Poučite se o 4 vrstah strukture beljakovin

Ilustracija Nusha Ashjaee. ThoughtCo.

Beljakovine so biološki polimeri sestavljen iz amino kisline . Aminokisline, povezane s peptidnimi vezmi, tvorijo polipeptidno verigo. Ena ali več polipeptidnih verig, zvitih v 3-D obliko, tvori protein. Beljakovine imajo kompleksne oblike, ki vključujejo različne gube, zanke in krivulje. Zvijanje beljakovin se zgodi spontano. Kemična vez med deli polipeptidne verige pomagajo pri držanju proteina skupaj in mu dajejo njegovo obliko. Obstajata dva splošna razreda beljakovinskih molekul: globularni proteini in vlaknasti proteini. Globularni proteini so na splošno kompaktni, topni in sferične oblike. Vlaknaste beljakovine so običajno podolgovate in netopne. Globularni in vlaknati proteini lahko kažejo eno ali več od štirih vrst proteinske strukture.

Štiri vrste beljakovinske strukture

Štiri ravni proteinske strukture se med seboj razlikujejo po stopnji kompleksnosti v polipeptidni verigi. Posamezna proteinska molekula lahko vsebuje enega ali več tipov proteinske strukture: primarno, sekundarno, terciarno in kvartarno strukturo.

1. Primarna struktura

Primarna struktura opisuje edinstven vrstni red, v katerem so aminokisline povezane skupaj, da tvorijo beljakovino. Beljakovine so zgrajene iz niza 20 aminokislin. Na splošno imajo aminokisline naslednje strukturne lastnosti:

Ogljik (alfa ogljik), vezan na štiri skupine spodaj: Atom vodika (H) A karboksilna skupina (-COOH) Amino skupina (-NH2) Skupina 'spremenljivka' ali skupina 'R'

Vse aminokisline imajo alfa ogljik vezan na vodikov atom, karboksilno skupino in amino skupino. The skupina 'R' razlikuje med amino kisline in ugotavlja razlike med temi proteinski monomeri . Aminokislinsko zaporedje beljakovine določajo informacije, ki jih najdemo v celici genetski kod . Vrstni red aminokislin v polipeptidni verigi je edinstven in specifičen za določen protein. Sprememba posamezne aminokisline povzroči a genska mutacija , kar največkrat povzroči nedelujočo beljakovino.

2. Sekundarna struktura

Sekundarna struktura se nanaša na zvijanje ali zvijanje polipeptidne verige, ki daje proteinu njegovo 3-D obliko. V beljakovinah opazimo dve vrsti sekundarnih struktur. Ena vrsta je alfa (α) vijačnica struktura. Ta struktura spominja na zavito vzmet in je zavarovana z vodikovo vezjo v polipeptidni verigi. Druga vrsta sekundarne strukture v beljakovinah je beta (β) nagubana rjuha . Zdi se, da je ta struktura prepognjena ali nagubana in jo drži skupaj vodikova vez med polipeptidnimi enotami prepognjene verige, ki ležijo ena poleg druge.

3. Terciarna struktura

Terciarna struktura se nanaša na celovito 3-D strukturo polipeptidne verige a beljakovine . Obstaja več vrst vezi in sil, ki držijo protein v njegovi terciarni strukturi.

Hidrofobne interakcijemočno prispevajo k zvijanju in oblikovanju beljakovin. Skupina 'R' aminokisline je hidrofobna ali hidrofilna. Aminokisline s hidrofilnimi skupinami 'R' bodo iskale stik s svojim vodnim okoljem, medtem ko se bodo aminokisline s hidrofobnimi skupinami 'R' poskušale izogniti vodi in se postaviti proti središču proteina.​ Vodikova vezv polipeptidni verigi in med skupinami aminokislin 'R' pomaga stabilizirati proteinsko strukturo tako, da zadrži protein v obliki, ki jo vzpostavijo hidrofobne interakcije.
• Zaradi zvijanja beljakovin, ionska vez se lahko pojavi med pozitivno in negativno nabitimi skupinami 'R', ki pridejo med seboj v tesni stik.
• Zvijanje lahko povzroči tudi kovalentno vez med 'R' skupinami cisteinskih aminokislin. Ta vrsta vezave tvori tako imenovano a disulfidni most . Interakcije imenovane van der Waalsove sile pomaga tudi pri stabilizaciji strukture beljakovin. Te interakcije se nanašajo na privlačne in odbojne sile, ki se pojavljajo med molekulami, ki postanejo polarizirane. Te sile prispevajo k nastanku vezi med molekulami.

4. Kvartarna struktura

Kvartarna struktura se nanaša na strukturo beljakovinske makromolekule, ki nastane zaradi interakcij med več polipeptidnimi verigami. Vsaka polipeptidna veriga se imenuje podenota. Proteini s kvartarno strukturo so lahko sestavljeni iz več kot ene iste vrste proteinske podenote. Lahko so sestavljeni tudi iz različnih podenot. Hemoglobin je primer beljakovine s kvartarno strukturo. Hemoglobin, ki ga najdemo v krvi , je beljakovina, ki vsebuje železo in veže molekule kisika. Vsebuje štiri podenote: dve podenoti alfa in dve podenoti beta.

Kako določiti vrsto beljakovinske strukture

Tridimenzionalno obliko proteina določa njegova primarna struktura. Vrstni red aminokislin določa strukturo in specifično funkcijo beljakovine. Posebna navodila za vrstni red aminokislin so označena z geni v celici. Ko celica zazna potrebo po sintezi beljakovin, DNK razpleta in se prepisuje v an RNA kopijo genetske kode. Ta proces se imenuje transkripcija DNK . Kopija RNA je potem prevedeno za proizvodnjo beljakovine. Genetske informacije v DNK določajo specifično zaporedje aminokislin in specifične beljakovine, ki se proizvajajo. Beljakovine so primeri ene vrste bioloških polimerov. Skupaj z beljakovinami, ogljikovi hidrati , lipidi , in nukleinska kislina sestavljajo štiri glavne razrede organskih spojin v življenju celice .