يحتوي البروتين المركب ، بالإضافة إلى مكون البروتين نفسه ، على مجموعة إضافية ذات طبيعة مختلفة (اصطناعية). تعمل الكربوهيدرات والدهون والمعادن ومخلفات حامض الفوسفوريك والأحماض النووية كمكوِّن. ستخبرك هذه المقالة بمدى اختلاف البروتينات البسيطة عن البروتينات المعقدة ، وما الأنواع التي تنقسم إليها هذه المواد ، وما هي ميزاتها. الفرق الرئيسي بين المواد المدروسة هو تكوينها.
بروتينات معقدة: التعريف
هذه مواد مكونة من عنصرين ، والتي تشمل بروتينًا بسيطًا (سلاسل الببتيد) ومادة غير بروتينية (مجموعة صناعية). في عملية التحلل المائي ، تتشكل الأحماض الأمينية والجزء غير البروتيني ومنتجات الاضمحلال. كيف تختلف البروتينات البسيطة عن البروتينات المعقدة؟ الأول يتكون فقط من الأحماض الأمينية.
تصنيف وتوصيف البروتينات المعقدة
تنقسم هذه المواد إلى أنواع حسب نوع المجموعة الإضافية. إلى معقدتشمل البروتينات:
- البروتينات السكرية هي بروتينات تحتوي جزيئاتها على بقايا كربوهيدرات. من بينها ، تتميز البروتيوغليكان (مكونات الفضاء بين الخلايا) ، والتي تشمل عديدات السكاريد المخاطية في هيكلها. تشمل البروتينات السكرية الغلوبولين المناعي.
- تحتوي البروتينات الدهنية على مكون دهني. وتشمل هذه البروتينات البروتينية التي تؤدي وظيفة توفير نقل الدهون.
- تحتوي البروتينات المعدنية على أيونات معدنية (نحاس ، منغنيز ، حديد ، إلخ) مرتبطة بالتفاعل بين المتبرع والمتقبل. لا تشمل هذه المجموعة بروتينات الهيم ، والتي تشمل مركبات حلقة البروفيرين مع الحديد والمركبات المشابهة لها في التركيب (الكلوروفيل ، على وجه الخصوص).
- البروتينات النووية هي بروتينات لها روابط غير تساهمية مع الأحماض النووية (DNA ، RNA). وتشمل هذه الكروماتين ، أحد مكونات الكروموسومات.
- 5. تشتمل البروتينات الفسفورية ، التي تشمل الكازين (بروتين خثارة معقد) ، على بقايا حمض الفوسفوريك المرتبطة تساهميًا.
تتحد البروتينات الكرومية بلون المكون الاصطناعي. تتضمن هذه الفئة بروتينات الهيم والكلوروفيل والبروتينات الفلافية
ميزات البروتينات السكرية والبروتيوغليكان
هذه البروتينات هي مواد معقدة. تحتوي البروتيوغليكان على نسبة كبيرة من الكربوهيدرات (80-85٪) ، في البروتينات السكرية التقليدية ، المحتوى هو 15-20٪. توجد أحماض اليورونيك فقط في جزيء البروتيوغليكان ؛ وتتميز كربوهيدراتها ببنية منتظمة بوحدات متكررة. ما هي بنية ووظيفة بروتينات البروتين السكري المعقدة؟ تحتوي سلاسل الكربوهيدرات الخاصة بهم على 15 رابطًا فقط وهي غير منتظمة.بنية. في بنية البروتينات السكرية ، عادة ما يتم توصيل الكربوهيدرات بمكون البروتين من خلال بقايا الأحماض الأمينية مثل السيرين أو الأسبارجين.
وظائف البروتينات السكرية:
- هم جزء من جدار الخلية البكتيرية ، والعظم الضام وأنسجة الغضاريف ، والكولاجين المحيط وألياف الإيلاستين.
- لعب دور وقائي. على سبيل المثال ، الأجسام المضادة ، الإنترفيرون ، عوامل تخثر الدم (البروثرومبين ، الفيبرينوجين) لها هذه البنية.
- هي المستقبلات التي تتفاعل مع المستجيب - جزيء صغير غير بروتيني. هذا الأخير ، الذي ينضم إلى البروتين ، يؤدي إلى تغيير في شكله ، مما يؤدي إلى استجابة معينة داخل الخلايا.
