Ang papel ng protina sa katawan ng tao

Ang malaking kahalagahan ng mga protina para sa katawan ay dahil sa kanilang mga pag-andar.

Ang ipinakita ng mga pangunahing pag-andar ng mga protina ay naglalarawan ng kahalagahan ng klase ng mga sangkap na ito upang matiyak ang normal na buhay ng tao.

Noong ika-19 na siglo, sinabi ng mga siyentipiko:

• Ang mga katawan ng protina ay natatangi, ang kakanyahan ng buhay,
• isang palaging metabolismo sa pagitan ng mga buhay na bagay at kapaligiran ay kinakailangan.

Ang mga probisyon na ito ay mananatiling hindi nagbabago hanggang sa kasalukuyan.

Ang pangunahing komposisyon ng mga protina

Ang napakalaking molekular na yunit ng isang simpleng protina na tinatawag na protina ay nabuo sa pamamagitan ng chemically konektado maliit na mga bloke - amino acid na may magkatulad at magkakaibang mga fragment. Ang ganitong mga istrukturang komposisyon ay tinatawag na heteropolymer. 20 kinatawan lamang ng klase ng mga amino acid ang laging matatagpuan sa mga likas na protina. Ang pangunahing komposisyon ng mga protina ay nailalarawan sa pamamagitan ng sapilitan na pagkakaroon ng carbon - C, nitrogen - N, hydrogen - H, oxygen - O. Sulfur - S ay madalas na matatagpuan.Sa kumplikadong protina na tinatawag na proteids, ang iba pang mga sangkap ay nakapaloob bilang karagdagan sa mga residue ng amino acid. Alinsunod dito, ang posporus - P, tanso - Cu, iron - Fe, yodo - Ako, selenium - Se ay maaaring nasa kanilang komposisyon.

Ang mga Aminocarboxylic acid ng likas na protina ay inuri sa istruktura ng kemikal at kahalagahan ng biological. Mahalaga ang pag-uuri ng kimikal para sa mga chemists, biological - para sa lahat.

Sa katawan ng tao ay palaging may dalawang daloy ng mga pagbabagong-anyo:

• ang pagkasira, oksihenasyon, pagtatapon ng mga produktong pagkain,
• biological synthesis ng mga bagong mahahalagang sangkap.

Ang 12 amino acid mula sa laging matatagpuan sa likas na protina ay maaaring malikha ng biological synthesis ng katawan ng tao. Ang mga ito ay tinatawag na mapagpapalit.

Ang 8 amino acid ay hindi kailanman synthesized sa mga tao. Ang mga ito ay kailangang-kailangan, dapat bigyan ng regular na pagkain.

Ayon sa pagkakaroon ng mga mahahalagang amino-carboxylic acid, ang mga protina ay nahahati sa dalawang klase.

• Ang kumpletong protina ay mayroong lahat ng mga amino acid na kinakailangan ng katawan ng tao. Ang kinakailangang hanay ng mga mahahalagang amino acid ay naglalaman ng mga protina ng cottage cheese, mga produkto ng pagawaan ng gatas, manok, karne ng mga baka, dagat at isda ng tubig-tabang.

• Sa mga may sira na protina, ang isa o higit pang mahalagang mga acid ay maaaring kulang. Kasama dito ang mga protina ng halaman.

Upang masuri ang kalidad ng mga protina sa pandiyeta, inihahambing ng komunidad ng medikal na mundo ang mga ito ng isang "mainam" na protina, na mahigpit na napatunayan ang mga sukat ng mahahalagang at mahahalagang amino acid. Sa likas na katangian, ang isang "mainam" na protina ay hindi umiiral. Bilang malapit sa kanya bilang mga protina ng hayop. Ang mga protina ng halaman ay madalas na hindi sapat sa normatibong konsentrasyon ng isa o higit pang mga amino acid. Kung ang nawawalang sangkap ay idinagdag, ang protina ay magiging kumpleto.

Ang pangunahing mapagkukunan ng protina ng halaman at pinagmulan ng hayop

Sa pamayanang pang-agham na pang-agham na nakatuon sa isang komprehensibong pag-aaral ng kimika sa pagkain, isang pangkat ng mga propesor na si A.P Nechaev, ang kanyang mga kasamahan, at mga mag-aaral. Tinukoy ng koponan ang nilalaman ng protina sa pangunahing mga produktong pagkain na magagamit sa merkado ng Russia.

• Mahalaga! Ang mga natukoy na numero ay nagpapabatid tungkol sa nilalaman ng protina sa 100 g ng produkto, napalaya mula sa hindi kanais-nais na bahagi.

• Ang pinakamalaking halaga ng protina ay matatagpuan sa toyo, mga buto ng kalabasa, at mga mani (34.9 - 26.3 g).
• Ang mga halagang mula 20 hanggang 30 gramo ay matatagpuan sa mga gisantes, beans, pistachios, at mga buto ng mirasol.
• Ang mga Almond, cashews, hazelnuts ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga numero mula 15 hanggang 20 gr.
• Ang mga walnuts, pasta, karamihan ng mga cereal (maliban sa bigas, mga grite ng mais) ay naglalaman ng 10 hanggang 15 gramo ng protina bawat 100 gramo ng produkto.
• Ang bigas, mga grito ng mais, tinapay, bawang, ang pinatuyong mga aprikot ay nahulog sa saklaw mula 5 hanggang 10 gr.
• Sa 100 gramo ng repolyo, kabute, patatas, prun, ilang mga varieties ng beet, ang nilalaman ng protina ay mula 2 hanggang 5 gramo.
• Ang mga pasas, labanos, karot, matamis na paminta ay may kaunting protina, ang kanilang mga tagapagpahiwatig ay hindi lalampas sa 2 gramo.

Kung hindi ka makahanap ng isang bagay ng halaman dito, kung gayon ang konsentrasyon ng protina sa ito ay masyadong mababa o wala ito. Halimbawa, sa mga fruit juice ay napakaliit ng protina, sa natural na langis ng gulay - hindi man.

• Ang maximum na konsentrasyon ng protina ay natagpuan sa mga isda ng isda, mahirap at naproseso na keso, at karne ng kuneho (mula 21.1 hanggang 28.9 g).
• Ang isang malaking bilang ng mga produkto ay naglalaman ng 15 hanggang 10 gramo ng protina. Ito ay isang ibon, isda ng dagat (maliban sa capelin), karne ng baka, hipon, pusit, cottage cheese, feta cheese, freshwater fish.
• Ang Capelin, itlog ng manok, baboy ay naglalaman ng 12.7 hanggang 15 gramo ng protina bawat 100 gramo ng produkto.
• Ang yogurt, curd cheese ay nailalarawan sa mga numero 5 - 7.1 gr.
• Ang gatas, kefir, gatas na inihurnong gatas, kulay-gatas, cream ay naglalaman ng 2.8 hanggang 3 gramo ng protina.

Ang impormasyon sa mga pangunahing mapagkukunan ng mga protina ng halaman at pinagmulan ng hayop sa mga produkto na sumailalim sa pagpoproseso ng teknolohikal na yugto (nilaga, sausage, ham, sausage) ay hindi interesado. Hindi inirerekomenda ang mga ito para sa regular na malusog na pagkain. Ang panandaliang paggamit ng naturang mga produkto ay hindi makabuluhan.

Ang papel ng protina sa nutrisyon

Bilang isang resulta ng mga metabolic na proseso sa katawan, ang mga bagong molekulang protina ay patuloy na nabuo, sa halip na ang mga dati. Ang rate ng synthesis sa iba't ibang mga organo ay hindi pareho. Ang mga protina ng hormon, halimbawa, insulin, ay naibalik (resynthesized) nang napakabilis, sa mga oras, minuto. Ang mga protina ng atay, mga bituka na mauhog na lamad ay nabagong muli sa loob ng 10 araw. Ang mga molekula ng protina ng utak, kalamnan, nag-uugnay na tisyu ay naibalik ang pinakamahaba, restorative synthesis (resynthesis) ay maaaring tumagal ng hanggang anim na buwan.

Ang proseso ng paggamit at synthesis ay nailalarawan sa isang balanse ng nitrogen.

• Sa isang nabuo na taong may buong kalusugan, ang balanse ng nitrogen ay zero. Sa kasong ito, ang kabuuang masa ng nitrogen na ibinibigay ng mga protina sa panahon ng nutrisyon ay katumbas ng masa na pinalabas ng mga produktong nabulok.
• Ang mga batang organismo ay mabilis na umuusbong. Ang balanse ng nitrogen ay positibo. Mayroong maraming protina, mas kaunti ang pinalabas.
• Sa pagtanda, may sakit na mga tao, negatibo ang balanse ng nitrogen. Ang masa ng nitrogen na inilabas kasama ang mga produktong metaboliko ay mas malaki kaysa sa natanggap na may paggamit ng pagkain.

Ang papel ng protina sa nutrisyon ay upang magbigay ng isang tao ng kinakailangang halaga ng mga sangkap ng amino acid na angkop para sa pakikilahok sa mga proseso ng biochemical ng katawan.

Upang matiyak ang isang normal na metabolismo, mahalagang malaman kung gaano karaming protina ang kinakailangang ubusin ng isang tao bawat araw.

Inirerekomenda ng mga pisyolohikal na Domestic at American na kumain ng 0.8 - 1 g ng protina bawat 1 kg ng timbang ng tao. Ang mga numero ay medyo na average. Ang halaga ay depende sa edad, likas na katangian ng trabaho, pamumuhay ng isang tao. Karaniwan, inirerekumenda nila ang pag-ubos mula sa 60 gramo hanggang 100 gramo ng protina bawat araw. Para sa mga kalalakihan na nakikibahagi sa pisikal na gawain, ang pamantayan ay maaaring tumaas sa 120 gramo bawat araw. Para sa mga sumasailalim sa operasyon, mga nakakahawang sakit, ang pamantayan ay nagdaragdag din sa 140 gramo bawat araw. Inirerekomenda ang mga diyabetis na diets na may mataas na nilalaman ng mga produktong protina, na maaaring umabot sa 140g bawat araw. Ang mga taong may sakit na metabolic, isang pagkahilig sa gout, ay dapat na kumonsumo ng mas kaunting protina. Ang pamantayan para sa kanila ay 20 - 40 gramo bawat araw.

Para sa mga taong kasangkot sa aktibong sports na nagdaragdag ng mass ng kalamnan, ang pamantayan ay nagdaragdag nang malaki, ay maaaring umabot sa 1.6-1.8 gramo bawat 1 kg ng timbang ng atleta.

• Mahalaga! Maipapayo para sa tagapagsanay na linawin ang sagot sa tanong - kung gaano karaming mga protina ang dapat kainin bawat araw sa panahon ng ehersisyo. Ang mga propesyonal ay may impormasyon tungkol sa mga gastos sa enerhiya para sa lahat ng mga uri ng pagsasanay, mga paraan upang mapanatili ang normal na paggana ng katawan ng atleta.

Para sa pagpapatupad ng lahat ng mga pag-andar sa physiological, mahalaga hindi lamang ang pagkakaroon ng mga mahahalagang amino acid sa protina, kundi pati na rin ang kahusayan ng kanilang asimilasyon. Ang mga molekula ng protina ay may iba't ibang mga antas ng samahan, pagkasunud, antas ng kakayahang magamit sa mga digestive enzymes. 96% ng mga protina ng gatas, ang mga itlog ay mabisang mabali. Sa karne, isda, 93-95% ng mga protina ay ligtas na hinukay. Ang pagbubukod ay ang mga protina ng balat at buhok. Ang mga produktong naglalaman ng protina ng gulay ay hinuhukay ng 60-80%. Sa mga gulay, 80% ng mga protina ay nasisipsip, sa patatas - 70%, sa tinapay - 62-86%.

Ang inirekumendang bahagi ng mga protina mula sa mga mapagkukunan ng hayop ay dapat na 55% ng kabuuang halaga ng mass ng protina.

• Ang kakulangan sa protina sa katawan ay humahantong sa mga makabuluhang pagbabago sa metaboliko. Ang ganitong mga pathologies ay tinatawag na dystrophy, kwashiorkor. Sa kauna-unahang pagkakataon, isang paglabag ay ipinahayag sa mga naninirahan sa mga ligaw na tribo ng Africa, na nailalarawan sa pamamagitan ng isang negatibong balanse ng nitrogen, may kapansanan na pag-andar ng bituka, pagkasayang ng kalamnan, at pag-unlad na paglaki. Ang bahagyang kakulangan sa protina ay maaaring mangyari sa mga katulad na sintomas, na maaaring banayad sa loob ng ilang oras. Lalo na mapanganib ang kawalan ng protina sa katawan ng bata. Ang gayong mga karamdaman sa pagdiyeta ay maaaring pukawin ang pisikal at intelektuwal na kahinaan ng isang lumalagong tao.

• Ang sobrang protina sa katawan ay nag-overload ng excretory system. Ang pagtaas sa mga bato ay tumataas. Sa umiiral na mga pathologies sa tisyu ng bato, ang proseso ay maaaring mapalubha. Napakasama nito kung ang labis na protina sa katawan ay sinamahan ng kakulangan ng iba pang mahahalagang sangkap ng pagkain. Noong unang panahon, sa mga bansa ng Asya ay mayroong isang paraan ng pagpapatupad, kung saan ang parusa ay pinapakain lamang ng karne. Bilang isang resulta, ang nagkasala ay namatay mula sa pagbuo ng mga produktong bulok sa bituka, kasunod ng pagkalason na ito.

Ang isang makatwirang diskarte sa pagbibigay ng katawan ng protina ay ginagarantiyahan ang epektibong operasyon ng lahat ng mga sistema ng buhay.

Pag-aaral ng kasaysayan

Ang protina ay unang nakuha (sa anyo ng gluten) noong 1728 ng Italian Jacopo Bartolomeo Beccari mula sa harina ng trigo. Ang mga protina ay nakahiwalay sa isang hiwalay na klase ng mga biological na molekula noong ika-18 siglo bilang isang resulta ng gawain ng Pranses na chemist na si Antoine de Fourcroix at iba pang mga siyentipiko na nabanggit ang pag-aari ng mga protina upang mag-coagulate (denature) sa ilalim ng impluwensya ng init o acid. Sa oras na iyon, ang mga protina tulad ng albumin ("itlog puti"), fibrin (protina mula sa dugo), at gluten mula sa mga butil ng trigo ay sinisiyasat.

