Čuveni filozof je jednom rekao: "Život je oblik postojanja proteinskih tijela." I bio je potpuno u pravu, jer je ta organska supstanca osnova većine organizama. Protein kvartarne strukture ima najsloženiju strukturu i jedinstvena svojstva. Naš članak će biti posvećen njemu. Također ćemo razmotriti strukturu proteinskih molekula.
Šta je organska tvar
Veliku grupu organskih supstanci objedinjuje jedno zajedničko svojstvo. Sastoje se od nekoliko hemijskih elemenata. Zovu se organski. To su vodonik, kisik, ugljik i dušik. Oni formiraju organske supstance.
Još jedna zajednička karakteristika je da su svi biopolimeri. To su velike makromolekule. Sastoje se od velikog broja ponavljajućih jedinica koje se nazivaju monomeri. Za ugljikohidrate to su monosaharidi, za lipide glicerol i masne kiseline. Ali DNK i RNK se sastoje od nukleotida.
Chemicalstruktura proteina
Proteinski monomeri su aminokiseline, od kojih svaka ima svoju hemijsku strukturu. Ovaj monomer je baziran na atomu ugljika, formira četiri veze. Prvi od njih - sa atomom vodika. A druga i treća, respektivno, formiraju se s amino i karboks grupom. Oni određuju ne samo strukturu molekula biopolimera, već i njihova svojstva. Posljednja grupa u molekulu aminokiselina naziva se radikal. To je upravo grupa atoma u kojoj se svi monomeri razlikuju jedni od drugih, što uzrokuje ogromnu raznolikost proteina i živih bića.
Struktura proteinske molekule
Jedna od karakteristika ovih organskih proizvoda je da mogu postojati na različitim nivoima organizacije. Ovo je primarna, sekundarna, tercijarna, kvartarna struktura proteina. Svaki od njih ima određena svojstva i kvalitete.
Primarna struktura
Ova proteinska struktura je najjednostavnije strukture. To je lanac aminokiselina povezanih peptidnim vezama. Nastaju između amino i karboksi grupa susjednih molekula.
Sekundarna struktura
Kada se lanac aminokiselina uvije u spiralu, formira se sekundarna struktura proteina. Veza u takvoj molekuli naziva se vodik, a njeni atomi formiraju iste elemente u funkcionalnim grupama aminokiselina. U poređenju sa peptidima, oni imaju mnogo manju snagu, ali su u stanju da drže ovu strukturu.
Tercijarna struktura
Ali sljedeća struktura je lopta u koju je upletena spirala aminokiselina. Naziva se i globulom. Postoji zbog veza koje nastaju između ostataka samo određene aminokiseline - cisteina. Zovu se disulfidi. Ova struktura je također podržana hidrofobnim i elektrostatičkim vezama. Prvi su rezultat privlačenja između aminokiselina u vodenoj sredini. U takvim uslovima, njihovi hidrofobni ostaci se praktično "lepe zajedno", formirajući globulu. Osim toga, radikali aminokiselina imaju suprotne naboje koji se međusobno privlače. Ovo rezultira dodatnim elektrostatičkim vezama.
Protein kvaternarne strukture
Kvaternarna struktura proteina je najkompleksnija. Ovo je rezultat spajanja nekoliko globula. Mogu se razlikovati i po hemijskom sastavu i po prostornoj organizaciji. Ako se protein kvartarne strukture formira samo od ostataka aminokiselina, to je jednostavno. Takvi biopolimeri se nazivaju i proteini. Ali ako se ne-proteinske komponente vežu za ove molekule, pojavljuju se proteini. Najčešće je to kombinacija aminokiselina s ugljikohidratima, ostacima nukleinske i fosforne kiseline, lipidima, pojedinačnim atomima željeza i bakra. U prirodi su poznati i kompleksi proteina sa prirodnim bojama - pigmentima. Ova struktura proteinskih molekula je složenija.
Prostorni oblik kvartarne strukture proteina jedefinisanje njegovih svojstava. Naučnici su otkrili da se filamentni ili fibrilarni biopolimeri ne otapaju u vodi. Obavljaju bitne funkcije za žive organizme. Dakle, mišićni proteini aktin i miozin obezbeđuju kretanje, a keratin je osnova ljudske i životinjske dlake. Sferni ili globularni proteini kvartarne strukture su visoko rastvorljivi u vodi. Njihova uloga u prirodi je drugačija. Takve supstance su u stanju da transportuju gasove poput hemoglobina u krvi, razgrađuju hranu poput pepsina ili obavljaju zaštitnu funkciju poput antitela.
Proteinska svojstva
Kvaternarni protein, posebno globularni, može promijeniti svoju strukturu. Ovaj proces se odvija pod uticajem različitih faktora. To su najčešće visoke temperature, koncentrirane kiseline ili teški metali.
Ako se proteinski molekul odmota u lanac aminokiselina, ovo svojstvo se naziva denaturacija. Ovaj proces je reverzibilan. Ova struktura je u stanju da ponovo formira globule molekula. Ovaj obrnuti proces naziva se renaturacija. Ako se molekuli aminokiselina udaljavaju jedan od drugog i peptidne veze se pokidaju, dolazi do razgradnje. Ovaj proces je nepovratan. Takav protein se ne može obnoviti. Uništenje je izvršio svako od nas kada smo pržili jaja.
Dakle, kvaternarna struktura proteina je vrsta veze koja se formira u datom molekulu. Dovoljno je jak, ali pod uticajem određenih faktora može da se sruši.