- أداء الوظيفة الهرمونية. تشتمل البروتينات السكرية على هرمونات موجهة للغدد التناسلية وهرمونات قشر الكظر وهرمونات تحفيز الغدة الدرقية.
- نقل المواد في الدم والأيونات عبر غشاء الخلية (ترانسكورتين ، ترانسكورتين ، ألبومين ، Na + ، K + -ATPase).
تشمل إنزيمات البروتين السكري الكولينستراز والنوكلياز.
المزيد عن البروتيوغليكان
عادة ، يشتمل البروتين المعقد البروتيوغليكان في بنيته على سلاسل كربوهيدرات كبيرة مع تكرار بقايا السكاريد ، والتي تتكون من نوع من حمض اليورونيك وسكر أميني. تسمى سلاسل Oligo- أو polysaccharide glycans. الأول يحتوي عادة على 2-10 وحدات أحادية.
اعتمادًا على هيكل سلاسل الكربوهيدرات ، يتم تمييز أنواع مختلفة منها ، على سبيل المثال ، حامضعديدات السكاريد غير المتجانسة مع عدد كبير من المجموعات الحمضية أو الجليكوزامينوجليكان ، بما في ذلك المجموعات الأمينية. الأخير يشمل:
- حمض الهيالورونيك و الذي يستخدم بكثرة في التجميل
- الهيبارين الذي يمنع تجلط الدم
- سلفات الكيراتان مكونات الغضاريف و القرنية
- كبريتات شوندروتن جزء من الغضروف والسائل الزليلي.
هذه البوليمرات هي مكونات البروتيوغليكان التي تملأ الفراغ بين الخلايا ، وتحتفظ بالماء ، وتشحم الأجزاء المتحركة من المفاصل ، وهي مكوناتها الهيكلية. تسمح القابلية للماء (قابلية الذوبان الجيدة في الماء) للبروتيوغليكان بإنشاء حاجز للجزيئات الكبيرة والكائنات الحية الدقيقة في الفضاء بين الخلايا. بمساعدتهم ، يتم إنشاء مصفوفة تشبه الهلام ، حيث يتم غمر ألياف البروتينات المهمة الأخرى ، مثل الكولاجين. خيوطها في وسط البروتيوغليكان لها شكل شجرة.
ميزات وأنواع البروتينات الدهنية
يحتوي البروتين الدهني المركب على طبيعة مزدوجة محبة للماء وكارهة للماء. يتكون جوهر الجزيء (جزء كاره للماء) من استرات الكوليسترول غير القطبية وثلاثي الجليسريد.
خارج المنطقة المحبة للماء يوجد جزء البروتين ، الفوسفوليبيد ، الكوليسترول. هناك عدة أنواع من بروتينات البروتين الدهني تعتمد على بنيتها.
الفئات الرئيسية للبروتينات الدهنية:
- بروتين مركب عالي الكثافة (HDL ، α-lipoproteins). ينقل الكوليسترول إلى الكبد والأنسجة المحيطية.
- منخفض الكثافة (LDL ، β- البروتينات الدهنية). إلايتم نقل الكوليسترول عن طريق ثلاثي الجليسريد والفوسفوليبيد.
- كثافة منخفضة جدًا (VLDL ، البروتينات الدهنية الأولية). أداء وظيفة مشابهة لـ LDL.
- Chylomicrons (XM). نقل الأحماض الدهنية والكوليسترول من الأمعاء بعد تناول الطعام.
تحدث أمراض الأوعية الدموية مثل تصلب الشرايين نتيجة لنسبة غير صحيحة لأنواع مختلفة من البروتينات الدهنية في الدم. وفقًا لخصائص التركيبة ، يمكن تحديد عدة اتجاهات في بنية الفسفوليبيد (من HDL إلى chylomicrons): انخفاض في نسبة البروتين (من 80 إلى 10 ٪) و phospholipids ، زيادة في نسبة ثلاثي الجليسريد (من 20 إلى 90٪).
هناك العديد من الإنزيمات المهمة بين البروتينات المعدنية
يمكن أن يشتمل البروتين المعدني على أيونات من عدة معادن. يؤثر وجودها على اتجاه الركيزة في الموقع النشط (الحفاز) للإنزيم. يتم توطين أيونات المعادن في الموقع النشط وتلعب دورًا مهمًا في التفاعل التحفيزي. غالبًا ما يعمل الأيون كمستقبل للإلكترون.