Sa simula ng ika-19 na siglo, ang ilang impormasyon ay nakuha na sa sangkap na sangkap ng mga protina; kilala na ang mga amino acid ay nabuo sa panahon ng hydrolysis ng mga protina. Ang ilan sa mga amino acid na ito (hal. Glycine at leucine) ay nailalarawan na. Batay sa isang pagsusuri ng kemikal na komposisyon ng mga protina, ang kemikal na Dutch na si Gerrit Mulder ay nag-hypothesize na halos lahat ng mga protina ay may katulad na pormula ng empirikal. Noong 1836, iminungkahi ni Mulder ang unang modelo ng istruktura ng kemikal ng mga protina. Batay sa teorya ng mga radikal, siya pagkatapos ng ilang mga pagpipino ay natapos na ang minimal na yunit ng istruktura ng isang protina ay may mga sumusunod na komposisyon: C₄₀H₆₂N₁₀O₁₂. Tinawag niya ang yunit na ito na "protina" (Pr) (mula sa Greek. Protos - ang una, pangunahin), at ang teorya - "teorya ng protina". Ang salitang "protina" mismo ay iminungkahi ng Suweko na chemist na si Jacob Berzelius. Ayon kay Mulder, ang bawat protina ay binubuo ng maraming mga yunit ng protina, asupre at posporus. Halimbawa, iminungkahi niya na isulat ang pormula ng fibrin bilang 10PrSP. Pinag-aralan din ni Mulder ang mga produkto ng pagkasira ng mga protina - mga amino acid at para sa isa sa mga ito (leucine) na may isang maliit na bahagi ng pagkakamali, tinukoy niya ang bigat ng molekular - 131 dalton. Sa akumulasyon ng mga bagong data sa mga protina, ang teorya ng protina ay nagsimulang pinuna, ngunit, sa kabila nito, hanggang sa huling bahagi ng 1850s ay itinuturing pa ring kinikilala sa buong mundo.

Sa pagtatapos ng ika-19 na siglo, ang karamihan sa mga amino acid na bumubuo ng mga protina ay sinisiyasat. Sa huli 1880s. Siyentipiko ng Rusya A. Ya.Nabanggit ni Danilevsky ang pagkakaroon ng mga grupo ng peptide (CO - NH) sa molekula ng protina. Noong 1894, inihatid ng Aleman ng physiologist na si Albrecht Kossel ang isang teorya ayon sa kung aling mga amino acid ang pangunahing mga elemento ng istruktura ng mga protina. Sa simula ng ika-20 siglo, ang kemikal na Aleman na si Emil Fischer ay nag-eksperimentong nagpapatunay na ang mga protina ay binubuo ng mga residue ng amino acid na konektado ng mga bono ng peptide. Isinasagawa rin niya ang unang pagsusuri ng pagkakasunud-sunod ng amino acid ng protina at ipinaliwanag ang kababalaghan ng proteolysis.

Gayunpaman, ang gitnang papel ng mga protina sa mga organismo ay hindi kinikilala hanggang noong 1926, nang ang chemist ng Amerika na si James Sumner (mamaya isang Nobel Prize in Chemistry) ay nagpakita na ang urease enzyme ay isang protina.

Ang kahirapan sa paghihiwalay ng mga purong protina ay naging mahirap pag-aralan. Samakatuwid, ang mga unang pag-aaral ay isinasagawa gamit ang mga polypeptides na madaling malinis sa maraming dami, iyon ay, protina ng dugo, itlog ng manok, iba't ibang mga lason, pati na rin ang pagtunaw / metabolic enzymes na lihim pagkatapos ng pagpatay sa mga baka. Sa huling bahagi ng 1950s, ang kumpanya Armor Hot Dog Co nagawang i-clear ang isang kilo ng bovine pancreatic ribonuclease A, na kung saan ay naging isang pang-eksperimentong target para sa maraming mga pag-aaral.

Ang ideya na ang pangalawang istraktura ng mga protina ay ang resulta ng pagbuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga residue ng amino acid ay inilagay ni William Astbury noong 1933, ngunit si Linus Pauling ay itinuturing na unang siyentipiko na matagumpay na hulaan ang pangalawang istruktura ng mga protina. Nang maglaon, si Walter Kausman, batay sa gawain ng Kai Linnerstrom-Lang, ay gumawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa pag-unawa sa mga batas ng pagbuo ng tersiyaryong istruktura ng mga protina at ang papel ng mga interaksyon ng hydrophobic sa prosesong ito. Sa huling bahagi ng 1940 at unang bahagi ng 1950s, si Frederick Senger ay bumuo ng isang pamamaraan para sa pagkakasunud-sunod ng protina, kung saan tinukoy niya ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ng dalawang chain ng insulin noong 1955, na nagpapakita na ang mga protina ay mga linear polymers ng amino acid, at hindi branched (tulad ng ilang mga sugars ) chain, colloids o cyclols. Ang unang protina, ang pagkakasunud-sunod ng amino acid na kung saan ay itinatag ng mga siyentipiko / Ruso na siyentipiko, ay noong 1972 aspartate aminotransferase.

Ang mga unang spatial na istruktura ng mga protina na nakuha ng X-ray diffraction (X-ray diffraction analysis) ay nakilala noong huling bahagi ng 1950s at unang bahagi ng 1960, at ang mga istrukturang natuklasan gamit ang nuclear magnetic resonance noong 1980s. Noong 2012, ang Protein Data Bank ay naglalaman ng humigit-kumulang na 87,000 istruktura ng protina.

Noong ika-21 siglo, ang pananaliksik ng protina ay lumipat sa isang husay na antas, kung hindi lamang ang mga indibidwal na purong protina ay pinag-aralan, kundi pati na rin ang sabay-sabay na pagbabago sa bilang at post-translate na mga pagbabago ng isang malaking bilang ng mga protina ng mga indibidwal na cells, tisyu o buong organismo. Ang lugar na ito ng biochemistry ay tinatawag na proteomics. Gamit ang mga pamamaraan ng bioinformatics, naging posible hindi lamang upang maproseso ang data ng pagsusuri ng X-ray diffraction, kundi pati na rin upang mahulaan ang istraktura ng protina batay sa pagkakasunod-sunod ng amino acid. Sa kasalukuyan, ang cryoelectronic microscopy ng malalaking mga kumplikadong protina at ang hula ng spatial na mga istruktura ng mga domain ng protina gamit ang mga programa ng computer ay papalapit sa kawastuhan ng atomic.

Ang sukat ng protina ay maaaring masukat sa mga tuntunin ng mga residue ng amino acid o sa mga dalton (bigat ng molekular), ngunit dahil sa medyo malaking sukat ng molekula, ang mass ng protina ay ipinahayag sa mga nagmula na yunit - kilodalton (kDa). Ang mga protina ng lebadura, sa average, ay binubuo ng 466 residue ng amino acid at mayroong isang molekular na bigat na 53 kDa. Ang pinakamalaking protina na kasalukuyang kilala - titin - ay isang sangkap ng mga sarcomeres ng kalamnan, ang bigat ng molekular ng iba't ibang mga variant (isoform) ay nag-iiba sa saklaw mula sa 3000 hanggang 3700 kDa. Ang titin ng soleus muscle (lat. Soleus) ng isang tao ay binubuo ng 38,138 amino acid.

Amphotericity

Ang mga protina ay may pag-aari ng amphotericity, iyon ay, depende sa mga kondisyon, ipinapakita nila ang parehong acidic at pangunahing mga pag-aari. Sa mga protina, mayroong ilang mga uri ng mga grupo ng kemikal na may kakayahang ionization sa isang may tubig na solusyon: ang mga karboksilat na labi ng mga labi ng mga kadena ng mga acid amino acid (aspartic at glutamic acid) at mga grupo ng naglalaman ng nitrogen na mga kadena ng pangunahing amino acid (pangunahin ang pangkat na ε-amino ng lysine at ang amidine residue CNH (NH₂) arginine, sa isang bahagyang mas maliit na lawak - ang imidazole histidine nalalabi). Ang bawat protina ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang isoelectric point (pI) - medium acidity (pH), kung saan ang kabuuang singil ng kuryente ng mga molekula na ito ay zero at, nang naaayon, hindi sila gumagalaw sa electric field (halimbawa, sa pamamagitan ng electrophoresis). Sa punto ng isoelectric, ang hydration at solubility ng protina ay minimal. Ang halaga ng pI ay nakasalalay sa ratio ng acidic at basic amino acid residues sa isang protina: para sa mga protina na naglalaman ng maraming acidic amino acid residues, isoelectric point ay namamalagi sa acidic na rehiyon (ang mga naturang protina ay tinatawag na acidic), at sa mga protina na naglalaman ng higit pang mga pangunahing nalalabi, sila ay nasa rehiyon ng alkalina (pangunahing mga protina ) Ang halaga ng pI ng protina na ito ay maaari ring mag-iba depende sa lakas ng ionic at ang uri ng solusyon sa buffer kung saan ito matatagpuan, dahil ang mga neutral na asing-gamot ay nakakaapekto sa antas ng ionization ng mga grupong kemikal ng protina. Ang pI ng isang protina ay maaaring matukoy, halimbawa, mula sa isang curve ng titration o sa pamamagitan ng isoelectric na nakatuon.

Sa pangkalahatan, ang pI ng isang protina ay nakasalalay sa pagpapaandar na ginagawa nito: ang punto ng isoelectric na karamihan ng mga protina sa mga tisyu ng vertebrate ay saklaw mula 5.5 hanggang 7.0, ngunit sa ilang mga kaso ang mga halaga ay namamalagi sa matinding mga lugar: halimbawa, para sa pepsin, isang proteolytic enzyme ng isang malakas na acidic gastric juice pI

1, at para sa mga salmins - ang protamine protein ng salmon milk, isang tampok na kung saan ay isang mataas na nilalaman ng arginine - pI

12. Ang mga protina na nagbubuklod sa mga nucleic acid dahil sa pakikipag-ugnay ng electrostatic sa mga pangkat na pospeyt ay madalas na pangunahing protina. Ang isang halimbawa ng naturang mga protina ay ang mga histone at protamines.

Ano ang mga protina?

Ang mga protina ay mataas na timbang ng timbang na kumplikadong mga organikong compound na binubuo ng mga residue ng amino acid, na pinagsama sa isang espesyal na paraan. Ang bawat protina ay may sariling indibidwal na pagkakasunod-sunod ng amino acid, ang lokasyon nito sa espasyo. Mahalagang maunawaan na ang mga protina na pumapasok sa katawan ay hindi hinihigop ng mga ito sa isang hindi nagbabago na anyo, nahati sila sa mga amino acid at sa tulong ng katawan synthesize ang mga protina nito.

Ang 22 amino acid ay nakikilahok sa pagbuo ng mga protina, 13 sa mga ito ay maaaring ma-convert sa isa't isa, 9 - phenylalanine, tryptophan, lysine, histidine, threonine, leucine, valine, isoleucine, methionine - ay hindi maaaring palitan. Ang kakulangan ng hindi maipapalit na mga acid sa katawan ay hindi katanggap-tanggap, ito ay hahantong sa pagkagambala ng katawan.

Mahalaga hindi lamang ang katotohanan na ang protina ay pumapasok sa katawan, kundi pati na rin kung ano ang mga amino acid na binubuo nito!

Ano ang protina?

Mga protina (protina / polypeptides) - mga organikong sangkap, likas na polimer na naglalaman ng dalawampung nauugnay na amino acid. Nagbibigay ang mga kumbinasyon ng maraming uri. Ang katawan ay kinokontrol gamit ang synthesis ng labindalawang mapagpapalit na mga amino acid mismo.

Walo sa dalawampung mahahalagang amino acid na natagpuan sa protina ay hindi maaaring synthesized ng katawan sa kanilang sarili, sila ay nakuha gamit ang pagkain. Ito ang valine, leucine, isoleucine, methionine, tryptophan, lysine, threonine, phenylalanine, na mahalaga sa buhay.

Ano ang nangyayari protina

Makikilala sa pagitan ng hayop at gulay (ayon sa pinagmulan). Kinakailangan ang dalawang uri ng pagkonsumo.

Mga Hayop:

Ang itlog ng puti ay madali at halos ganap na hinihigop ng katawan (90-92%). Ang mga protina ng mga produktong ferment milk ay bahagyang mas masahol (hanggang sa 90%). Ang mga protina ng sariwang buong gatas ay nasisipsip kahit na mas mababa (hanggang sa 80%).
Ang halaga ng karne ng baka at isda sa pinakamahusay na kumbinasyon ng mga mahahalagang amino acid.

Gulay:

Ang toyo, canola at cottonseed ay may mahusay na ratio ng amino acid para sa katawan. Sa mga pananim, ang ratio na ito ay mas mahina.

Walang produkto na may isang mainam na ratio ng amino acid. Ang wastong nutrisyon ay nagsasangkot ng isang kumbinasyon ng mga protina ng hayop at gulay.

Ang batayan ng nutrisyon "ng mga patakaran" ay protina ng hayop. Mayaman ito sa mahahalagang amino acid, at nagbibigay ng mahusay na pagsipsip ng protina ng gulay.

Ang protina ay gumana sa katawan

Ang pagiging sa mga cell ng tisyu, gumaganap ito ng maraming mga function:

1. Pangangalagaan. Ang paggana ng immune system ay ang neutralisasyon ng mga dayuhang sangkap. Ang paggawa ng antibiotics ay nangyayari.
2. Transport. Ang supply ng iba't ibang mga sangkap, halimbawa, hemoglobin (supply ng oxygen).
3. Regulasyon. Pagpapanatili ng isang background sa hormonal.
4. Propulsyon. Ang lahat ng mga uri ng kilusan ay nagbibigay ng actin at myosin.
5. Plastik. Ang kondisyon ng nag-uugnay na tisyu ay kinokontrol ng nilalaman ng collagen.
6. Catalytic. Ito ay isang katalista at pinapabilis ang pagpasa ng lahat ng mga reaksyon ng biochemical.
7. Pag-iingat at paghahatid ng impormasyon ng gene (mga molekula ng DNA at RNA).
8. Enerhiya. Ang supply ng buong katawan na may lakas.

Ang iba ay nagbibigay ng paghinga, may pananagutan sa pagtunaw ng pagkain, umayos ang metabolismo. Ang photosensitive rhodopsin protein ay responsable para sa visual function.

Ang mga daluyan ng dugo ay naglalaman ng elastin, salamat dito ganap na sila gumagana. Ang fibrinogen protein ay nagbibigay ng coagulation ng dugo.

