Kuuluisa filosofi sanoi kerran: "Elämä on proteiinikappaleiden olemassaolon muoto." Ja hän oli täysin oikeassa, koska juuri tämä orgaaninen aine on useimpien organismien perusta. Kvaternaarisen rakenteen proteiinilla on monimutkaisin rakenne ja ainutlaatuiset ominaisuudet. Artikkelimme on omistettu hänelle. Otamme myös huomioon proteiinimolekyylien rakenteen.
Mikä on orgaaninen aine
Suuri joukko orgaanisia aineita yhdistää yksi yhteinen ominaisuus. Ne koostuvat useista kemiallisista alkuaineista. Niitä kutsutaan luomuksi. Näitä ovat vety, happi, hiili ja typpi. Ne muodostavat orgaanisia aineita.
Toinen yhteinen piirre on, että ne ovat kaikki biopolymeerejä. Nämä ovat suuria makromolekyylejä. Ne koostuvat suuresta määrästä toistuvia yksiköitä, joita kutsutaan monomeereiksi. Hiilihydraattien os alta nämä ovat monosakkarideja, lipidejä, glyserolia ja rasvahappoja. Mutta DNA ja RNA koostuvat nukleotideista.
Kemiaproteiinien rakenne
Proteiinimonomeerit ovat aminohappoja, joilla jokaisella on oma kemiallinen rakenne. Tämä monomeeri perustuu hiiliatomiin, se muodostaa neljä sidosta. Ensimmäinen niistä - vetyatomilla. Ja toinen ja kolmas, vastaavasti, muodostetaan amino- ja karboksiryhmällä. Ne määrittävät paitsi biopolymeerimolekyylien rakenteen, myös niiden ominaisuudet. Aminohappomolekyylin viimeistä ryhmää kutsutaan radikaaliksi. Tämä on juuri se atomiryhmä, jossa kaikki monomeerit eroavat toisistaan, mikä aiheuttaa v altavan valikoiman proteiineja ja eläviä olentoja.
Proteiinimolekyylin rakenne
Yksi näiden orgaanisten aineiden ominaisuuksista on, että niitä voi esiintyä organisaation eri tasoilla. Tämä on proteiinin ensisijainen, sekundaarinen, tertiäärinen, kvaternäärinen rakenne. Jokaisella niistä on tiettyjä ominaisuuksia.
Ensisijainen rakenne
Tämä proteiinirakenne on rakenteeltaan yksinkertaisin. Se on aminohappoketju, joka on yhdistetty peptidisidoksilla. Ne muodostuvat viereisten molekyylien amino- ja karboksiryhmien väliin.
Toissijainen rakenne
Kun aminohappoketju kiertyy kierteeksi, muodostuu proteiinin toissijainen rakenne. Tällaisessa molekyylissä olevaa sidosta kutsutaan vedyksi, ja sen atomit muodostavat samat alkuaineet aminohappojen funktionaalisissa ryhmissä. Peptideihin verrattuna niillä on paljon vähemmän lujuutta, mutta ne pystyvät pitämään tämän rakenteen.
Tertiäärinen rakenne
Mutta seuraava rakenne on pallo, johon aminohappospiraali on kierretty. Sitä kutsutaan myös palloksi. Se johtuu sidoksista, jotka syntyvät vain tietyn aminohapon - kysteiinin - tähteiden välillä. Niitä kutsutaan disulfideiksi. Tätä rakennetta tukevat myös hydrofobiset ja sähköstaattiset sidokset. Ensimmäiset ovat seurausta aminohappojen välisestä vetovoimasta vesiympäristössä. Tällaisissa olosuhteissa niiden hydrofobiset jäännökset käytännöllisesti katsoen "tarttuvat yhteen" muodostaen pallon. Lisäksi aminohapporadikaaleilla on vastakkaiset varaukset, jotka houkuttelevat toisiaan. Tämä johtaa ylimääräisiin sähköstaattisiin sidoksiin.
Kvaternäärisen rakenteen proteiini
Proteiinin kvaternäärinen rakenne on monimutkaisin. Tämä on seurausta useiden pallosten yhdistämisestä. Ne voivat erota sekä kemiallisesta koostumuksesta että tilajärjestelystä. Jos kvaternäärisen rakenteen omaava proteiini muodostuu vain aminohappotähteistä, se on yksinkertaista. Tällaisia biopolymeerejä kutsutaan myös proteiineiksi. Mutta jos näihin molekyyleihin kiinnitetään muita kuin proteiinikomponentteja, proteiineja ilmestyy. Useimmiten tämä on aminohappojen yhdistelmä hiilihydraattien, nukleiini- ja fosforihappotähteiden, lipidien, yksittäisten rauta- ja kupariatomien kanssa. Luonnossa tunnetaan myös proteiinikomplekseja luonnollisten väriaineiden - pigmenttien - kanssa. Tämä proteiinimolekyylien rakenne on monimutkaisempi.
Proteiinin kvaternaarisen rakenteen spatiaalinen muoto onmäärittämällä sen ominaisuuksia. Tutkijat ovat havainneet, että filamentti- tai fibrillaariset biopolymeerit eivät liukene veteen. Ne suorittavat olennaisia toimintoja eläville organismeille. Siten lihasproteiinit aktiini ja myosiini tarjoavat liikettä, ja keratiini on ihmisen ja eläimen karvojen perusta. Kvaternaarisen rakenteen pallomaiset tai pallomaiset proteiinit liukenevat hyvin veteen. Niiden rooli luonnossa on erilainen. Tällaiset aineet pystyvät kuljettamaan kaasuja, kuten veren hemoglobiinia, hajottamaan ruokaa, kuten pepsiiniä, tai suorittamaan suojaavaa toimintaa, kuten vasta-aineita.
Proteiinin ominaisuudet
Kvaternäärinen proteiini, erityisesti pallomainen, voi muuttaa rakennettaan. Tämä prosessi tapahtuu eri tekijöiden vaikutuksesta. Nämä ovat yleisimmin korkeita lämpötiloja, väkeviä happoja tai raskasmetalleja.
Jos proteiinimolekyyli purkautuu aminohappoketjuksi, tätä ominaisuutta kutsutaan denaturaatioksi. Tämä prosessi on palautuva. Tämä rakenne pystyy muodostamaan uudelleen molekyylipalloja. Tätä käänteistä prosessia kutsutaan renaturaatioksi. Jos aminohappomolekyylit siirtyvät poispäin toisistaan ja peptidisidokset katkeavat, tapahtuu hajoamista. Tämä prosessi on peruuttamaton. Sellaista proteiinia ei voida palauttaa. Jokainen meistä teki tuhoa, kun paistoimme munia.
Siten proteiinin kvaternäärinen rakenne on sidoksen tyyppi, joka muodostuu tietyssä molekyylissä. Se on tarpeeksi vahva, mutta tiettyjen tekijöiden vaikutuksesta se voi romahtaa.
