеној структури због кршења електронских густина и интератомских интеракција. Због тога је важно да особа (и други организми) конзумира протеинска храна, у којој постоје есенцијалне аминокиселине. Њихово одсуство у храни доводи до бројних кршења метаболизма протеина.

Процес формирања пептидних веза

Једини мономери протеина су алфа-аминокиселине. Постепено се комбинују у ланац полипептида, чија структура се претходно складишти у генетском коду ДНК (или РНК, ако се узме у обзир бактеријска биосинтеза). У овом случају, протеин је строга секвенца амино киселинских остатака. Ово је ланац, наручен у одређеној структури, која извршава унапред програмирану функцију у ћелији.

Степ секвенца протеинске биосинтезе

Процес формирања протеина састоји се од ланца корака: репликације региона ДНК (или РНК), синтезе РНК информационог типа, његовог пуштања у цитоплазму ћелије из језгра, везе са рибозомом и постепеним везивањем аминокиселинских остатака које снабдева транспортна РНА. Супстанца, која је мономер протеина, учествује у ензимској реакцији елиминације хидроксилне групе и протона водоника, а затим се придружи ескалирајућем полипетичком ланцу.

Тако се добија полипептидни ланац који се већ у ћелијском ендоплазматичном ретикулуму наручује у унапред одређену структуру и допуњава угљеним хидратом или липидним остацима, ако је потребно. Ово се зове "зрелост" протеина, након чега га транспортује целуларни систем до одредишта.

Функције синтетизованих протеина

Мономери протеина су аминокиселине потребне за изградњу њихове примарне структуре. Секундарна, терцијарна и кватернарна структура већ се формира, мада понекад захтева и учешће ензима и других супстанци. Међутим, они више нису основни, иако је битно да протеини испуњавају своју функцију.

Аминова киселина, која је мономер протеина, може имати места везивања за угљене хидрате, метале или витамине. Формирање терцијарне или квартарне структуре омогућује проналазак још више места за уређење интеркаларних група. Ово омогућава стварање протеина из деривата који игра улогу ензима, рецептора, носиоца супстанци у или из ћелије, имуноглобулина, структурне компоненте мембране или ћелијске органеле, мишићног протеина.

Протеини, формирани од аминокиселина, једина су основа живота. И данас се верује да је живот рођен након појављивања аминокиселине и његове полимеризације. На крају крајева, интермолекуларна интеракција протеина је почетак живота, укључујући рационални. Сви остали биокемијски процеси, укључујући енергију, неопходни су за реализацију протеинске биосинтезе, а као резултат тога, даљи наставак живота.