Mga sintomas ng kakulangan ng protina sa katawan

Ang kakulangan sa protina ay isang medyo pangkaraniwang pangyayari sa malnutrisyon at isang hyperactive lifestyle ng isang modernong tao. Sa isang banayad na form na ito ay ipinahayag sa regular na pagkapagod at mahinang pagganap. Sa pamamagitan ng pagtaas ng hindi sapat na dami, ang signal ng katawan sa pamamagitan ng mga sintomas:

1. Pangkalahatang kahinaan at pagkahilo. Nabawasan ang mood at aktibidad, ang hitsura ng pagkapagod ng kalamnan nang walang espesyal na pisikal na bigay, may kapansanan na koordinasyon ng mga paggalaw, pagpapahina ng pansin at memorya.
2. Sakit ng ulo at lalong lumalait na tulog. Ang nagresultang hindi pagkakatulog at pagkabalisa ay nagpapahiwatig ng kakulangan ng serotonin.
3. Madalas na swings ng mood, mga ungol. Ang kakulangan ng mga enzyme at hormones ay naghihikayat sa pagkaubos ng sistema ng nerbiyos: pagkamayamutin sa anumang kadahilanan, hindi makatwiran na agresibo, pagpigil sa emosyonal.
4. Maputla na balat, pantal. Sa isang kakulangan ng protina na naglalaman ng bakal, ang anemia ay bubuo, ang mga sintomas kung saan ang pagkatuyo at kalamnan ng balat, mauhog lamad.
5. Pamamaga ng mga paa't kamay. Ang isang mababang nilalaman ng protina ng plasma ay nagtataas ng balanse ng tubig-asin. Ang taba ng subutan ay nagtitipon ng likido sa mga bukung-bukong at ankles.
6. Ang mahinang paggaling ng mga sugat at pagkawasak. Ang pag-aayos ng cell ay naharang dahil sa kakulangan ng "materyal sa gusali".
7. Pagkasira at pagkawala ng buhok, pagkasira ng mga kuko. Ang hitsura ng balakubak dahil sa dry skin, exfoliation at cracking ng kuko plate ay ang pinaka-karaniwang signal ng katawan tungkol sa isang kakulangan ng protina. Ang buhok at mga kuko ay patuloy na lumalaki at agad na tumugon sa isang kakulangan ng mga sangkap na nagtataguyod ng paglago at mabuting kalagayan.
8. Hindi makatwirang pagbaba ng timbang. Ang paglaho ng mga kilo nang walang maliwanag na dahilan ay dahil sa pangangailangan ng katawan upang mabayaran ang kakulangan ng protina dahil sa kalamnan.
9. Pagkabigo ng mga vessel ng puso at dugo, ang hitsura ng igsi ng paghinga. Ang mga sistema ng paghinga, digestive, at genitourinary ay lumala rin. Ang dyspnea ay lilitaw nang walang pisikal na bigay, ubo na walang sipon at mga sakit sa viral.

Sa pamamagitan ng hitsura ng mga sintomas ng ganitong uri, dapat mong agad na baguhin ang pamumuhay at kalidad ng pagkain, isaalang-alang ang iyong pamumuhay, at kung pinalala, kumunsulta sa isang doktor.

Gaano karaming protina ang kinakailangan para sa asimilasyon

Ang rate ng pagkonsumo bawat araw ay nakasalalay sa edad, kasarian, uri ng trabaho. Ang data sa mga pamantayan ay ipinakita sa talahanayan (sa ibaba) at idinisenyo para sa normal na timbang.
Ang pagdurog ng protina na paggamit ng maraming beses ay opsyonal. Tinutukoy ng bawat isa ang isang maginhawang form para sa kanyang sarili, ang pangunahing bagay ay upang mapanatili ang pang-araw-araw na rate ng paggamit.

pisikal na aktibidadPanahon ng edad Ang paggamit ng protina bawat araw, g Para sa mga kalalakihanPara sa mga kababaihan KabuuanPinagmulan ng hayopKabuuanPinagmulan ng hayop Walang load18-4096588249 40-6089537545 Maliit na degree18-4099548446 40-6092507745 Katamtamang grado18-40102588647 40-6093517944 Mataas na degree18-40108549246 40-60100508543 Panahon18-4080487143 40-6075456841 Pagreretiro edad75456841

Mataas na nilalaman ng protina sa mga pagkain

Nakikilala ang mga pagkaing naglalaman ng protina:

Sa lahat ng mga uri ng karne, ang unang lugar pagkatapos ng nilalaman ng manok ay magiging karne ng baka: 18.9 g. Pagkatapos nito, baboy: 16.4 g, tupa: 16.2 g.

Ang seafood at pusit ang pinuno: 18.0 g.
Ang pinakamayaman na isda para sa protina ay salmon: 21.8 g, pagkatapos ay kulay rosas na salmon: 21 g, pike perch: 19 g, mackerel: 18 g, herring: 17.6 g at bakalaw: 17.5 g.

Kabilang sa mga produkto ng pagawaan ng gatas, kefir at kulay-gatas na mahigpit na hawakan ang posisyon: 3.0 g, pagkatapos ay gatas: 2.8 g.
Mga High Grains - Hercules: 13.1 g, millet: 11.5 g, semolina: 11.3 g

Alam ang pamantayan at isinasaalang-alang ang mga oportunidad sa pananalapi, maaari mong maayos na magsulat ng isang menu at siguraduhing madagdagan ito ng mga taba at karbohidrat.

Ang ratio ng protina sa nutrisyon

Ang proporsyon ng mga protina, taba, karbohidrat sa isang malusog na diyeta ay dapat na (sa gramo) 1: 1: 4. Ang susi sa balanse ng isang malusog na ulam ay maaaring kinakatawan sa ibang paraan: ang mga protina 25-35%, fats 25-35%, karbohidrat 30-50%.

Kasabay nito, dapat maging kapaki-pakinabang ang mga taba: langis ng oliba o linseed, nuts, isda, keso.

Ang mga karbohidrat sa isang plato ay mahirap pasta, anumang mga sariwang gulay, pati na rin mga prutas / pinatuyong prutas, mga produktong maasim-gatas.

Ang mga protina sa mga bahagi ay maaaring opsyonal na pinagsama: gulay + hayop.

Mga Amino Acid na Nasa loob ng Protein

Ang mapagpapalit ay maaaring mai-synthesize ng katawan mismo, ngunit ang kanilang suplay mula sa labas ay hindi kailanman mababaw. Lalo na sa isang aktibong pamumuhay at mahusay na pisikal na bigay.

Ang lahat nang walang pagbubukod ay mahalaga, ang pinakasikat sa kanila:

Alanine.
Pinasisigla nito ang metabolismo ng mga karbohidrat, tumutulong upang maalis ang mga lason. May pananagutan sa "kalinisan". Mataas na nilalaman sa karne, isda, mga produkto ng pagawaan ng gatas.

Arginine.
Ito ay kinakailangan upang kontrata ang anumang mga kalamnan, malusog na balat, kartilago at mga kasukasuan. Nagbibigay ng fat burn at immune system function. Ito ay sa anumang karne, gatas, anumang mga mani, gelatin.

Aspartic acid.
Nagbibigay ng balanse ng enerhiya. Nagpapabuti ng pag-andar ng gitnang sistema ng nerbiyos. Mahusay na muling idagdag ang mapagkukunan ng enerhiya ng mga pinggan ng baka at manok, gatas, asukal sa tubo. Na nilalaman sa patatas, mani, butil.

Histidine.
Ang pangunahing "tagabuo" ng katawan ay binago sa histamine at hemoglobin. Mabilis na nagpapagaling ng mga sugat, ay responsable para sa mga mekanismo ng paglago. Medyo marami sa gatas, cereal at anumang karne.

Serene.
Neurotransmitter, kailangang-kailangan para sa malinaw na paggana ng utak at gitnang sistema ng nerbiyos. May mga mani, karne, cereal, toyo.

Sa tamang nutrisyon at tamang paraan ng pamumuhay, ang lahat ng mga amino acid ay lilitaw sa katawan para sa synthesis ng "cubes" at pagmomodelo ng kalusugan, kagandahan at kahabaan ng buhay.

Ano ang nagiging sanhi ng kakulangan ng protina sa katawan

1. Madalas na nakakahawang sakit, humina ng immune system.
2. Ang stress at pagkabalisa.
3. Pagtanda at pagbagal ng lahat ng mga proseso ng metabolic.
4. Ang isang epekto ng paggamit ng mga indibidwal na gamot.
5. Mga kabiguan sa digestive tract.
6. Mga Pinsala
7. Pagkain batay sa mabilis na pagkain, agarang produkto, semi-tapos na mga produkto ng mababang kalidad.

Ang kakulangan ng isang solong amino acid ay titigil sa paggawa ng isang tiyak na protina. Ang katawan ay isinaayos sa prinsipyo ng "pagpuno ng mga voids", kaya ang nawawalang mga amino acid ay makuha mula sa iba pang mga protina. Ang "muling pagtatayo" na ito ay nakakagambala sa pag-andar ng mga organo, kalamnan, puso, utak at kasunod na pinasisigla ang sakit.

Ang kakulangan sa protina sa mga bata ay pumipigil sa paglaki, nagiging sanhi ng kapansanan sa pisikal at mental.
Ang pag-unlad ng anemia, ang hitsura ng mga sakit sa balat, patolohiya ng buto at kalamnan tissue ay hindi isang kumpletong listahan ng mga sakit. Malubhang dystrophy ng protina ay maaaring magresulta sa pagkabaliw at kwashiorkor (uri ng malubhang dystrophy dahil sa kakulangan ng mga protina).

Kapag ang protina ay nakakasama sa katawan

• labis na pagtanggap
• talamak na sakit ng atay, bato, puso at dugo vessel.

Hindi madalas na nangyayari ang Oversupply dahil sa hindi kumpletong pagsipsip ng isang sangkap ng katawan.Nangyayari ito sa mga nais madagdagan ang kalamnan sa lalong madaling panahon nang hindi sinusunod ang mga rekomendasyon ng mga trainer at nutrisyunista.

Ang mga problema sa "labis" na pagtanggap ay kinabibilangan ng:

Ang pagkabigo sa renal. Ang labis na halaga ng mga organo ng labis na karga ng protina, nakakagambala sa kanilang likas na pag-andar. Ang "Filter" ay hindi makayanan ang pag-load, lumilitaw ang sakit sa bato.

Sakit sa atay. Ang sobrang protina ay nag-iipon ng ammonia sa dugo, na nagpapalala sa kondisyon ng atay.

Ang pagbuo ng atherosclerosis. Karamihan sa mga produktong hayop, bilang karagdagan sa mga kapaki-pakinabang na sangkap, ay naglalaman ng mga nakakapinsalang taba at kolesterol.

Ang mga taong nagdurusa mula sa patolohiya ng atay, bato, cardiovascular at digestive system ay dapat limitahan ang paggamit ng protina.

Ang pag-aalaga sa kanilang sariling kalusugan ay gantimpala nang labis sa mga nag-aalala tungkol dito. Upang maiwasan ang mga malubhang kahihinatnan, kailangan mong alalahanin ang pangangailangan ng katawan para mabawi. Ang isang buong pahinga, nutrisyon, pagbisita sa mga espesyalista ay magpapatagal sa kabataan, kalusugan at buhay.

Solubility

Ang mga protina ay nag-iiba sa antas ng solubility sa tubig. Ang mga protina na natutunaw sa tubig ay tinatawag na albumin, kasama rito ang mga protina ng dugo at gatas. Upang hindi matutunaw, o scleroproteins, isama, halimbawa, keratin (ang protina na bumubuo sa buhok, buhok ng mga mammal, balahibo ng mga ibon, atbp.) At fibroin, na bahagi ng sutla at cobwebs. Ang solubility ng isang protina ay natutukoy hindi lamang sa pamamagitan ng istraktura nito, ngunit sa pamamagitan ng mga panlabas na kadahilanan, tulad ng likas na katangian ng solvent, lakas ng ionik, at ang pH ng solusyon.

Ang mga protina ay nahahati din sa hydrophilic (natutunaw ng tubig) at hydrophobic (water-repellent). Karamihan sa mga protina ng cytoplasm, nucleus, at intercellular na sangkap, kabilang ang hindi matutunaw na keratin at fibroin, ay hydrophilic. Karamihan sa mga protina na bumubuo ng biological membranes ay hydrophobic - integral membrane protein na nakikipag-ugnay sa mga hydrophobic lipids ng lamad (ang mga protina na ito, bilang panuntunan, ay mayroon ding mga hydrophilic site).

Ang biosynthesis ng protina sa katawan

Ang biosynthesis ng protina - ang pagbuo sa katawan ng nais na mga protina mula sa mga amino acid sa pamamagitan ng pagsasama-sama sa kanila ng isang espesyal na uri ng bono ng kemikal - ang chain ng polypeptide. Nag-iimbak ang DNA ng impormasyon tungkol sa istraktura ng mga protina. Ang synthesis mismo ay naganap sa isang espesyal na bahagi ng cell na tinatawag na ribosome. Ang RNA ay naglilipat ng impormasyon mula sa ninanais na gene (site ng DNA) hanggang sa ribosom.

Dahil ang biosynthesis ng protina ay multistage, kumplikado, ginagamit ang impormasyong inilatag sa batayan ng pagkakaroon ng tao - DNA, ang synthesis ng kemikal nito ay isang mahirap na gawain. Natutunan ng mga siyentipiko kung paano makakuha ng mga inhibitor ng ilang mga enzyme at hormones, ngunit ang pinakamahalagang gawain sa pang-agham ay ang pagkuha ng mga protina gamit ang genetic engineering.

Transport

Ang pagpapaandar ng transportasyon ng isang espesyal na protina ng dugo - hemoglobin. Salamat sa protina na ito, ang oxygen ay naihatid mula sa baga sa mga organo at tisyu ng katawan.

Ito ay binubuo sa aktibidad ng mga protina ng immune system na tinatawag na mga antibodies. Ito ay mga antibodies na nagbabantay sa kalusugan ng katawan, pinoprotektahan ito mula sa bakterya, mga virus, lason, at pinapayagan ang dugo na bumubuo ng isang clot sa lugar ng isang bukas na sugat.

Ang signal function ng mga protina ay upang magpadala ng mga signal (impormasyon) sa pagitan ng mga cell.

