ישנן ארבע מחלקות חשובות ביותר של תרכובות אורגניות המרכיבות את הגוף: חומצות גרעין, שומנים, פחמימות וחלבונים. זה האחרון יידון במאמר זה.
מה זה חלבון?
אלו תרכובות כימיות פולימריות הבנויות מחומצות אמינו. לחלבונים יש מבנה מורכב.
איך מסונתז חלבון?
זה קורה בתאי הגוף. ישנם אברונים מיוחדים שאחראים לתהליך זה. אלו הם ריבוזומים. הם מורכבים משני חלקים: קטנים וגדולים, המשולבים במהלך פעולת האברון. תהליך סינתזה של שרשרת פוליפפטיד מחומצות אמינו נקרא תרגום.
מהן חומצות אמינו?
למרות העובדה שיש אינספור סוגי חלבונים בגוף, יש רק עשרים חומצות אמינו שמהן ניתן להיווצר. מגוון כזה של חלבונים מושג הודות לשילובים ורצפים שונים של חומצות אמינו אלו, כמו גם מיקום שונה של השרשרת הבנויה במרחב.
חומצות אמינו מכילות בהרכבן הכימי שתי קבוצות פונקציונליות הפוכות בתכונותיהן:קבוצות קרבוקסיל ואמיניות, כמו גם רדיקל: ארומטי, אליפטי או הטרוציקלי. בנוסף, הרדיקלים עשויים להכיל קבוצות תפקודיות נוספות. אלה יכולות להיות קבוצות קרבוקסיל, קבוצות אמינו, קבוצות אמיד, הידרוקסיל, גואניד. הרדיקל עשוי להכיל גם גופרית.
הנה רשימה של חומצות שמהן ניתן לבנות חלבונים:
- alanine;
- גליצין;
- leucine;
- valine;
- isoleucine;
- threonine;
- serine;
- חומצה גלוטמית;
- חומצה אספרטית;
- גלוטמין;
- asparagine;
- arginine;
- lysine;
- מתיונין;
- cysteine;
- tyrosine;
- פנילאלנין;
- histidine;
- טריפטופן;
- proline.
מתוכם, עשרה שאין להם תחליף - אלה שלא ניתן לסנתז בגוף האדם. אלה הם valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine, tryptophan, histidine, arginine. יש לבלוע אותם עם מזון. רבות מחומצות האמינו הללו נמצאות בדגים, בשר בקר, בשר, אגוזים, קטניות.
המבנה העיקרי של חלבון - מה זה?
זהו רצף חומצות האמינו בשרשרת. לדעת את המבנה הראשוני של חלבון, אפשר לשרטט את הנוסחה הכימית המדויקת שלו.
מבנה משני
זו דרך לסובב את שרשרת הפוליפפטיד. ישנן שתי גרסאות של תצורת חלבון: אלפא סליל ומבנה ביתא. המבנה המשני של חלבון מסופקקשרי מימן בין קבוצות CO ו-NH.
מבנה חלבון שלישוני
זו הכיוון המרחבי של הספירלה או האופן שבו היא מונחת בנפח מסוים. הוא מסופק על ידי קשרים כימיים דיסולפידים ופפטידים.
בהתאם לסוג המבנה השלישוני, ישנם חלבונים פיברילים וכדוריים. האחרונים הם כדוריים בצורתם. המבנה של חלבונים פיברילרים דומה לחוט, שנוצר על ידי ערימת מבני בטא או סידור מקביל של מספר מבני אלפא.
מבנה מרובע
זה אופייני לחלבונים שמכילים לא אחת, אלא כמה שרשרות פוליפפטידיות. חלבונים כאלה נקראים אוליגומרים. השרשראות הבודדות המרכיבות את הרכבן נקראות פרוטומרים. הפרוטומרים המרכיבים חלבון אוליגומרי יכולים להיות בעלי מבנה ראשוני, משני או שלישוני זהה או שונה.
מהי דנטורציה?
זהו הרס של המבנים הרבעוניים, השלישוניים, המשניים של החלבון, וכתוצאה מכך הוא מאבד את תכונותיו הכימיות, הפיזיקליות ואינו יכול עוד למלא את תפקידו בגוף. תהליך זה יכול להתרחש כתוצאה מטמפרטורות גבוהות הפועלות על החלבון (מ-38 מעלות צלזיוס, אך נתון זה הוא אינדיבידואלי לכל חלבון) או מחומרים אגרסיביים כגון חומצות ואלקליות.
