قال فيلسوف مشهور ذات مرة: "الحياة شكل من أشكال وجود أجسام بروتينية." وكان محقًا تمامًا ، لأن هذه المادة العضوية هي أساس معظم الكائنات الحية. يحتوي بروتين الهيكل الرباعي على أكثر الهياكل تعقيدًا وخصائص فريدة. مقالتنا ستخصص له. سننظر أيضًا في بنية جزيئات البروتين.
ما هي المادة العضوية
تجمع مجموعة كبيرة من المواد العضوية بملكية مشتركة واحدة. تتكون من عدة عناصر كيميائية. يطلق عليهم عضوي. هذه هي الهيدروجين والأكسجين والكربون والنيتروجين. أنها تشكل مواد عضوية.
ميزة أخرى مشتركة هي أنها كلها بوليمرات حيوية. هذه جزيئات كبيرة. وهي تتكون من عدد كبير من الوحدات المتكررة تسمى المونومرات. بالنسبة للكربوهيدرات ، فهذه هي السكريات الأحادية للدهون والجلسرين والأحماض الدهنية. لكن DNA و RNA مكونان من نيوكليوتيدات.
كيميائيهيكل البروتينات
مونومرات البروتين عبارة عن أحماض أمينية ، لكل منها هيكلها الكيميائي الخاص. يعتمد هذا المونومر على ذرة كربون ، ويشكل أربع روابط. أولهم - مع ذرة الهيدروجين. والثاني والثالث ، على التوالي ، يتكونان من مجموعة amino و carbox. فهم لا يحددون هيكل جزيئات البوليمر الحيوي فحسب ، بل يحددون أيضًا خصائصها. تسمى المجموعة الأخيرة في جزيء حمض أميني جذري. هذه بالضبط مجموعة الذرات التي تختلف فيها كل المونومرات عن بعضها البعض ، والتي تسبب تنوعًا هائلاً من البروتينات والكائنات الحية.
هيكل جزيء بروتين
إحدى خصائص هذه المواد العضوية أنها يمكن أن توجد على مستويات مختلفة من التنظيم. هذا هو التركيب الأساسي والثانوي والثالث والرباعي للبروتين. كل منهم له خصائص وصفات معينة.
الهيكل الأساسي
هذا البروتين هو الأبسط في الهيكل. إنها سلسلة من الأحماض الأمينية مرتبطة بروابط الببتيد. تتشكل بين المجموعات الأمينية والكربوكسية للجزيئات المجاورة.
الهيكل الثانوي
عندما تلتف سلسلة من الأحماض الأمينية في شكل حلزون ، تتشكل البنية الثانوية للبروتين. تسمى الرابطة في هذا الجزيء الهيدروجين ، وتشكل ذراته نفس العناصر في المجموعات الوظيفية للأحماض الأمينية. بالمقارنة مع الببتيدات ، لديهم قوة أقل بكثير ، لكنهم قادرون على الاحتفاظ بهذا الهيكل.
الهيكل الثالثي
لكن الهيكل التالي هو كرة تلتف فيها دوامة من الأحماض الأمينية. ويسمى أيضا الكريات. إنه موجود بسبب الروابط التي تنشأ بين بقايا حمض أميني معين - السيستين. يطلق عليهم ثنائي كبريتيد. هذا الهيكل مدعوم أيضًا بروابط كارهة للماء والكهرباء الساكنة. الأول هو نتيجة التجاذب بين الأحماض الأمينية في البيئة المائية. في ظل هذه الظروف ، فإن بقاياها الكارهة للماء عمليًا "تلتصق ببعضها البعض" ، وتشكل كرية. بالإضافة إلى ذلك ، تمتلك جذور الأحماض الأمينية شحنة معاكسة تجذب بعضها البعض. ينتج عن هذا روابط كهرباء إضافية.
بروتين الهيكل الرباعي
التركيب الرباعي للبروتين هو الأكثر تعقيدًا. هذا هو نتيجة اندماج العديد من الكريات. يمكن أن تختلف في كل من التركيب الكيميائي والتنظيم المكاني. إذا تم تكوين بروتين لهيكل رباعي فقط من بقايا الأحماض الأمينية ، فهو بسيط. تسمى هذه البوليمرات الحيوية أيضًا بالبروتينات. ولكن إذا ارتبطت مكونات غير بروتينية بهذه الجزيئات ، تظهر البروتينات. غالبًا ما يكون هذا مزيجًا من الأحماض الأمينية مع الكربوهيدرات وبقايا الأحماض النووية والفوسفوريك والدهون وذرات الحديد والنحاس الفردية. في الطبيعة ، تُعرف أيضًا مجمعات البروتينات بمواد تلوين طبيعية - أصباغ. هذا التركيب لجزيئات البروتين أكثر تعقيدًا.
الشكل المكاني للبنية الرباعية للبروتين هوتحديد خصائصه. لقد وجد العلماء أن البوليمرات الحيوية الخيطية أو الليفية لا تذوب في الماء. يؤدون وظائف أساسية للكائنات الحية. وهكذا ، فإن بروتينات العضلات الأكتين والميوسين توفر الحركة ، والكيراتين هو أساس شعر الإنسان والحيوان. البروتينات الكروية أو الكروية للبنية الرباعية عالية الذوبان في الماء. دورهم في الطبيعة مختلف. مثل هذه المواد قادرة على نقل الغازات مثل الهيموجلوبين في الدم ، أو تكسير الأطعمة مثل البيبسين ، أو أداء وظيفة وقائية مثل الأجسام المضادة.
خصائص البروتين
يمكن للبروتين الرباعي ، وخاصة البروتين الكروي ، تغيير هيكله. تحدث هذه العملية تحت تأثير عوامل مختلفة. هذه هي الأكثر شيوعًا درجات حرارة عالية أو أحماض مركزة أو معادن ثقيلة.
إذا ارتد جزيء البروتين إلى سلسلة من الأحماض الأمينية ، فإن هذه الخاصية تسمى تمسخ. هذه العملية قابلة للعكس. هذا الهيكل قادر على تكوين كريات من الجزيئات مرة أخرى. تسمى هذه العملية العكسية إعادة التشبع. إذا ابتعدت جزيئات الأحماض الأمينية عن بعضها البعض وانكسرت روابط الببتيد ، يحدث التحلل. هذه العملية لا رجوع فيها. لا يمكن استعادة هذا البروتين. نفذ الدمار من قبل كل منا عندما قلينا البيض
وهكذا ، فإن التركيب الرباعي للبروتين هو نوع الرابطة التي تتكون في جزيء معين. إنه قوي بما فيه الكفاية ، لكنه تحت تأثير عوامل معينة يمكن أن ينهار.