Mga Paraan ng Protina para sa isang Matanda

Ang pangangailangan ng katawan ng tao para sa protina direkta ay nakasalalay sa pisikal na aktibidad nito. Kung mas lumilipat kami, mas mabilis ang lahat ng mga reaksyon ng biochemical na nagpapatuloy sa ating katawan. Ang mga taong regular na nangangailangan ng halos dalawang beses ng mas maraming protina bilang average na tao. Ang kakulangan ng protina para sa mga taong kasangkot sa palakasan ay mapanganib na "pinatuyo" ang mga kalamnan at pagkapagod ng buong katawan!

Sa karaniwan, ang pamantayan ng protina para sa isang may sapat na gulang ay kinakalkula sa batayan ng isang koepisyent ng 1 g ng protina bawat 1 kg ng timbang, i.e. humigit-kumulang na 80-100 g para sa mga kalalakihan, 55-60 g para sa mga kababaihan. Pinapayuhan ang mga atleta ng lalaki na dagdagan ang halaga ng protina na natupok sa 170-200 g bawat araw.

Wastong nutrisyon ng protina para sa katawan

Ang tamang nutrisyon upang mababad ang katawan na may protina ay isang kombinasyon ng mga protina ng hayop at halaman. Ang antas ng asimilasyon ng protina mula sa pagkain ay nakasalalay sa pinagmulan nito at ang paraan ng paggamot sa init.

Kaya, humigit-kumulang 80% ng kabuuang paggamit ng protina ng hayop at 60% ng protina ng gulay ay nasisipsip ng katawan. Ang mga produkto ng pinagmulan ng hayop ay naglalaman ng isang mas malaking halaga ng protina sa bawat yunit ng masa kaysa sa gulay. Bilang karagdagan, ang komposisyon ng mga produktong "hayop" ay may kasamang lahat ng mga amino acid, at ang mga produktong halaman sa pagsasaalang-alang na ito ay itinuturing na mas mababa.

Mga pangunahing panuntunan sa nutrisyon para sa mas mahusay na pagsipsip ng protina:

• Isang banayad na paraan ng pagluluto - pagluluto, steaming, stewing. Ang pagpuno ay dapat na pinasiyahan.
• Inirerekomenda na kumain ng mas maraming isda at manok. Kung gusto mo talaga ng karne, pumili ng karne ng baka.
• Ang mga sabaw ay dapat ibukod mula sa diyeta, sila ay mataba at nakakapinsala. Sa matinding mga kaso, maaari mong lutuin ang unang ulam gamit ang "pangalawang sabaw".

Mga tampok ng nutrisyon ng protina para sa paglaki ng kalamnan

Ang mga atleta na aktibong nakakuha ng mass ng kalamnan ay dapat sumunod sa lahat ng mga rekomendasyon sa itaas. Karamihan sa kanilang diyeta ay dapat na mga protina ng pinagmulan ng hayop. Dapat silang kainin kasabay ng mga produktong protina ng gulay, kung saan ang toyo ay isang partikular na kagustuhan.

Kinakailangan na kumunsulta sa isang doktor at isaalang-alang ang paggamit ng mga espesyal na inuming protina, ang porsyento ng pagsipsip ng protina kung saan ay 97-98%. Ang espesyalista ay bawat isa ay pumili ng isang inumin, kalkulahin ang tamang dosis. Ito ay magiging kaaya-aya at kapaki-pakinabang na suplemento ng protina sa pagsasanay sa lakas.

Denaturation

Ang denaturation ng protina ay tumutukoy sa anumang mga pagbabago sa kanyang biological na aktibidad at / o mga katangian ng physicochemical na nauugnay sa pagkawala ng isang quaternary, tertiary o pangalawang istraktura (tingnan ang seksyon na "Protein istraktura"). Bilang isang patakaran, ang mga protina ay medyo matatag sa ilalim ng mga kondisyong iyon (temperatura, pH, atbp.) Na kung saan normal silang gumana sa katawan. Ang isang matalim na pagbabago sa mga kondisyong ito ay humahantong sa denaturation ng protina. Nakasalalay sa likas na katangian ng ahente ng denaturing, ang makina (malakas na pagpapakilos o pag-ilog), pisikal (pagpainit, paglamig, pag-iilaw, sonication) at kemikal (mga acid at alkalis, surfactants, urea) na denaturasyon ay nakikilala.

Ang denaturation ng protina ay maaaring kumpleto o bahagyang, baligtarin o hindi maibabalik. Ang pinakasikat na kaso ng hindi maibabalik na denaturation ng protina sa pang-araw-araw na buhay ay ang paghahanda ng isang itlog ng manok, kapag, sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura, ang natunaw na tubig na may protina na ovalbumin ay nagiging siksik, hindi malulutas at walang kabuluhan. Ang Denaturation sa ilang mga kaso ay mababawi, tulad ng sa pag-ulan ng mga nalulusaw na tubig na protina gamit ang ammonium salts (salting out method), at ang pamamaraang ito ay ginagamit bilang isang paraan upang linisin ang mga ito.

Ang mga molekula ng protina ay mga linear polimer na binubuo ng mga natitirang mga asido ng α-L-amino (na monomer), at binago din ang mga residue ng amino acid at mga sangkap ng hindi amino acid na likas na katangian ay maaaring isama sa komposisyon ng mga protina. Sa panitikan pang-agham, ang isa- o tatlong-titik na mga pagdadaglat ay ginagamit upang sumangguni sa mga amino acid. Bagaman sa unang tingin ay tila ang paggamit ng "tanging" 20 uri ng mga amino acid sa karamihan ng mga protina ay nililimitahan ang pagkakaiba-iba ng mga istruktura ng protina, sa katunayan, ang bilang ng mga pagpipilian ay maaaring hindi masobrahan: para sa isang kadena ng 5 mga residu ng amino acid, ito ay higit pa sa 3 milyon, at isang kadena ng 100 residu ng amino acid (maliit na protina) ay maaaring kinakatawan sa higit sa 10,130 na variant. Ang mga protina mula 2 hanggang ilang libu-libong mga residue ng amino acid sa haba ay madalas na tinatawag peptides, na may isang higit na antas ng polimeralisasyon - squirrels, bagaman ang dibisyon na ito ay napaka-di-makatwiran.

Kapag nabuo ang protina bilang isang resulta ng pakikipag-ugnayan ng pangkat na α-carboxyl (-COOH) ng isang amino acid na may pangkat na α-amino (-NH₂) ng isa pang amino acid, nabuo ang peptide bond. Ang mga dulo ng protina ay tinatawag na N- at C-terminus, depende sa alin sa mga grupo ng mga terminal ng amino acid nalalabi: -NH₂ o -COOH, ayon sa pagkakabanggit. Sa synthesis ng protina sa ribosom, ang una (N-terminal) na natitirang amino acid ay karaniwang ang nalalabi na methionine, at ang mga kasunod na nalalabi ay naka-attach sa C-terminus ng nauna.

Mga tampok ng nutrisyon ng protina, mga dieters

Ang mga nais mawalan ng timbang ay dapat kumain ng mga produktong protina ng hayop at gulay. Mahalaga na paghiwalayin ang kanilang paggamit, dahil ang oras para sa kanilang asimilasyon ay naiiba. Ang mga produktong matabang karne ay dapat itapon, ang mga patatas ay hindi dapat maabuso, ang mga cereal na may isang average na nilalaman ng protina ay dapat na gusto.

Huwag pumunta sa labis na labis at "umupo" sa isang diyeta sa protina. Hindi angkop ito sa lahat, dahil ang kumpletong pagbubukod ng mga karbohidrat ay hahantong sa isang pagbawas sa kapasidad at lakas ng pagtatrabaho. Ito ay sapat na upang kumain ng mga pagkain na naglalaman ng karbohidrat sa umaga - ito ay magbibigay ng enerhiya sa araw, sa hapon, kumain ng mababang protina na pagkain na protina. Upang bumubuo para sa kakulangan ng enerhiya sa gabi, ang katawan ay magsisimulang sunugin ang taba ng katawan, gayunpaman, ang prosesong ito ay magiging ligtas para sa kalusugan ng katawan.

Siguraduhing isama ang tama at maayos na inihanda na mga protina na pagkain sa iyong diyeta. Para sa katawan, ang protina ay ang pangunahing materyal sa gusali! Kasabay ng regular na pagsasanay, makakatulong ito sa iyo na bumuo ng isang magandang atletikong katawan!

Ang mga protina ay ang pinakamahalagang compound ng kemikal, kung wala ang impormasyong mahalaga sa katawan ay imposible. Ang mga protina ay binubuo ng mga enzymes, mga cell ng mga organo, tisyu. May pananagutan sila para sa metabolic, transportasyon at maraming iba pang mga proseso na nagaganap sa katawan ng tao. Ang mga protina ay hindi makakalap ng "sa reserba", samakatuwid dapat silang regular na inger. Ang mga ito ay partikular na kahalagahan para sa mga taong kasangkot sa palakasan, sapagkat ang mga protina ay kinokontrol.

Mga Antas ng Organisasyon

Iminungkahi ni K. Lindstrom-Lang na makilala ang 4 na antas ng istruktura ng istruktura ng mga protina: pangunahin, pangalawa, tersiyaryo at quaternary na istruktura. Kahit na ang dibisyon na ito ay medyo lipas na, patuloy itong ginagamit. Ang pangunahing istraktura (pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid) ng isang polypeptide ay natutukoy ng istraktura ng gene at genetic code, at ang mga istruktura ng mas mataas na mga order ay nabuo sa proseso ng natitiklop na protina. Bagaman ang spatial na istraktura ng protina bilang isang buo ay tinutukoy ng pagkakasunod-sunod ng amino acid, medyo labo at maaaring nakasalalay sa mga panlabas na kondisyon, samakatuwid mas tamang pag-usapan ang tungkol sa ginustong o pinaka masiglang na kanais-nais na pagsasaayos ng protina.

Pangunahing istruktura

Ang pangunahing istraktura ay ang pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid sa chain ng polypeptide. Ang pangunahing istraktura ng isang protina ay karaniwang inilarawan gamit ang solong o tatlong titik na pagtukoy para sa mga residue ng amino acid.

Ang mga mahahalagang tampok ng pangunahing istraktura ay mga konserbatibong motif - matatag na kumbinasyon ng mga residue ng amino acid na nagsasagawa ng isang tiyak na pag-andar at matatagpuan sa maraming mga protina. Ang mga konserbatibong motif ay napanatili sa panahon ng ebolusyon ng mga species, madalas na mahulaan ang paggana ng isang hindi kilalang protina mula sa kanila. Ang antas ng homology (pagkakapareho) ng mga pagkakasunud-sunod ng amino acid ng mga protina ng iba't ibang mga organismo ay maaaring magamit upang matantya ang distansya ng ebolusyon sa pagitan ng taxa na kinabibilangan ng mga organismo na ito.

Ang pangunahing istraktura ng isang protina ay maaaring matukoy ng mga pamamaraan ng pagkakasunud-sunod ng protina o sa pangunahing istraktura ng mRNA gamit ang talahanayan ng genetic code.

Pangalawang istraktura

Ang pangalawang istraktura ay ang lokal na pag-order ng isang fragment ng isang polypeptide chain na na-stabilize ng mga bono ng hydrogen.Ang mga sumusunod ay ang pinaka-karaniwang uri ng pangalawang istraktura ng protina:

• Ang mga hel-α ay siksik na lumilibot sa mahabang axis ng molekula. Ang isang pagliko ay 3.6 mga residue ng amino acid, ang helix pitch ay 0.54 nm (0.15 nm ay bumaba sa isang amino acid nalalabi). Ang spiral ay nagpapatatag ng mga bono ng hydrogen sa pagitan ng mga H at O ​​peptide group, na naitayo ang 4 na yunit. Bagaman ang α-helix ay maaaring maging kaliwa o kanang kamay, namamayani sa kanang mga protina. Ang spiral ay nabalisa ng mga pakikipag-ugnayan ng electrostatic ng glutamic acid, lysine, arginine. Malapit sa isa't isa, ang asparagine, serine, threonine at leucine residue ay maaaring makagambala sa pagbuo ng helix, mga residu ng proline na nagiging sanhi ng chain baluktot at guluhin din ang α-helice,
• Ang mga sheets-sheet (nakatiklop na layer) ay maraming mga zigzag polypeptide chain na kung saan ang mga bono ng hydrogen ay nabuo sa pagitan ng medyo malayo mula sa bawat isa (0.34 nm bawat residue ng amino acid) mga amino acid sa pangunahing istraktura o iba't ibang mga chain ng protina (sa halip na malapit sa spaced, tulad ng kaso maging sa α-helix). Ang mga kadena na ito ay karaniwang nakadirekta ng N-dulo sa kabaligtaran ng mga direksyon (antiparallel orientation) o sa isang direksyon (kahanay na β-istruktura). Posible rin ang pagkakaroon ng isang halo-halong β-istraktura na binubuo ng kahanay at antiparallel β-istruktura. Para sa pagbuo ng mga sheets-sheet, ang mga maliliit na sukat ng mga pangkat na bahagi ng mga amino acid ay mahalaga, karaniwang glycine at alanine namamayani,
• π-helix
• 3₁₀mga spiral
• walang hiwalay na mga fragment.

Istruktura ng tersiya

Ang istruktura ng tersiyaryo ay ang spatial na istraktura ng chain ng polypeptide. Sa istruktura, binubuo ito ng mga elemento ng isang pangalawang istraktura na nagpapatatag ng iba't ibang uri ng mga pakikipag-ugnayan kung saan ang mga pakikipag-ugnay ng hydrophobic ay isang mahalagang papel. Ang pagpapanatag ng istrukturang tersiyaryo ay nagsasangkot:

• covalent bond (sa pagitan ng dalawang nalalabi sa cysteine ​​- disulfide bridges),
• ionic bond sa pagitan ng walang tigil na sisingilin na mga bahagi ng mga amino residue acid,
• hydrogen bond
• mga pakikipag-ugnay sa hydrophobic. Kapag nakikipag-ugnay sa mga nakapalibot na mga molekula ng tubig, ang molekula ng protina ay nakatiklop upang ang mga nonpolar na bahagi ng mga amino acid ay ihiwalay mula sa aqueous solution, at ang mga polar hydrophilic side group ay lumilitaw sa ibabaw ng molekula.

