Mitkä ovat esimerkkejä proteiinien toiminnasta?

Vastaus:

On olemassa lukemattomia toimintoja, joita proteiinit täyttävät. Alla luetellut ovat yleisimpiä.

Selitys:

Taulukon yhteenveto:

1) Entsyymejä. Jokainen kehossa tapahtuva prosessi sisältää jossain vaiheessa tai kokonaan kemiallisen reaktion. Kemialliset reaktiot etenevät fyysisen lain mukaan, joka tunnetaan nimellä Gibbs Free Energy. Tämä laki määrää, että energia on sijoitettava järjestelmään, jotta kemiallinen reaktio tapahtuu. Reaktion käynnistämiseen tarvittavan energian määrää kutsutaan "aktivointienergiaksi". Tämä aktivointienergia ei aina ole helposti saatavilla; tällainen reaktio ei ole spontaani. Tämän vuoksi entsyymit olla olemassa. entsyymit katalysoivat reaktio, joka tarkoittaa sitä, että ne nopeuttavat sitä ja antavat sille mahdollisuuden edetä nopeammin kuin spontaanisti.

a. Entsyymi on erikoistunut proteiini alentaa aktivointienergia. Se ei lisää energiaa järjestelmään, se vähentää reaktion aloittamiseen tarvittavan energian määrää. Erityistä huomiota olisi kiinnitettävä siihen, että vaatimuksia alennetaan, koska opiskelijat kokevat usein väärinkäsityksiä. (Entsyymit Älä lisää energiaa reaktioon).

Entsyymit alentavat aktivointienergiaa:

Entsyymit alentavat reaktion tarvitsemaa aktivointia energiaa sitomalla niiden "substraattiin" (molekyyli, jota entsyymit auttavat reaktiossa). Substraatit sopivat tyypillisesti tiettyihin entsyymeihin, jolloin entsyymit ovat erittäin tarkkoja.

Huom: entsyymissä voi olla useampi kuin yksi substraatti.

Kemiallisissa reaktioissa mikään ei voi tapahtua ennen kuin molekyylit ovat lähellä toisiaan. Siten entsyymit alentavat aktivointienergiaa sitomalla kahteen yhdisteeseen, joita tarvitaan kemialliseen reaktioon - yhdistämällä ne yhteen. Tämä lisää huomattavasti solun tuottavuutta, koska se poistaa tarpeen odottaa, että molekyylit "törmäävät" toisiinsa.

Huomautus: jos kaikki elämän kannalta välttämättömät reaktiot saivat edetä ilman entsyymejä, ei edes yksinkertaisimmat bakteerit kykene selviytymään! Entsyymit ovat ehdottoman välttämättömiä.

On muitakin tapoja, joilla entsyymi voi auttaa reaktiota. Yksi tällainen mekanismi etenee sitoutumalla substraattiin ja viilentämällä substraatti auki niin, että sen toiminnalliset ryhmät ovat alttiina. Tämä sallii reaktion, joka normaalisti ei edetä ollenkaan (suljetun reaktiokohdan vuoksi).

2) Rakenteelliset proteiinit. Entsyymit käsittävät suuren osan proteiinifunktionaalisuudesta, mutta myös proteiinit ovat käyttökelpoisia monissa muissa sovelluksissa. Esimerkiksi solut ja kudokset eivät pystyneet säilyttämään rakennettaan ilman rakenteelliset proteiinit. Kollageeni on tunnettu rakenneproteiini. Tätä proteiinia esiintyy usein solunulkoisessa matriisissa (solun ulkopuolella oleva tila), joka pitää asiat kuten jänteet ja nivelsiteet yhdessä.

Toista ihmiskehossa olevaa rakenneproteiinia kutsutaan aktiiniksi.Tämä on elintärkeä osa solujen sytoskeletoneja, ja se on siksi erittäin tärkeä heidän pitämänsä muodon ja muodon suhteen.

3) Kuljetusproteiinit. Happi, hormonit ja monet muut aineet eivät voi liikkua koko kehossa ilman apua. Tätä varten kuljetuksen proteiinit tulevat erittäin käteviksi. Ajattele heitä kuin taksia. Joskus henkilö löytää itsensä tuntemattomaan paikkaan, eikä hän pääse haluamaansa paikkaan. Niin, hän kutsuu ohjaamon. Kuljetusproteiinit ovat ohjaamot. Happi ei voi vapaasti liikkua ihmisen veressä eri syistä, joten hemoglobiiniksi kutsuttu proteiini sitoutuu siihen ja vie sen määränpäähänsä.