أمثلة على المعادن الموجودة في بنية البروتينات المعدنية الأنزيمية:
- يدخل النحاس في تكوين السيتوكروم أوكسيديز ، والذي يحتوي مع الهيم على أيون من هذا المعدن. يشارك الإنزيم في تكوين الـ ATP أثناء تشغيل السلسلة التنفسية.
- يحتوي الحديد على إنزيمات مثل الفيريتين الذي يؤدي وظيفة ترسيب الحديد في الخلية ؛ ترانسفيرين - ناقل للحديد في الدم ؛ الكاتلاز مسؤول عن تفاعل تحييد بيروكسيد الهيدروجين.
- الزنك هو خاصية معدنيةنازعة هيدروجين الكحول تشارك في أكسدة الإيثيل والكحولات المماثلة ؛ اللاكتات ديهيدروجينيز - إنزيم في استقلاب حمض اللاكتيك. أنهيدراز الكربونيك الذي يحفز تكوين حمض الكربونيك من CO2و H2O ؛ الفوسفاتيز القلوي ، الذي يؤدي الانقسام المائي لاسترات حمض الفوسفوريك بمركبات مختلفة ؛ α2-macroglobulin هو بروتين دم مضاد للبروتياز.
- السيلينيوم هو جزء من ثيروبيروكسيداز ، الذي يشارك في تكوين هرمونات الغدة الدرقية. الجلوتاثيون بيروكسيديز ، الذي يؤدي وظيفة مضادة للأكسدة.
- الكالسيوم هو سمة من سمات بنية α-amylase ، وهو إنزيم للتحلل المائي للنشا.
بروتينات فوسفورية
ما الذي تحتويه البروتينات المعقدة للبروتينات الفوسفورية؟ تتميز هذه الفئة بوجود مجموعة فوسفات مرتبطة بجزء البروتين من خلال الأحماض الأمينية مع الهيدروكسيل (التيروزين ، السيرين أو الثريونين). ما هي وظيفة حامض الفوسفوريك في بنية البروتين؟ يغير بنية الجزيء ، ويمنحه شحنة ، ويزيد من قابلية الذوبان ، ويؤثر على خصائص البروتين. من أمثلة البروتينات الفوسفورية بروتينات الكازين وألبومين البيض ، لكن الإنزيمات تقع في الغالب في هذه الفئة من البروتينات المعقدة.
تلعب مجموعة الفوسفات دورًا وظيفيًا مهمًا ، نظرًا لأن العديد من البروتينات غير مرتبطة بها بشكل دائم. تحدث عمليات الفسفرة ونزع الفسفرة باستمرار في الخلية. نتيجة لذلك ، يتم تنظيم عمل البروتينات. على سبيل المثال ، إذا كانت الهستونات عبارة عن بروتينات مرتبطة بالأحماض النووية ، فإنها تمرفي حالة الفسفرة ، ثم يزداد نشاط الجينوم (المادة الوراثية). يعتمد نشاط إنزيمات مثل الجليكوجين سينثيز و جليكوجين فسفوريلاز على الفسفرة.
البروتينات النووية
البروتينات النووية هي بروتينات مرتبطة بالأحماض النووية. إنها جزء لا يتجزأ من تخزين وتنظيم المواد الجينية ، وعمل الريبوسومات التي تؤدي وظيفة تخليق البروتين. يمكن تسمية أبسط أشكال الحياة للفيروسات بالبروتينات الريبية و deoxyribonucleoproteins ، لأنها تتكون من مادة وراثية وبروتينات.
كيف يتفاعل الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA) والهستونات؟ في الكروماتين ، يتم تمييز نوعين من البروتينات المرتبطة بالحمض النووي (هيستون وغير هيستون). يشارك الأول في المرحلة الأولية من ضغط الحمض النووي. يلتف جزيء الحمض النووي حول البروتينات لتشكيل الجسيمات النووية. الخيط الناتج مشابه للخرز ، فهي تشكل بنية فائقة الالتفاف (ليفي كروماتين) و supercoil (كرومونيما الطور البيني). بسبب عمل بروتينات الهيستون والبروتينات ذات المستويات الأعلى ، يتم توفيرها مع تقليل أبعاد الحمض النووي بآلاف المرات. يكفي مقارنة حجم الكروموسومات وطول الحمض النووي لتقييم أهمية البروتينات (6-9 سم و10-6 ميكرومتر على التوالي).