Ang mga pag-aaral ng mga prinsipyo ng natitiklop na protina ay nagpakita na ito ay maginhawa upang makilala ang isa pang antas sa pagitan ng antas ng pangalawang istruktura at ang istraktura ng atomic spatial - ang natitiklop na motif (arkitektura, istruktura na motif). Ang motif ng estilo ay natutukoy ng magkakasamang pagsasaayos ng mga elemento ng pangalawang istraktura (α-helice at β-strands) sa loob ng domain ng protina - isang compact globule na maaaring magkaroon ng alinman sa kanyang sarili o maging bahagi ng isang mas malaking protina kasama ang iba pang mga domain. Isaalang-alang, halimbawa, ang isa sa mga katangian na motif ng istraktura ng mga protina. Ang globular protein na ipinakita sa figure sa kanan, triosophosphatisomerase, ay may isang natitiklop na motif na tinatawag na α / β-silindro: 8 kahanay na β-strands ang bumubuo ng isang β-silindro sa loob ng isa pang silindro na binubuo ng 8 α-helice. Ang motif na ito ay matatagpuan sa halos 10% ng mga protina.

Ito ay kilala na ang estilo ng mga motif ay medyo konserbatibo at matatagpuan sa mga protina na walang gumagana o mga evolutionary na relasyon. Ang pagpapasiya ng mga motibo ng istilo ay sumasailalim sa pisikal, o nakapangangatwiran na pag-uuri ng mga protina (tulad ng CATH o SCOP).

Upang matukoy ang spatial na istraktura ng protina, ginagamit ang mga pamamaraan ng pagsusuri ng pagkakaiba ng x-ray, nuclear magnetic resonance, at ilang uri ng mikroskopyo.

Istruktura ng kuwarter

Ang istraktura ng quaternary (o subunit, domain) ay ang magkakasamang pagsasaayos ng maraming polypeptide chain bilang bahagi ng isang solong protina.Ang mga molekula ng protina na bumubuo ng protina na may istraktura ng quaternary ay nabuo nang hiwalay sa mga ribosom at pagkatapos lamang ng pagtatapos ng synthesis ay bumubuo sila ng isang karaniwang supramolecular na istraktura. Ang isang protina ng quaternary na istraktura ay maaaring magsama ng parehong magkapareho at magkakaibang mga polypeptide chain. Ang pagpapanatag ng istruktura ng Quaternary ay nagsasangkot ng parehong mga uri ng mga pakikipag-ugnay tulad ng sa pagpapanatag ng Tertiary. Ang mga komplikadong protina ng Supramolecular ay maaaring binubuo ng dose-dosenang mga molekula.

Pag-uuri ayon sa uri ng gusali

Ang mga protina ay maaaring nahahati sa tatlong pangkat ayon sa pangkalahatang uri ng istraktura:

1. Ang mga protina ng Fibrillar - form polimer, ang kanilang istraktura ay karaniwang lubos na regular at suportado lalo na sa pamamagitan ng mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng iba't ibang mga chain. Bumubuo sila ng mga mikropilya, microtubule, fibril, at sinusuportahan ang istraktura ng mga cell at tisyu. Kasama sa mga protina ng Fibrillar ang keratin at collagen.
2. Ang mga globular na protina ay natutunaw sa tubig, ang pangkalahatang anyo ng molekula ay higit pa o mas mababa sa spherical.
3. Ang mga protina ng lamad - may mga domain na intersecting ang cell lamad, ngunit ang mga bahagi nito ay nakausli mula sa lamad sa intercellular environment at ng cell cytoplasm. Ang mga protina ng lamad ay kumikilos bilang mga receptor, iyon ay, nagpapadala sila ng mga signal, at nagbibigay din ng transportembrane transport ng iba't ibang mga sangkap. Ang mga transporter ng protina ay tiyak, ang bawat isa sa kanila ay dumadaan sa lamad lamang ng ilang mga molekula o isang tiyak na uri ng signal.

Simple at kumplikadong mga protina

Bilang karagdagan sa mga kadena ng peptide, maraming mga protina din ang nagsasama ng mga non-amino acid groups, at sa pamamagitan ng criterion protein na ito ay nahahati sa dalawang malaking grupo - simple at kumplikadong protina (proteids). Ang mga simpleng protina ay binubuo lamang ng mga chain ng polypeptide, ang mga kumplikadong protina ay naglalaman din ng mga hindi amino acid, o prosthetic, mga grupo. Depende sa kemikal na likas na katangian ng mga grupo ng prosthetic, ang mga sumusunod na klase ay nakikilala sa mga kumplikadong protina:

Ang mga glycoproteins na naglalaman ng mga nalalabi na covalently na maiugnay sa karbohidrat bilang isang grupo ng prosthetic, ang mga glycoproteins na naglalaman ng mga residu ng mucopolysaccharide ay kabilang sa subclass ng mga proteoglycans. Sa pagbuo ng isang bono na may mga natitirang karbohidrat, ang mga hydroxyl na grupo ng serine o threonine ay karaniwang kasangkot. Karamihan sa mga extracellular protein, sa partikular na mga immunoglobulins, ay glycoproteins. Sa mga proteoglycans, ang bahagi ng karbohidrat

95% ng kabuuang masa ng molekula ng protina, sila ang pangunahing sangkap ng intercellular matrix,

2. Ang biological na kahulugan ng pagpaparami ng mga organismo. Mga pamamaraan ng pagpaparami.

1. Ang pagpaparami at ang kahalagahan nito.

Reproduction - pagpaparami ng mga katulad na organismo, na nagbibigay

ang pagkakaroon ng mga species para sa maraming millennia na nag-aambag sa isang pagtaas sa

ang bilang ng mga indibidwal ng mga species, ang pagpapatuloy ng buhay. Asexual, sekswal at

vegetative pagpapalaganap ng mga organismo.

2. Ang pagpaparami ng asexual ay ang pinaka sinaunang paraan. Sa

ang isang organismo ay kasangkot sa pakikipagtalik, habang madalas na nakikilahok sa sekswal

dalawang indibidwal. Sa mga halaman, asexual pagpaparami gamit ang spores - isa

dalubhasang mga cell. Pagpapalaganap sa pamamagitan ng spores ng algae, Moss, horsetail,

mandarambong, pako. Rash ng spores mula sa mga halaman, ang kanilang pagtubo at pag-unlad ng

sila ng mga bagong subsidiary organismo sa kanais-nais na mga kondisyon. Pagkamatay ng isang malaking bilang

pagtatalo na nahuhulog sa masamang kondisyon. Mababang posibilidad ng paglitaw

mga bagong organismo mula sa spores dahil naglalaman sila ng kaunting mga nutrisyon at

ang seedling ay sumisipsip sa kanila higit sa lahat mula sa kapaligiran.

3. Pagpapalaganap ng gulay - pagpapalaganap ng mga halaman na may

gamit ang mga vegetative organ: aerial o underground shoots, mga bahagi ng ugat,

dahon, tuber, bombilya. Pakikilahok sa pagpapalaganap ng vegetative ng isang organismo

o mga bahagi nito. Ang ugnayan ng halaman ng anak na babae kasama ang ina, tulad nito

patuloy ang pag-unlad ng katawan ng ina. Mahusay na kahusayan at

ang pagkalat ng vegetative pagpapalaganap sa likas na katangian, bilang isang subsidiary organism

nabuo nang mas mabilis mula sa bahagi ng ina kaysa sa spore. Mga Halimbawa ng Gulay

pag-aanak: gamit ang rhizomes - liryo ng lambak, mint, wheatgrass, atbp

mas mababang mga sanga na humahawak sa lupa (layering) - currant, wild grapes, bigote

- strawberry, bombilya - tulip, daffodil, crocus. Paggamit ng vegetative

pag-aanak kapag lumalaki ang mga nakatanim na halaman: ang patatas ay pinalaganap ng mga tubers,

bombilya - sibuyas at bawang, layering - currant at gooseberries, ugat

supling - seresa, plum, pinagputulan - mga puno ng prutas.

4. Ang pagpaparami ng sekswal. Ang kakanyahan ng pagpaparami ng sekswal

sa pagbuo ng mga cell ng mikrobyo (gametes), ang pagsasanib ng selula ng mikrobyo ng lalaki

(sperm) at babae (itlog) - pagpapabunga at pagbuo ng isang bago

isang anak na babae na organismo mula sa isang pataba na itlog. Salamat sa pagpapabunga

isang subsidiary organism na may mas magkakaibang hanay ng mga kromosoma, na nangangahulugang may higit pa

iba't ibang mga namamana na katangian, bilang isang resulta kung saan ito ay maaaring maging

mas nababagay sa tirahan. Ang pagkakaroon ng sekswal na pagpaparami sa

algae, mosses, ferns, gymnosperms at angiosperms. Komplikasyon

ang sekswal na proseso sa mga halaman sa panahon ng kanilang ebolusyon, ang hitsura ng pinaka kumplikado

form sa mga halaman ng buto.

5. Ang pagpapalaganap ng binhi ay nangyayari sa tulong ng mga buto,

ito ay katangian ng gymnosperma at angiosperms (angiosperms

laganap din ang vegetative propagation). Pagkakasunud-sunod ng mga hakbang

pagpapalaganap ng binhi: polinasyon - paglilipat ng pollen sa stigma ng isang pistil, nito

pagtubo, paglitaw sa pamamagitan ng paghahati ng dalawang tamud, ang kanilang pag-unlad sa

ovule, pagkatapos ay ang pagsasanib ng isang tamud na may isang itlog, at ang iba pang kasama

pangalawang nucleus (sa angiosperms). Pagbubuo ng ovule seed -

ang embryo na may isang suplay ng mga nutrisyon, at mula sa mga dingding ng obaryo - ang pangsanggol. Binhi -

ang mikrobyo ng isang bagong halaman, sa kanais-nais na mga kondisyon, umusbong ito at sa unang pagkakataon

Ang punla ay pinapakain ng mga sustansya ng binhi, at pagkatapos ay ang mga ugat nito

simulang sumipsip ng tubig at mineral mula sa lupa, at ang mga dahon - carbon dioxide

gas mula sa hangin sa sikat ng araw. Ang malayang buhay ng isang bagong halaman.

Mga biophysics ng protina

Ang mga pisikal na katangian ng protina sa cell, isinasaalang-alang ang lamad ng tubig at pagdarasal ng macromolecule (eng.) napaka kumplikado. Ang hypothesis ng isang protina bilang isang iniutos na "tulad ng kristal na sistema" - isang "aperiodic crystal" - ay suportado ng X-ray diffraction analysis (hanggang sa isang resolusyon ng 1 angstrom), mataas na density ng packing, pakikipagtulungan ng proseso ng denaturation at iba pang mga katotohanan.

Sa pabor ng isa pang hypothesis, ang likido na tulad ng mga protina sa mga proseso ng mga intraglobular na paggalaw (modelo ng limitadong hopping o patuloy na pagsasabog) ay pinatunayan ng mga eksperimento sa neutron na nagkalat, Mössbauer spectroscopy.

Pamamaraan sa unibersal: ribosomal synthesis

Ang mga protina ay synthesized ng mga nabubuhay na organismo mula sa mga amino acid batay sa impormasyong naka-encode sa mga gene. Ang bawat protina ay binubuo ng isang natatanging pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid, na natutukoy ng pagkakasunod-sunod ng nucleotide ng gene na naka-encode ng protina. Ang genetic code ay isang paraan ng pagsasalin ng pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng DNA (sa pamamagitan ng RNA) sa pagkakasunud-sunod ng amino acid ng isang chain ng polypeptide. Natutukoy ng code na ito ang pagsusulatan ng mga seksyon ng trinucleotide ng RNA, na tinatawag na mga codon, at ilang mga amino acid na kasama sa protina: ang pagkakasunud-sunod ng AUG nucleotide, halimbawa, ay tumutugma sa methionine. Dahil ang DNA ay binubuo ng apat na uri ng mga nucleotide, ang kabuuang bilang ng mga posibleng codon ay 64, at dahil 20 na mga amino acid ang ginagamit sa mga protina, maraming mga amino acid ang natutukoy ng higit sa isang codon. Ang tatlong mga codon ay hindi gaanong mahalaga: nagsisilbi sila bilang mga senyas ng paghinto para sa synthesis ng chain ng polypeptide at tinawag na mga terminong coding, o itigil ang mga codon.

Ang mga protina ng pag-encode ng gen ay unang na-transcribe sa pagkakasunud-sunod ng nucleotide ng messenger RNA (mRNA) ng RNA polymerase enzymes. Sa karamihan ng mga kaso, ang mga protina ng mga nabubuhay na organismo ay synthesized sa ribosom - multicomponent molekular machine na nasa cytoplasm ng mga cell. Ang proseso ng synthesizing isang polypeptide chain sa pamamagitan ng isang ribosome sa isang mRNA matrix ay tinatawag na pagsasalin.

Ang ribosomal protein synthesis ay panimula sa parehong prokaryotes at eukaryotes, ngunit naiiba sa ilang mga detalye. Sa gayon, ang prokaryotic mRNA ay mababasa ng mga ribosom sa pagkakasunud-sunod ng amino acid na mga protina kaagad pagkatapos ng transkrip o bago pa ito makumpleto. Sa mga eukaryote, ang pangunahing transcript ay dapat munang dumaan sa isang serye ng mga pagbabago at lumipat sa cytoplasm (sa lokasyon ng ribosom), bago magsimula ang pagsasalin. Ang rate ng protina synthesis ay mas mataas sa prokaryotes at maaaring umabot sa 20 amino acid bawat segundo.

Bago pa man magsimula ang pagsasalin, ang mga aminoacyl-tRNA synthetase enzymes ay partikular na ikakabit ang mga amino acid sa kanilang kaukulang transportasyon RNA (tRNA). Ang isang rehiyon ng tRNA, na tinatawag na anticodon, ay maaaring magdagdag ng pares gamit ang isang mRNA codon, sa gayon tinitiyak ang pagsasama ng isang residue ng amino acid na nakalakip sa tRNA sa chain ng polypeptide alinsunod sa genetic code.

Sa panahon ng paunang yugto ng pagsasalin, pagsisimula, ang initiator (karaniwang methionine) na codon ay kinikilala ng maliit na subunit ng ribosom, kung saan nakalakip ang aminoacylated methionine tRNA gamit ang mga salik na protina ng pagsisimula. Matapos makilala ang panimulang codon, ang malaking subunit ay sumali sa maliit na subunit ng ribosom, at ang pangalawang yugto ng pagsasalin, ang pagpahaba, ay nagsisimula. Sa bawat hakbang ng ribosom mula sa 5'-3'-end ng mRNA, ang isang codon ay binabasa sa pamamagitan ng pagbubuo ng mga bono ng hydrogen sa pagitan nito at ang transportasyon na RNA na pantulong dito, kung saan nakalakip ang kaukulang amino acid nalalabi. Ang pagbuo ng isang peptide bond sa pagitan ng huling amino acid nalalabi ng lumalagong peptide at ang amino acid nalalabi na naka-attach sa tRNA ay catalyzed ng ribosomal RNA (rRNA), na bumubuo ng peptidyl transferase center ng ribosom. Ang posisyon na ito ay naglalagay ng mga atom at carbon atoms sa isang posisyon na kanais-nais para sa pagpasa ng reaksyon. Ang pangatlo at pangwakas na yugto ng pagsasalin, pagwawakas, ay nangyayari kapag ang ribosome ay umabot sa stop codon, pagkatapos kung saan ang mga kadahilanan ng pagtatapos ng protina ay idinidikit ang koneksyon sa pagitan ng huling tRNA at ang polypeptide chain, na huminto sa synthesis nito. Sa ribosom, ang mga protina ay palaging synthesized mula sa N- hanggang C-terminus.