4) Moottoriproteiinit. Lihakset ovat tärkeitä, koska ne toimivat yhdessä monimutkaisten liikkeiden aikaansaamiseksi. Nämä liikkeet olisivat mahdotonta ilman moottoriproteiineja. Proteiinit, kuten myosiini, kykenevät muuttamaan niiden konformaatiota vasteena kemialliselle ärsykkeelle, mikä sallii niiden sisältävien solujen muuttaa muotoaan. Näin ne nopeuttavat asemaansa kolmiulotteisessa tilassa.

5) Varastointiproteiinit. Tietyt aineet, jotka kehomme luottavat eloonjäämiseen, ovat vaarallisia ympäröiville kudoksille, jos ne jäävät ajautumaan esteettömästi. Sitä varten on olemassa varastointiproteiineja. Esimerkiksi rautaa säilytetään maksassa proteiinina, joka tunnetaan ferritiininä.

6) Signaaliproteiinit. Kehon hormonaalinen järjestelmä toimii hyvin monimutkaisena postijärjestelmänä. Signaaliproteiinit usein hormonit ovat erikoistuneita yhdisteitä, jotka on syntetisoitu lähettämään viesti tiettyyn tai laajaan paikkaan. Jonkin verran signaaliproteiineja lähettää viestin jokaiselle kehon solulle, ja jotkut ovat niin tarkkoja, että vain yksi solutyyppi voi tunnistaa ne. Nämä proteiinit kantavat komentoja, kuten hermokasvutekijä (NGF), epidermaalinen kasvutekijä (EGR) ja lukuisia muita.

7) Reseptoriproteiinit. Jos on signaaliproteiineja, on oltava joku, joka vastaanottaa ne. Tunnettu esimerkki on asetyylikoliinireseptori, esiintyy lihassoluissa neuromuskulaarisissa liitoksissa. Näillä on spesifisiä konformaatioita, jotka kykenevät tunnistamaan spesifisiä signaaliproteiineja.

8) Geenin sääntelyproteiinit. Geenien ilmentyminen on hyvin monimutkainen; sitä säännellään proteiineilla, muokataan, vahingoitetaan satunnaisesti, muokataan uudelleen ja joskus hiljaa. Jotta geeni voitaisiin transkriptoida oikein RNA-polymeraasin avulla, jokin suunta on järjestyksessä. Jos kaikki geenit ilmaisivat heti, biologiset organismit olisivat todellakin aggregaatteja proteiineista!

Tämän korjaamiseksi solu käyttää nimettyjä proteiineja säätelyproteiineja. Nämä sitoutuvat DNA-molekyyliin ja tekevät yhden kahdesta: aktivoi geeniekspressiota tai estää sitä. Bakteerit sisältävät laktoosirepressorin, joka estää laktoosin katabolismin välttämättömän entsyymin ilmentymisen, kun tällaista sokeria ei ole saatavilla. Samoin on olemassa proteiineja, jotka sitoutuvat DNA-juosteeseen, kun tietty geeni täytyy ilmentää - tämä tapahtuu yleensä proteiinilla, joka osallistuu signaalinsiirtoon.

Sääntelyproteiini, joka inhiboi tai katkaisee geenin:

9) Sekalaiset. Kuten edellä on esitetty, soluilla on paljon enemmän kuin vain kahdeksan proteiiniluokkaa. Kuitenkin laajojen kahdeksan kategorian ulkopuolella proteiinit, jotka eivät sovi rajoihin, on tyypillisesti räätälöity niitä sisältävää solua / organismia varten. Joillakin meduusoilla on esimerkiksi proteiini vihreä fluoresoiva proteiini (GFP), joka antaa heille mystisiä, vihreitä, hohtavia-pimeässä -ominaisuuksia.

Tässä luettelossa viitattiin nimettyyn oppikirjaan Essential Cell Biology, neljäs painos koko sen kokoonpanon. Suurin osa materiaalista löytyi sivulta 122. Tämän kirjan tekijät ovat: Bruce Alberts, Dennis Bray, Karen Hopkin, Alexander Johnson, Julian Lewis, Martin Raff, Keith Roberts ja Peter Walter. Lue lisää tästä oppikirjasta Google-kirjoista täällä

(Http://play.google.com/store/books/details/Bruce_Alberts_Essential_Cell_Biology_Fourth_Editio?id=Cg4WAgAAQBAJ).