קבוצה תותבת היא מרכיב לא פפטיד של חלבונים מורכבים המבטיח את ביצוע הפונקציות הביולוגיות שלהם. לרוב הם מדברים על הקבוצות התותבות של אנזימים. קבוצות התותבות מחוברות היטב לחלק החלבון על ידי קשרים קוולנטיים. הם יכולים להיות חומרים אורגניים (יוני מתכת) ואורגניים (פחמימות, ויטמינים).
קבוצות תותבות של חלבונים
חלבונים מורכבים מסווגים לפי מבנה קבוצת התותבות. יש להבדיל בין המחלקות הבאות של חלבונים מורכבים:
- גליקופרוטאינים: אמיתיים ופרוטאוגליקנים. הקבוצות התותבות של הראשונות מיוצגות על ידי חד-סוכרים, דיאוקסכרידים, חומצות סיאליות ואוליגוסכרידים. גליקופרוטאין אמיתי כוללים את כל הפלזמה גלובולינים, אימונוגלובולינים, אינטרפרונים, פיברינוגן, הורמונים קורטיקוטרופין, גונדוטרופין. הקבוצה התותבת של פרוטאוגליקנים מיוצגת על ידי הטרופוליסכרידים במשקל מולקולרי גבוה - גליקוזאמינוגליקנים. דוגמאות לפחמימות הן חומצה היאלורונית, חומצה כונדרויטית, הפרין. חלק הפחמימות מחובר לקשר החלבון קוולנטי-גליקוזידי עקב קבוצת ההידרוקסיל של תראונין, סרין או קבוצת האמינו של ליזין,גלוטמין, אספרגין.
- ליפופרוטאין. קבוצת התותבות היא שומנים בהרכבים שונים. ניתן לשלב את חלק החלבון עם הקשרים הקוולנטיים השומנים, ואז נוצרים ליפופרוטאינים בלתי מסיסים, המבצעים בעיקר פונקציות מבניות; וקשרים לא קוולנטיים, אז נוצרים ליפידים מסיסים, שמבצעים בעיקר פונקציות הובלה. חלבונים (אפופרוטאינים) של ליפופרוטאינים מסיסים יוצרים שכבה הידרופלית על פני השטח, שומנים יוצרים ליבה הידרופוביה, המכילה חומרים מועברים בעלי אופי שומני. ליפופרוטאינים מסיסים כוללים את כל קומפלקסי הליפופרוטאין, שהם קונגלומרטים של חלבונים ושומנים בהרכב משתנה.
- פוספופרוטאינים. קבוצת התותבות היא חומצה זרחתית. השאריות שלו מחוברות לחלק החלבון בקשרי אסטר עקב קבוצות ההידרוקסו של סרין ותרונין. פוספופרוטאינים כוללים קזאין, ויטלין, אולבומין.
- מטלופרוטאינים. אלה כוללים יותר ממאה אנזימים. קבוצת התותבת מיוצגת על ידי יון של מתכת אחת או יותר. לדוגמה, טרנספרין ופריטין כוללים יוני ברזל, אלכוהול דהידרוגנאז - אבץ, ציטוכרום אוקסידאז - נחושת, פרוטאנזים - יוני מגנזיום ואשלגן, ATPase - יוני נתרן, מגנזיום, סידן ואשלגן.
- לכרומופרוטאינים יש קבוצת תותבות צבעונית. בבני אדם ובבעלי חיים גבוהים יותר, הם מיוצגים בעיקר על ידי המופרוטאינים ופלבופרוטאינים. Hem הוא החלק הלא חלבוני של המופרוטאינים. Hem הוא חלק מהמוגלובין, מיוגלובין, ציטוכרומים, קטלאזות, פרוקסידאזות. קבוצה תותבת של פלבופרוטאיניםהוא FAD.
6. נוקלאופרוטאין. קבוצת התותבות היא חומצות גרעין - DNA או RNA. החלק החלבון בנוקלאופרוטאין מכיל חומצות אמינו רבות טעונות חיובית - ליזין וארגינין, ולכן יש לו תכונות בסיסיות. חומצות הגרעין עצמן הן חומציות. האינטראקציה בין החלק החלבון והלא חלבוני מתבצעת אם כן על ידי אינטראקציה של יון-יון. הצמדת חלק החלבון העיקרי למולקולת DNA חומצית "רופפת" למדי מאפשרת לקבל מבנה קומפקטי - כרומטין, המספק אחסון מידע תורשתי.
קבוצות תותבות של אנזימים
כ-60% מהאנזימים הידועים הם חומרים פשוטים. המרכז הפעיל שלהם נוצר רק מחומצות אמינו. במקרה זה, הקשר בין האנזים למצע מתבצע על ידי אינטראקציה חומצה-בסיס. כדי שיתרחשו מספר תגובות בגוף, אין די באינטראקציה פשוטה שכזו. אז לא רק המצע והאנזים משתתפים בתגובה, אלא גם תרכובות אחרות שאינן חלבוניות, הנקראות קו-פקטורים. ישנן שתי תת קבוצות של גורמים קופאקטורים: קו-אנזימים וקבוצות תותבות. הראשונים מחוברים לחלק החלבון של האנזים על ידי קשרים לא קוולנטיים חלשים, שבגללם הם יכולים לשמש כנשאים בין אנזימים בודדים. הקבוצות התותבות מחוברות היטב על ידי קשרים קוולנטיים עם האפואנזים ומתפקדות כנשא תוך אנזימטי. דוגמאות לקבוצות התותבות של כמה אנזימים מוצגות בטבלה.
| שולחן. קבוצות תותבות, מקורות הסינתזה שלהן ואנזימים מתאימים | ||
| קבוצת תותבות | מקור הסינתזה | דוגמאות לאנזימים |
| FAD, FMN | Riboflavin | דהידרוגנאז אירובי וכמה אנאירובי |
| Pyridoxal Phosphate | Pyridoxine | Aminotransferases, decarboxylases |
| תיאמין פירופוספט | Thiamin | Decarboxylases, transferases |
| Biotin | Biotin | Carboxylase |
| Gem | גליצין, סוקסינאט, פריטין | ציטוכרומים, המוגלובינים, מיוגלובין, קטלאז, פרוקסידאזות |
קבוצות ליפידים תותבות
במקרה זה, קבוצת התותבת היא החלק הלא-שומני של שומנים מורכבים, כגון פוספוליפידים, גליקוליפידים, סולפוליפידים.