Synthesis ng Neribosomal

Sa mas mababang fungi at ilang mga bakterya, ang isang karagdagang (non-ribosomal, o multienzyme) na pamamaraan ng biosynthesis ng peptides, karaniwang ng maliit at hindi pangkaraniwang istraktura, ay kilala.Ang synthesis ng mga peptides na ito, karaniwang pangalawang metabolites, ay isinasagawa ng isang mataas na molekular na protina ng timbang na protina, synthase ng NRS, nang walang direktang pakikilahok ng mga ribosom. Ang synthase ng NRS ay karaniwang binubuo ng maraming mga domain o indibidwal na mga protina na pumili ng mga amino acid, bumubuo ng isang peptide bond at naglalabas ng isang synthesized peptide. Sama-sama, ang mga domain na ito ang bumubuo sa module. Tinitiyak ng bawat module ang pagsasama ng isang amino acid sa synthesized peptide. Ang mga synthases ng NRS ay maaaring samahan ng isa o higit pang mga module. Minsan, ang mga kumplikadong ito ay nagsasama ng isang domain na may kakayahang isomerizing L-amino acid (normal form) sa isang D-form.

Synthesis ng kemikal

Ang mga maikling protina ay maaaring synthesized chemically gamit ang mga pamamaraan ng organikong synthesis, halimbawa, chemical ligation. Kadalasan, ang synthesis ng kemikal ng peptide ay nangyayari sa direksyon mula sa C-terminus hanggang sa N-terminus, kumpara sa ribosome biosynthesis. Ang pamamaraan ng synthesis ng kemikal ay gumagawa ng mga maikling immunogenic peptides (epitope), na pagkatapos ay na-injected sa mga hayop upang makakuha ng mga tukoy na antibodies o hybridomas. Bilang karagdagan, ang pamamaraang ito ay ginagamit din upang makakuha ng mga inhibitor ng ilang mga enzyme. Pinapayagan ng kemikal na synthesis ang pagpapakilala ng mga residue ng amino acid na hindi matatagpuan sa maginoo na mga protina, halimbawa, ang mga may mga label ng fluorescence na nakakabit sa kanilang mga kadena. Ang mga pamamaraan ng kemikal para sa synthesis ng mga protina ay may maraming mga limitasyon: ang mga ito ay hindi epektibo sa isang protina na haba ng higit sa 300 na natitirang mga amino acid, ang mga artipisyal na synthesized na protina ay maaaring magkaroon ng hindi regular na istrukturang tersiyaryo at kawalan ng katangian na mga pagbabago sa post-translational (tingnan sa ibaba).

Pagbabago sa post-translate

Matapos kumpleto ang pagsasalin, ang karamihan sa mga protina ay sumasailalim sa karagdagang mga pagbabago sa kemikal na tinatawag na mga pagbabago sa post-translational. Mahigit sa dalawang daang mga variant ng post-translational modification ng mga protina ay alam.

Ang mga pagbabago sa post-translational ay maaaring umayos sa habang-buhay na mga protina sa cell, ang kanilang aktibidad sa enzymatic at pakikipag-ugnayan sa iba pang mga protina. Sa ilang mga kaso, ang mga pagbabago sa post-translate ay isang sapilitan yugto ng pagkahinog ng protina, kung hindi man ito ay hindi aktibo. Halimbawa, sa pagkahinog ng insulin at ilang iba pang mga hormone, kinakailangan ang limitadong proteolysis ng chain ng polypeptide, at sa pagkahinog ng mga protina ng lamad ng plasma, kinakailangan ang glycosylation.

Ang mga pagbabago sa post-translational ay maaaring kapwa malawak at bihirang, hanggang sa mga natatanging. Ang isang halimbawa ng isang unibersal na pagbabago ay ang ubiquitination (kalakip ng isang kadena ng ilang mga molekula ng maikling ubiquitin protina sa isang protina), na nagsisilbing isang senyas para sa pag-alis ng protina na ito ng proteasome. Ang isa pang karaniwang pagbabago ay glycosylation - tinatayang na ang kalahati ng mga protina ng tao ay glycosylated. Ang mga pagbabago sa rare ay kinabibilangan ng tyrosination / detirozination at polyglycylation ng tubulin.

Ang isa at ang parehong protina ay maaaring dumaan sa maraming mga pagbabago. Kaya, ang mga histones (protina na bahagi ng chromatin sa eukaryotes) sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ay maaaring sumailalim sa higit sa 150 iba't ibang mga pagbabago.

Ang mga pagbabago sa post-translational ay nahahati sa:

• pangunahing pagbabago sa circuit,
  • cleavage ng nalalabi na N-terminal methionine,
  • limitadong proteolysis - pag-alis ng isang fragment ng protina na maaaring mangyari mula sa mga dulo (paghahati ng mga pagkakasunud-sunod ng signal) o, sa ilang mga kaso, sa gitna ng molekula (pagkahinog ng insulin),
  • ang pagkakabit ng iba't ibang mga grupo ng kemikal upang palayain ang mga grupo ng amino at carboxyl (N-acylation, myristoylation, atbp.),
• pagbabago ng mga gilid na kadena ng mga amino acid,
  • ang karagdagan o cleavage ng mga maliliit na grupo ng kemikal (glycosylation, phosphorylation, atbp.),
  • ang pagdaragdag ng mga lipid at hydrocarbons,
  • pagbabago ng karaniwang mga amino acid residues sa non-standard (ang pagbuo ng citrulline),
  • ang pagbuo ng mga disulfide na tulay sa pagitan ng mga nalalabi sa cysteine,
• ang pagdaragdag ng mga maliliit na protina (sumoylation at ubiquitination).

Intracellular transportasyon at pag-uuri

Ang mga protina na synthesized sa cytoplasm ng isang eukaryotic cell ay dapat na dalhin sa iba't ibang mga organoids ng cell: ang nucleus, mitochondria, endoplasmic reticulum (EPR), Golgi apparatus, lysosomes, atbp, at ilang mga protina ay dapat pumasok sa extracellular medium. Upang makapasok sa isang tiyak na seksyon ng cell, ang protina ay dapat magkaroon ng isang tiyak na label. Sa karamihan ng mga kaso, ang nasabing isang label ay bahagi ng pagkakasunod-sunod ng amino acid ng protina mismo (pinuno ng peptide, o pagkakasunud-sunod ng signal ng protina), ngunit sa ilang mga kaso, ang mga oligosaccharides na nakakabit sa protina ay ang label.

Ang transportasyon ng mga protina sa EPR ay isinasagawa habang ang mga ito ay synthesized, dahil ang ribosom ay synthesizing ang mga protina na may isang pagkakasunod-sunod ng signal para sa EPR "umupo" sa mga espesyal na protina sa panlabas na lamad nito. Mula sa EPR hanggang sa Golgi apparatus, at mula roon hanggang sa mga lysosome at sa panlabas na lamad o sa extracellular medium, ang mga protina ay pumasok sa pamamagitan ng vesicular transport. Ang mga protina na may isang signal ng nuclear localization ay pumapasok sa nucleus sa pamamagitan ng mga nukleyar na pores. Sa mitochondria at chloroplast, ang mga protina na nagtataglay ng kaukulang mga pagkakasunud-sunod ng signal ay pumasok sa tukoy na mga pores na tagasalin ng protina sa pakikilahok ng mga chaperone.

Pagpapanatili ng istraktura at marawal na kalagayan

Ang pagpapanatili ng tamang spatial na istraktura ng mga protina ay mahalaga para sa kanilang normal na paggana. Ang maling pagkatiklop ng mga protina na humahantong sa kanilang pagsasama ay maaaring sanhi ng mga mutasyon, oksihenasyon, mga kondisyon ng stress, o pandaigdigang pagbabago sa pisyolohiya ng cell. Ang pagsasama-sama ng mga protina ay isang katangian ng tanda ng pag-iipon. Ito ay pinaniniwalaan na ang hindi tamang protina na natitiklop ay ang sanhi o exacerbation ng mga sakit tulad ng cystic fibrosis, lysosomal na akumulasyon. pati na rin ang mga sakit na neurodegenerative (Alzheimer, Huntington at Parkinson's).

Sa proseso ng ebolusyon ng cell, ang apat na pangunahing mekanismo ay binuo upang salungat ang pagsasama-sama ng protina. Ang unang dalawa - paulit-ulit na natitiklop na (pagdidikit) sa tulong ng mga chaperones at cleavage na may mga protease - ay matatagpuan sa parehong bakterya at mas mataas na mga organismo. Ang autophagy at ang akumulasyon ng hindi wastong nakatiklop na mga protina sa mga espesyal na non-membrane organelles ay katangian ng eukaryotes.

Ang kakayahan ng mga protina upang maibalik ang tamang three-dimensional na istraktura pagkatapos ng denaturation ay pinahihintulutan kaming hypothesize na ang lahat ng impormasyon tungkol sa panghuling istraktura ng protina ay nilalaman sa pagkakasunod-sunod ng amino acid. Sa kasalukuyan, ang teorya na ang matatag na pagbabagong-anyo ng isang protina ay may kaunting libreng enerhiya ay inihahambing sa iba pang mga posibleng pagtalima ng polypeptide na ito.

Sa mga cell mayroong isang pangkat ng mga protina na ang pagpapaandar ay upang matiyak ang tamang pag-fold ng iba pang mga protina pagkatapos ng kanilang synthesis sa ribosome, upang maibalik ang istraktura ng mga protina pagkatapos ng kanilang pinsala, pati na rin ang paglikha at dissociation ng mga kumplikadong protina. Ang mga protina na ito ay tinatawag na chaperones. Ang konsentrasyon ng maraming chaperones sa cell ay nagdaragdag ng isang matalim na pagtaas sa ambient na temperatura, kaya kabilang sila sa pangkat na Hsp (mga heat shock protein). Ang kahalagahan ng normal na paggana ng mga chaperones para sa paggana ng katawan ay maaaring mailarawan ng halimbawa ng α-crystallin chaperone, na bahagi ng lens ng mata ng tao. Ang mga mutasyon sa protina na ito ay humahantong sa pag-ulap ng lens dahil sa pagsasama-sama ng mga protina at, bilang resulta, sa mga katarata.

Kung ang istrukturang tersiyaryo ng mga protina ay hindi maibabalik, nawasak sila ng cell. Ang mga enzyme na nagpapabagal sa mga protina ay tinatawag na mga protease.Sa site ng pag-atake ng molekula ng substrate, ang mga proteolytic enzymes ay nahahati sa mga endopeptidases at exopeptidases:

• Ang mga endopeptidases, o mga protina, ay nagtatali ng mga bono ng peptide sa loob ng chain ng peptide. Kinikilala nila at nagbubuklod ng mga maikling pagkakasunud-sunod ng peptide ng mga substrates at medyo partikular na hydrolyze ang mga bono sa pagitan ng ilang mga residue ng amino acid.
• Ang mga Exopeptidases hydrolyze peptides mula sa mga dulo ng chain: aminopeptidases mula sa N-terminus, carboxypeptidases mula sa C-terminus. Sa wakas, ang mga dipeptidases ay dumidikit lamang sa mga dipeptides.

Ayon sa mekanismo ng catalysis, ang International Union for Biochemistry at Molecular Biology ay kinikilala ang ilang mga klase ng mga protease, kasama ang serine proteases, aspartic proteases, cysteine ​​proteases, at metalloproteases.

Ang isang espesyal na uri ng protease ay ang proteasome, isang malaking multisubunit na protease na naroroon sa nucleus at cytoplasm ng eukaryotes, archaea, at ilang mga bakterya.

Upang ang target na protina ay mai-clear ng proteasome, dapat itong maparkahan sa pamamagitan ng paglakip ng isang maliit na protina ng ubiquitin dito. Ang karagdagan reaksyon ng ubiquitin ay na-catalyzed ng mga enzyme na ubiquitin ligases. Ang pagdaragdag ng unang ubiquitin molekula sa protina ay nagsisilbing isang senyas para sa mga ligases para sa karagdagang pagdaragdag ng mga ubiquitin molekula. Bilang isang resulta, ang isang polyubiquitin chain ay nakadikit sa protina, na nagbubuklod sa proteasome at tinitiyak ang pag-clear ng target na protina. Sa pangkalahatan, ang sistemang ito ay tinatawag na ubiquitin na nakasalalay sa protina na nakapanghinawa. Ang pagkasira ng 80-90% ng mga intracellular protein ay nangyayari sa paglahok ng proteasome.

Ang pagkasira ng protina sa mga peroxisome ay mahalaga para sa maraming mga proseso ng cellular, kabilang ang siklo ng cell, regulasyon ng expression ng gene, at pagtugon sa oxidative stress.

Ang Autophagy ay ang proseso ng pagwawasak ng matagal na buhay na biomolecules, sa partikular na mga protina, pati na rin ang mga organelles sa lysosome (sa mga mammal) o mga vacuoles (sa lebadura). Sinamahan ng Autophagy ang mahahalagang aktibidad ng anumang normal na cell, ngunit ang kakulangan ng mga sustansya, ang pagkakaroon ng nasirang organelles sa cytoplasm at, sa wakas, ang pagkakaroon ng bahagyang denatured na mga protina at ang kanilang mga pinagsama-sama sa cytoplasm ay maaaring magsilbing stimuli para sa pagpapahusay ng mga proseso ng autophagy sa mga cell.

Tatlong uri ng autophagy ay nakikilala: microautophagy, macroautophagy, at autaperagy na umaasa sa chaperone.