חלבונים מסוימים מסוגלים לעשות חידוש טבעי - חידוש המבנה המקורי שלהם.
סיווג חלבונים
בהתחשב בהרכב הכימי, הם מחולקים לפשוטים ומורכבים.
חלבונים פשוטים (חלבונים) הם אלה המכילים רק חומצות אמינו.
חלבונים מורכבים (חלבונים) - אלה שיש להם קבוצה תותבת בהרכבם.
בהתאם לסוג קבוצת התותבות, ניתן לחלק חלבונים ל:
- ליפופרוטאין (מכילים שומנים);
- נוקלאופרוטאין (מכיל חומצות גרעין);
- כרומופרוטאינים (מכילים פיגמנטים);
- phosphoproteins (יש חומצה זרחתית בהרכבם);
- metalloproteins (מכיל מתכות);
- גליקופרוטאינים (מכיל פחמימות).
בנוסף, בהתאם לסוג המבנה השלישוני, קיים חלבון כדורי ופיברילרי. שניהם יכולים להיות פשוטים או מורכבים.
תכונות של חלבונים פיברילרים ותפקידם בגוף
ניתן לחלק אותם לשלוש קבוצות בהתאם למבנה המשני:
- אלפא מבני. אלה כוללים קרטינים, מיוזין, טרופומיוזין ואחרים.
- ביטא מבני. לדוגמה, פיברואין.
- קולגן. זהו חלבון בעל מבנה משני מיוחד שאינו סליל אלפא ולא מבנה ביתא.
התכונות של חלבונים פיברילרים מכל שלוש הקבוצות הם שיש להם מבנה שלישוני חוטי והם גם לא מסיסים במים.
בוא נדבר על החלבונים הפיברילרים העיקריים בפירוט רב יותר לפי הסדר:
- קרטינים. זוהי קבוצה שלמה של חלבונים שונים המהווים את המרכיב העיקרי של שיער, ציפורניים, נוצות, צמר, קרניים, פרסות וכו'.בנוסף, החלבון הפיברילרי של קבוצה זו, ציטוקרטין, הוא חלק מהתאים, ויוצר את שלד הציטו.
- מיוזין. זהו חומר שהוא חלק מסיבי השריר. יחד עם אקטין, חלבון פיבריל זה מתכווץ ומבטיח את תפקוד השריר.
- Tropomyosin. חומר זה מורכב משני סלילי אלפא שלובים זה בזה. זה גם חלק מהשרירים.
- פיברואין. חלבון זה מופרש על ידי חרקים ועכבישנים רבים. זהו המרכיב העיקרי של רשת ומשי.
- קולגן. זהו החלבון הפיברילרי הנפוץ ביותר בגוף האדם. הוא חלק מהגידים, הסחוס, השרירים, כלי הדם, העור וכו'. חומר זה מספק גמישות לרקמות. ייצור הקולגן בגוף יורד עם הגיל, וכתוצאה מכך קמטים בעור, היחלשות של גידים ורצועות וכו'.
לאחר מכן, שקול את הקבוצה השנייה של חלבונים.
חלבונים גלובולריים: זנים, תכונות ותפקיד ביולוגי
לחומרים של קבוצה זו יש צורה של כדור. הם יכולים להיות מסיסים במים, בתמיסות של אלקליות, מלחים וחומצות.
החלבונים הכדוריים הנפוצים ביותר בגוף הם:
- אלבומים: אולבומין, לקטאלבומין וכו'.
- גלובולינים: חלבוני דם (למשל המוגלובין, מיוגלובין) וכו'.
עוד על כמה מהם:
- Ovalbumin. חלבון זה הוא 60 אחוז חלבון ביצה.
- לקטאלבומין. המרכיב העיקרי של חלב.
- המוגלובין. זה מורכבחלבון כדורי, המכיל heme כקבוצה תותבת, הוא קבוצת פיגמנט המכילה ברזל. המוגלובין נמצא בתאי דם אדומים. זהו חלבון שמסוגל להיקשר לחמצן ולהעביר אותו.
- מיוגלובין. זהו חלבון הדומה להמוגלובין. הוא מבצע את אותה פונקציה - נשיאת חמצן. חלבון כזה נמצא בשרירים (מפוספסים ולב).
עכשיו אתה יודע את ההבדלים הבסיסיים בין חלבונים פשוטים ומורכבים, פיברילרים וכדוריים.