ما هي البروتينات الصبغية
تحتوي البروتينات الصبغية على مجموعات متنوعة للغاية تشترك في شيء واحد فقط - وجود اللون في المكون الاصطناعي. تنقسم البروتينات المعقدة من هذه الفئة إلى: البروتينات الدموية (تحتوي على الهيم في التركيب) ، البروتينات الشبكية (فيتامين أ) ، البروتينات الفلافوبروتينات (فيتامين ب 2) ،بروتينات الكوباميد (فيتامين ب 12).
تصنف البروتينات الدموية وفقًا لوظائفها إلى غير أنزيمية (بروتين الهيموغلوبين والميوغلوبين) والإنزيمات (السيتوكروم ، الكاتلاز ، البيروكسيداز).
تحتوي البروتينات الفلافية على مشتقات مكون اصطناعي لفيتامين B2 فلافين أحادي نيوكليوتيد (FMN) أو فلافين أدينين ثنائي النوكليوتيد (FAD). تشارك هذه الإنزيمات أيضًا في تحولات الأكسدة والاختزال. وتشمل هذه المواد المؤكسدة.
ما هي السيتوكروم؟
كما هو موضح أعلاه ، يتكون الهيم من البورفيرين. يتكون هيكلها من 4 حلقات بيرول وحديد حديد. مجموعة خاصة من إنزيمات الهيم - السيتوكرومات ، تختلف في تكوين الأحماض الأمينية وعدد سلاسل الببتيد ، وهي متخصصة في تنفيذ تفاعلات الأكسدة والاختزال ، والتي تضمن نقل الإلكترونات في السلسلة التنفسية. تشارك هذه الإنزيمات في الأكسدة الميكروسومية - التفاعلات الأولية للتحول الأحيائي للأجانب الحيوية ، مما يؤدي إلى تحييدها ، وتبادل العديد من المواد الخارجية والخارجية ، على سبيل المثال ، المنشطات ، والأحماض الدهنية المشبعة.
تأثير مجموعة الأطراف الاصطناعية
تؤثر مجموعة الأطراف الاصطناعية ، وهي جزء من البروتينات المعقدة ، على خصائصها: تغير شحنتها ، وقابليتها للذوبان ، واللدونة الحرارية. على سبيل المثال ، يكون لبقايا حمض الفوسفوريك أو السكريات الأحادية مثل هذا التأثير. جزء الكربوهيدرات المتضمن في تكوين البروتين المعقد يحميه من التحلل البروتيني (التدمير نتيجة عملية التحلل المائي) ، ويؤثر على تغلغل الجزيئات عبر الخليةالغشاء وإفرازها وفرزها. يسمح جزء الدهون بإنشاء قنوات بروتينية لنقل المركبات ضعيفة الذوبان في الماء (الكارهة للماء).
تعتمد بنية ووظائف البروتينات المعقدة اعتمادًا تامًا على مجموعة الأطراف الاصطناعية. على سبيل المثال ، الهيم المحتوي على الحديد في الهيموجلوبين يربط الأكسجين وثاني أكسيد الكربون. بسبب البروتينات النووية التي تشكلت نتيجة تفاعل الهيستونات والبروتامين مع الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي ، فإن المادة الجينية محمية ومخزنة بشكل مضغوط ، ويرتبط الحمض النووي الريبي أثناء تخليق البروتين. البروتينات النووية عبارة عن مجمعات مستقرة من البروتينات والأحماض النووية.
الخلاصة
وهكذا ، تؤدي البروتينات المعقدة مجموعة واسعة من الوظائف في الجسم. لذلك ، فإن تناول المغذيات الدقيقة والكبيرة مهم جدًا للحفاظ على الصحة. المعادن جزء من العديد من الإنزيمات. من خلال معرفة الكيمياء الحيوية وخصائص صحتك والحالة البيئية لمكان الإقامة ، يمكنك ضبط نظامك الغذائي. على سبيل المثال ، قم بتخصيص مناطق تتميز بنقص أي عنصر. إدخاله الإضافي في النظام الغذائي على شكل مكملات يسمح لك بتعويض النقص.