Sa panahon ng microautophagy, ang macromolecules at mga fragment ng mga lamad ng cell ay nakuha ng lysosome. Sa ganitong paraan, ang cell ay maaaring digest ang mga protina na may kakulangan ng enerhiya o materyal na gusali (halimbawa, sa panahon ng gutom). Ngunit ang mga proseso ng microautophagy ay nangyayari sa ilalim ng normal na mga kondisyon at sa pangkalahatan ay hindi naiintriga. Minsan ang mga organoid ay hinuhukay din sa panahon ng microautophagy, halimbawa, microautophagy ng mga peroxisome at bahagyang microautophagy ng nuclei kung saan ang cell ay nananatiling mabubuhay ay inilarawan sa lebadura.

Sa macroautophagy, ang isang bahagi ng cytoplasm (madalas na naglalaman ng anumang organoids) ay napapalibutan ng isang lamad ng lamad na katulad ng isang balon ng endoplasmic reticulum. Bilang isang resulta, ang site na ito ay pinaghiwalay mula sa natitirang bahagi ng cytoplasm ng dalawang lamad. Ang ganitong mga doble-lamad na organelles ay tinatawag na autophagosomes. Ang mga autophagosome ay nagsasama sa mga lysosome, na bumubuo ng autophagolysosome, kung saan ang mga organelles at ang nalalabi sa mga nilalaman ng autophagosome ay hinukay. Sa malas, ang macroautophagy ay hindi rin pumipili, bagaman madalas na binibigyang diin na sa tulong nito ang cell ay maaaring mapupuksa ang mga organoid na "lipas na sa lipunan" (mitochondria, ribosom, atbp.).

Ang pangatlong uri ng autophagy ay nakasalalay sa chaperone. Sa pamamaraang ito, ang direksyon ng transportasyon ng mga bahagyang denatured na mga protina mula sa cytoplasm sa pamamagitan ng lysosome lamad sa lukab ay nangyayari, kung saan sila ay hinuhukay. Ang ganitong uri ng autophagy, na inilarawan lamang sa mga mammal, ay sapilitan ng stress.

JUNQ at IPOD

Sa ilalim ng stress, kapag ang isang eukaryotic cell ay hindi makayanan ang akumulasyon ng isang malaking bilang ng mga denatured protein, maaari silang maipadala sa isa sa dalawang uri ng pansamantalang mga organelles - JUNQ at IPOD (Ingles) Ruso. .

Ang JUNQ (Eng. JUxta Nuclear Quality control compart) ay nauugnay sa panlabas na bahagi ng membrane ng nuklear at naglalaman ng mga protina na ubiquitinated na maaaring mabilis na ilipat sa cytoplasm, pati na rin ang mga chaperone at proteasomes. Ang inilaan na pag-andar ng JUNQ ay ang magbalik-balikan at / o magpabagal ng mga protina.

Ang IPOD (Ingles na Hindi matutunaw na Protein Deposit - isang lugar ng pag-aalis ng mga hindi matutunaw na mga protina) ay matatagpuan malapit sa gitnang vacuole at naglalaman ng mga immobile na pinagsama-sama ng mga protina na bumubuo ng amyloid. Ang akumulasyon ng mga protina na ito sa IPOD ay maaaring mapigilan ang kanilang pakikipag-ugnay sa normal na mga istruktura ng cellular, samakatuwid, ang pagsasama na ito ay iminungkahing magkaroon ng proteksiyon na pag-andar.

Ang mga pag-andar ng mga protina sa katawan

Tulad ng iba pang mga biological macromolecules (polysaccharides, lipids at nucleic acid), ang mga protina ay mga mahahalagang sangkap ng lahat ng mga nabubuhay na organismo at may mahalagang papel sa buhay ng cell. Ang mga protina ay nagsasagawa ng mga proseso ng metabolic. Ang mga ito ay bahagi ng mga intracellular na istruktura - organelles at cytoskeleton, na na-secreted sa extracellular space, kung saan maaari silang kumilos bilang isang signal na ipinadala sa pagitan ng mga cell, lumahok sa hydrolysis ng pagkain at pagbuo ng intercellular na sangkap.

Ang pag-uuri ng mga protina ayon sa kanilang mga pag-andar ay sa halip di-makatwiran, dahil ang parehong protina ay maaaring magsagawa ng maraming mga pag-andar. Ang isang napag-aralan na halimbawa ng naturang multifunctionality ay ang lysyl tRNA synthetase, isang enzyme mula sa klase ng aminoacyl tRNA synthetases, na hindi lamang nakakabit ng nalalabi sa lysine sa tRNA, ngunit din kinokontrol ang transkripsyon ng maraming mga gen. Ang mga protina ay nagsasagawa ng maraming mga pag-andar dahil sa kanilang aktibidad sa enzymatic. Kaya, ang mga enzyme ay protina ng myosin motor, regulasyon na protina ng kinase protein, transport protina sodium-potassium adenosine triphosphatase, atbp.

Catalytic function

Ang pinaka kilalang function ng mga protina sa katawan ay ang catalysis ng iba't ibang reaksyon ng kemikal. Ang mga enzim ay mga protina na may mga tiyak na catalytic properties, iyon ay, ang bawat enzyme ay catalyzes ng isa o higit pang mga katulad na reaksyon. Pinapagana ng mga enzymes ang paghahati ng mga kumplikadong molekula (catabolism) at ang kanilang synthesis (anabolism), kabilang ang pagtitiklop at pagkumpuni ng DNA at syntyamin ng matris RNA synthesis. Sa pamamagitan ng 2013, higit sa 5,000 mga enzymes ang inilarawan. Ang pagpabilis ng reaksyon bilang isang resulta ng enzymatic catalysis ay maaaring maging napakalaking: ang reaksyon ay na-catalyzed ng enzyme orotidine-5'-phosphate decarboxylase, halimbawa, ay nalalabas ng 10 17 beses na mas mabilis kaysa sa hindi na-catalyzed na isa (ang kalahating buhay ng decarboxylation ng orotic acid ay 78 milyong taon nang walang enzyme at 18 millisecond). Ang mga molekula na nakadikit sa enzyme at nagbabago bilang isang resulta ng reaksyon ay tinatawag na mga substrates.

Kahit na ang mga enzyme ay karaniwang binubuo ng daan-daang mga residue ng amino acid, isang maliit na bahagi lamang ng mga ito ang nakikipag-ugnay sa substrate, at kahit na mas maliit na halaga - sa average na 3-4 na mga residu ng amino acid, na madalas na matatagpuan malayo sa bawat isa sa pangunahing istraktura - ay direktang kasangkot sa catalysis. Ang bahagi ng molekula ng enzyme na nagbibigay ng pagbubuklod ng substrate at catalysis ay tinatawag na aktibong sentro.

Noong 1992, ang International Union of Biochemistry at Molecular Biology na iminungkahi ang pangwakas na bersyon ng hierarchical nomenclature ng mga enzymes batay sa uri ng mga reaksyon na na-catalyzed sa kanila. Ayon sa nomenclature na ito, ang mga pangalan ng mga enzyme ay dapat palaging may pagtatapos -ang mga pangunahing kaalaman at bumubuo mula sa mga pangalan ng mga catalyzed reaksyon at ang kanilang mga substrate. Ang bawat enzyme ay itinalaga ng isang indibidwal na code kung saan madaling matukoy ang posisyon nito sa hierarchy ng mga enzymes.Ayon sa uri ng mga catalyzed na reaksyon, ang lahat ng mga enzyme ay nahahati sa 6 na klase:

• CF 1: ang mga oxidoreductases na nagpapabagal sa mga reaksyon ng redox,
• CF 2: Ang mga paglilipat na nagpapagana sa paglipat ng mga grupo ng kemikal mula sa isang molekula ng substrate sa isa pa,
• CF 3: Ang mga hydrolases ay nagpapagal sa hydrolysis ng mga bono ng kemikal,
• CF 4: Ang mga catalyzing ang paglabag sa mga bono ng kemikal na walang hydrolysis na may pagbuo ng isang dobleng bono sa isa sa mga produkto,
• CF 5: Ang mga isomerase na nagpapabagal sa mga pagbabago sa istruktura o geometric sa molekula ng substrate,
• CF 6: Ang mga ligases na nagpapagal sa pagbuo ng mga bono ng kemikal sa pagitan ng mga substrate dahil sa hydrolysis ng ATP diphosphate bond o isang katulad na triphosphate.

Pag-andar ng istruktura

Ang mga istruktura ng istruktura ng cytoskeleton, bilang isang uri ng armature, ay nagbibigay ng hugis sa mga cell at maraming mga organoid at kasangkot sa pagbabago ng hugis ng mga cell. Karamihan sa mga istruktura ng istruktura ay filamentous: ang actin at tubulin monomers ay, halimbawa, globular, natutunaw na mga protina, ngunit pagkatapos ng polimerisasyon sila ay bumubuo ng mga mahabang strand na bumubuo sa cytoskeleton, na nagbibigay-daan sa cell upang mapanatili ang hugis. Ang collagen at elastin ay ang pangunahing sangkap ng intercellular na sangkap ng nag-uugnay na tisyu (halimbawa, kartilago), at buhok, kuko, ibon ng ibon at ilang mga shell ay binubuo ng isa pang keratin na istruktura ng istruktura.

Pag-andar ng proteksyon

Mayroong maraming mga uri ng mga proteksiyon na pag-andar ng mga protina:

1. Proteksyon sa pisikal. Ang pisikal na proteksyon ng katawan ay ibinibigay ng collagen, isang protina na bumubuo ng batayan ng intercellular na sangkap ng mga nag-uugnay na tisyu (kabilang ang mga buto, kartilago, tendon at malalim na layer ng balat (dermis)), keratin, na bumubuo ng batayan ng malibog na kalasag, buhok, balahibo, sungay at iba pang mga derivatives ng epidermis. Karaniwan, ang mga naturang protina ay itinuturing bilang mga protina na may istruktura na pag-andar. Ang mga halimbawa ng mga protina ng pangkat na ito ay fibrinogen at thrombin na kasangkot sa coagulation ng dugo.
2. Proteksyon ng kemikal. Ang pagbubuklod ng mga toxin sa mga molekula ng protina ay maaaring magbigay ng kanilang detoxification. Ang isang partikular na mahalagang papel sa detoxification sa mga tao ay nilalaro ng mga enzyme ng atay na nagpapabagsak ng mga lason o i-convert ang mga ito sa isang natutunaw na form, na nag-aambag sa kanilang mabilis na pag-alis mula sa katawan.
3. Depensa ng imunidad. Ang mga protina na bumubuo ng dugo at iba pang mga likido sa katawan ay kasangkot sa pagtatanggol ng katawan sa parehong pinsala at pag-atake ng mga pathogen. Ang mga protina ng sistema ng pandagdag at mga antibodies (immunoglobulins) ay nabibilang sa mga protina ng pangalawang pangkat, neutralisahin nila ang bakterya, mga virus o dayuhang protina. Ang mga antibiotics na bahagi ng adaptive na immune system, naka-attach sa mga sangkap na banyaga sa katawan, antigens, at sa gayon ay i-neutralize ang mga ito, na patnubayan sila sa mga lugar ng pagkasira. Ang mga antibiotics ay maaaring maitago sa intercellular space o naayos sa mga lamad ng dalubhasang mga B-lymphocytes na tinatawag na plasmocytes.

Pag-andar ng regulasyon

Maraming mga proseso sa loob ng mga cell ang kinokontrol ng mga molekula ng protina, na kung saan ay hindi isang mapagkukunan ng enerhiya, o isang materyal na gusali para sa cell. Kinokontrol ng mga protina na ito ang pagsulong ng cell sa cell cycle, transkripsyon, pagsasalin, paghahati, aktibidad ng iba pang mga protina at maraming iba pang mga proseso. Ang mga protina ay nagsasagawa ng pag-andar ng regulasyon alinman dahil sa aktibidad ng enzymatic (halimbawa, mga kinase ng protina), o dahil sa tiyak na pagbubuklod sa iba pang mga molekula. Kaya, ang mga kadahilanan ng transkripsyon, mga protina ng activator at mga protina ng repressor, ay maaaring mag-regulate ng transkripsyon ng intensity ng mga gene sa pamamagitan ng pagbubuklod sa kanilang mga pagkakasunud-sunod ng regulasyon. Sa antas ng pagsasalin, ang pagbabasa ng maraming mga mRNA ay kinokontrol din ng pagdaragdag ng mga kadahilanan ng protina.

Ang pinakamahalagang papel sa regulasyon ng mga proseso ng intracellular ay nilalaro ng mga kinase ng protina at mga phosphatases ng protina - mga enzyme na nag-oaktibo o nagbabawas sa aktibidad ng iba pang mga protina sa pamamagitan ng paglakip sa kanila o paghiwalayin ang mga pangkat na pospeyt.

Pag-andar ng signal

Ang signal function ng mga protina ay ang kakayahan ng mga protina upang magsilbing senyales ng mga sangkap, na nagpapadala ng mga signal sa pagitan ng mga cell, tisyu, organo at organismo. Kadalasan, ang pag-andar ng signal ay pinagsama sa regulasyon ng isa, dahil maraming mga intracellular na regulasyon ng regulasyon ang nagpapadala ng mga signal.

Ang pagpapaandar ng senyas ay isinasagawa ng mga protina ng hormone, cytokine, mga kadahilanan ng paglago, atbp.

Ang mga hormone ay dinadala ng dugo. Karamihan sa mga hormone ng hayop ay mga protina o peptides. Ang pagbubuklod ng hormone sa receptor nito ay isang senyas na nag-trigger ng tugon ng cell. Kinokontrol ng mga hormone ang konsentrasyon ng mga sangkap sa dugo at mga cell, paglaki, pagpaparami at iba pang mga proseso. Ang isang halimbawa ng naturang mga protina ay ang insulin, na kinokontrol ang konsentrasyon ng glucose sa dugo.

Ang mga cell ay nakikipag-ugnay sa bawat isa gamit ang senyales ng senyas na ipinadala sa pamamagitan ng intercellular na sangkap. Kabilang sa mga naturang protina, halimbawa, ang mga cytokine at mga kadahilanan ng paglago.

Ang mga cytokine ay mga molekula na nagbibigay senyas. Kinokontrol nila ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga selula, tinutukoy ang kanilang kaligtasan, pasiglahin o pagbawalan ang paglaki, pagkita ng kaibahan, pag-andar ng pagpapaandar at apoptosis, tiyakin ang koordinasyon ng immune, endocrine at nervous system. Ang isang halimbawa ng mga cytokine ay ang factor ng nekrosis ng tumor, na nagpapadala ng mga nagpapaalab na signal sa pagitan ng mga cell ng katawan.

Spare (standby) function

Kasama sa mga naturang protina ang tinatawag na mga protina ng reserba, na kung saan ay naka-imbak bilang isang mapagkukunan ng enerhiya at sangkap sa mga buto ng mga halaman (halimbawa, 7S at 11S globulins) at mga itlog ng hayop. Ang isang bilang ng iba pang mga protina ay ginagamit sa katawan bilang isang mapagkukunan ng mga amino acid, na siya namang mga pangunguna sa mga biologically aktibong sangkap na nag-regulate ng mga metabolic na proseso.

Pag-andar ng receptor

Ang mga receptor ng protina ay maaaring matatagpuan pareho sa cytoplasm at isama sa membrane ng cell. Ang isang bahagi ng molekula ng receptor ay tumatanggap ng isang senyas, na kung saan ay madalas na pinaglilingkuran ng isang kemikal na sangkap, at sa ilang mga kaso - magaan, mekanikal na stress (halimbawa, pag-uunat) at iba pang stimuli. Kapag ang isang senyas ay nakalantad sa isang tiyak na bahagi ng molekula - ang protina ng receptor - nangyayari ang mga pagbabagong ito sa conformational. Bilang isang resulta, ang pagbuo ng isa pang bahagi ng molekula, na nagpapadala ng isang senyas sa iba pang mga sangkap ng cellular, nagbabago. Mayroong maraming mga mekanismo ng paghahatid ng signal. Ang ilang mga receptor ay nagpapagal sa isang tiyak na reaksyon ng kemikal, ang iba ay nagsisilbing mga channel ng ion, na nagbubukas o nagsasara sa pagkilos ng isang signal, habang ang iba ay partikular na nagbubuklod ng mga intracellular mediating molekula. Sa mga receptor ng lamad, ang bahagi ng molekula na nagbubuklod sa molekula ng signal ay nasa ibabaw ng cell, at ang domain na nagpapadala ng signal ay nasa loob.

Pag-andar ng motor (motor)

Ang isang buong klase ng mga protina ng motor ay nagbibigay ng mga paggalaw ng katawan, halimbawa, pag-urong ng kalamnan, kabilang ang lokomosyon (myosin), paggalaw ng mga cell sa loob ng katawan (halimbawa, paggalaw ng amoeboid ng leukocytes), paggalaw ng cilia at flagella, pati na rin ang aktibo at nakadirekta ng intracellular transport (kinesin, dynein) . Ang mga dyneins at kinesins ay nag-transport ng mga molekula kasama ang mga microtubule na gumagamit ng ATP hydrolysis bilang isang mapagkukunan ng enerhiya. Ang mga dyneins ay naglilipat ng mga molekula at organelles mula sa mga peripheral na bahagi ng cell patungo sa centrosome, kinesins - sa kabilang direksyon. Ang mga dyneins ay may pananagutan din sa paggalaw ng cilia at flagella ng eukaryotes. Ang mga variant ng cytoplasmic ng myosin ay maaaring makilahok sa transportasyon ng mga molekula at organelles sa pamamagitan ng mga mikropilya.

Ang mga protina sa metabolismo

Karamihan sa mga microorganism at halaman ay maaaring synthesize 20 karaniwang mga amino acid, pati na rin ang karagdagang (hindi pamantayan) na mga amino acid, tulad ng citrulline.Ngunit kung ang mga amino acid ay umiiral sa kapaligiran, kahit na ang mga microorganism ay nagpapanatili ng enerhiya sa pamamagitan ng pagdadala ng mga amino acid sa mga cell at patayin ang kanilang mga biosynthetic na landas.

Ang mga amino acid na hindi maaaring synthesized ng mga hayop ay tinatawag na mahalaga. Ang pangunahing mga enzyme sa mga biosynthetic pathway, halimbawa, aspartate kinase, na catalyzes ang unang hakbang sa pagbuo ng lysine, methionine at threonine mula sa aspartate, ay wala sa mga hayop.

Ang mga hayop na pangunahin ay nakakakuha ng mga amino acid mula sa mga protina na matatagpuan sa pagkain. Ang mga protina ay nawasak sa panahon ng panunaw, na kadalasang nagsisimula sa denaturation ng protina sa pamamagitan ng paglalagay nito sa isang acidic na kapaligiran at hydrolyzing ito gamit ang mga enzyme na tinatawag na proteases. Ang ilang mga amino acid na nakuha bilang isang resulta ng panunaw ay ginagamit upang synthesize ang mga protina ng katawan, habang ang natitira ay na-convert sa glucose sa panahon ng gluconeogenesis o ginagamit sa siklo ng Krebs. Ang paggamit ng protina bilang isang mapagkukunan ng enerhiya ay lalong mahalaga sa mga kondisyon ng pag-aayuno, kapag ang sariling mga protina ng katawan, lalo na ang mga kalamnan, ay nagsisilbing isang mapagkukunan ng enerhiya. Ang mga amino acid ay isa ring mahalagang mapagkukunan ng nitrogen sa nutrisyon ng katawan.

Walang pinag-isang pamantayan para sa paggamit ng protina ng tao. Ang microflora ng malaking bituka synthesizes amino acid na hindi isinasaalang-alang sa paghahanda ng mga pamantayan ng protina.

Mga pamamaraan ng pag-aaral

Ang istraktura at pag-andar ng mga protina ay pinag-aralan kapwa sa purified paghahanda sa vitro, at sa kanilang likas na kapaligiran sa isang buhay na organismo, sa vivo. Ang mga pag-aaral ng mga dalisay na protina sa ilalim ng kinokontrol na mga kondisyon ay kapaki-pakinabang para sa pagtukoy ng kanilang mga pag-andar: mga tampok na kinetic ng catalytic na aktibidad ng mga enzymes, kamag-anak na pagkakaugnay para sa iba't ibang mga substrate, atbp sa vivo sa mga cell o sa buong organismo ay nagbibigay ng karagdagang impormasyon sa kung saan sila gumana at kung paano ang regulasyon ng kanilang aktibidad.

Biology ng molekular at cellular

Ang mga Molecular at cellular biology na pamamaraan ay karaniwang ginagamit upang pag-aralan ang synthesis at lokalisasyon ng mga protina sa isang cell. Ang isang paraan ng pag-aaral ng lokalisasyon ay malawakang ginagamit, batay sa synthesis ng isang chimeric protein sa isang selula, na binubuo ng pinag-aralan na protina, na konektado sa isang "reporter", halimbawa, berdeng fluorescent protein (GFP). Ang lokasyon ng tulad ng isang protina sa cell ay makikita gamit ang isang fluorescence mikroskopyo. Bilang karagdagan, ang mga protina ay maaaring maisalarawan gamit ang mga antibodies na kinikilala ang mga ito, na kung saan ay nagdadala ng isang fluorescent label. Kadalasan, nang sabay-sabay sa pinag-aralan na protina, madalas na kilalang mga protina ng naturang organelles bilang endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosome, at mga vacuole ay nailarawan, na nagbibigay-daan para sa mas tumpak na pagpapasiya ng lokalisasyon ng pinag-aralan na protina.

Ang mga pamamaraang immunohistochemical ay karaniwang gumagamit ng mga antibodies na nakakasalamuha sa mga enzyme na nagpapagana sa pagbuo ng isang luminescent o may kulay na produkto, na nagbibigay-daan sa iyo upang ihambing ang lokalisasyon at dami ng protina na pinag-aralan sa mga sample. Ang isang mas bihirang pamamaraan para sa pagtukoy ng lokasyon ng mga protina ay ang equilibrium ultracentrifugation ng mga cell fraction sa gradient ng sucrose o cesium chloride.

Sa wakas, ang isa sa mga klasikal na pamamaraan ay ang immunoelectronic microscopy, na sa panimula ay katulad ng immunofluorescence mikroskopy na may pagkakaiba na ginagamit ang isang mikroskopyo ng elektron. Ang sample ay inihanda para sa mikroskopya ng elektron, at pagkatapos ay naproseso na may mga antibodies sa isang protina na konektado sa materyal na siksik ng elektron, karaniwang ginto.

Gamit ang mutagenesis na nakadirekta sa site, maaaring baguhin ng mga mananaliksik ang pagkakasunud-sunod ng amino acid ng isang protina at, dahil dito, ang spatial na istraktura nito, lokasyon sa cell at ang regulasyon ng aktibidad nito. Gamit ang pamamaraang ito, gamit ang mga binagong tRNA, ang mga artipisyal na amino acid ay maaari ding ipakilala sa isang protina at mga protina na may mga bagong pag-aari ay maaaring itayo.

Biochemical

Upang magsagawa ng isang pagsusuri sa vitro ang protina ay dapat malinis mula sa iba pang mga sangkap ng cellular. Ang prosesong ito ay karaniwang nagsisimula sa pagkawasak ng mga cell at makuha ang tinatawag na cell extract. Bukod dito, sa pamamagitan ng mga sentripugasyon at mga pamamaraan ng ultracentrifugation, ang katas na ito ay maaaring nahahati sa: isang maliit na bahagi na naglalaman ng mga natutunaw na protina, isang bahagi na naglalaman ng mga lipid ng lamad at protina, at isang bahagi na naglalaman ng mga cellular organelles at nucleic acid.

Ang protina ng protina sa pamamagitan ng pag-asin ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga pinaghalong protina, at pinapayagan din ang konsentrasyon ng protina. Pag-aaral ng sedimentation (centrifugation) ay nagbibigay-daan sa iyo upang paghiwalayin ang mga pinaghalong protina sa pamamagitan ng halaga ng pare-pareho ng paglagay ng mga indibidwal na protina, sinusukat sa svedbergs (S). Ang iba't ibang uri ng chromatography ay ginamit upang ibukod ang ninanais na protina o protina batay sa mga katangian tulad ng bigat ng molekula, singil, at pagkakaugnay. Bilang karagdagan, ang mga protina ay maaaring ihiwalay ayon sa kanilang singil gamit ang electrofocus.

Upang gawing simple ang proseso ng paglilinis ng protina, ang engineering ng genetic ay madalas na ginagamit, na nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng mga derivatives ng mga protina na maginhawa para sa paglilinis nang hindi nakakaapekto sa kanilang istraktura o aktibidad. "Mga label", na kung saan ay maliit na mga pagkakasunud-sunod ng amino acid, halimbawa, isang kadena ng 6 o higit pang mga residu ng histidine, at nakakabit sa isang dulo ng protina. Kapag ang katas ng mga cell na synthesizing ang "may label na" protina ay dumaan sa isang chromatographic na haligi na naglalaman ng mga nickel na ion, ang histidine ay nagbubuklod ng nikel at nananatili sa haligi, habang ang natitirang mga bahagi ng lysate ay dumaan sa haligi na walang sagana (nickel-chelate chromatography). Maraming iba pang mga label ang idinisenyo upang matulungan ang mga mananaliksik na ibukod ang mga tiyak na protina mula sa mga kumplikadong mga halo, na kadalasang gumagamit ng chromatography ng pagkakaugnay.

Ang antas ng paglilinis ng protina ay maaaring matukoy kung ang molekular na timbang at isoelectric point ay kilala - gamit ang iba't ibang uri ng gel electrophoresis - o sa pamamagitan ng pagsukat ng aktibidad ng enzymatic kung ang protina ay isang enzyme. Pinapayagan ka ng Mass spectrometry na makilala ang napiling protina sa pamamagitan ng molekular na timbang at ang masa ng mga fragment nito.

Protina

Ang kabuuan ng mga protina ng cell ay tinatawag na isang proteome, ang pag-aaral nito - proteomics, na tinawag ng pagkakatulad na may genomics. Ang pangunahing mga pamamaraan ng pang-eksperimentong proteomics ay kinabibilangan ng:

• 2D electrophoresis, na nagpapahintulot sa paghihiwalay ng mga multicomponent na mga mixtures na protina,
• mass spectrometry, na nagpapahintulot sa pagkakakilanlan ng mga protina sa pamamagitan ng masa ng kanilang mga peptides ng constituent na may mataas na throughput,
• protina microarrays, na nagbibigay-daan sa iyo upang sabay na masukat ang nilalaman ng isang malaking bilang ng mga protina sa cell,
• dalawang-mestiso na sistema ng lebadura , na nagpapahintulot sa iyo na sistematikong pag-aralan ang mga pakikipag-ugnay sa protina-protina.

Ang kabuuan ng lahat ng mga biological na makabuluhang pakikipag-ugnayan ng mga protina sa isang cell ay tinatawag na isang interactive. Ang isang sistematikong pag-aaral ng istraktura ng mga protina na kumakatawan sa lahat ng posibleng uri ng mga tersiyaryong istruktura ay tinatawag na istruktura genomics.

Istraktura ng Prediksyon at Pagmomodelo

Pagtula ng spatial na istraktura gamit ang mga programa sa computer (sa silico) pinapayagan ang pagtatayo ng mga modelo ng protina na ang istraktura ay hindi pa natutukoy sa eksperimento. Ang pinakamatagumpay na uri ng hula na istruktura, na kilala bilang modelo ng homological, ay nakasalalay sa umiiral na "template" na istraktura, na katulad sa pagkakasunod-sunod ng amino acid sa simulated protein. Ang mga pamamaraan para sa paghula ng spatial na istraktura ng mga protina ay ginagamit sa pagbuo ng larangan ng genetic engineering ng mga protina, sa tulong ng kung saan nakuha ang mga bagong tertiary na istruktura ng mga protina. Ang isang mas kumplikadong gawain sa computational ay ang hula ng mga intermolecular na pakikipag-ugnayan, tulad ng molekular na pantalan at ang hula ng mga pakikipag-ugnay sa protina.

Ang mga nakatiklop at intermolecular na pakikipag-ugnay ng mga protina ay maaaring maging modelo gamit ang mga molekulang mekaniko. , sa partikular, ang molekular na dinamika at ang pamamaraan ng Monte Carlo, na lalong sinasamantala ang kahanay at ipinamamahagi na computing (halimbawa, ang lumbay na proyekto sa bahay).Ang natitiklop na maliit na mga domain na protina ng α-helical, tulad ng protina ng villin o isa sa mga protina ng HIV, ay matagumpay na na-modelo sa silico. Gamit ang mga pamamaraan ng hybrid na pinagsasama ang mga pamantayang molekular na dinamika sa mga mekanika ng dami, ang mga elektronikong estado ng visual pigment rhodopsin ay sinisiyasat.

Panoorin ang video: 24 Oras: Mag-inang mababa ang potassium sa katawan, pinahihirapan ng sakit (Abril 2024).