Rôl protein yn y corff dynol

Mae pwysigrwydd mawr proteinau i'r corff oherwydd eu swyddogaethau.

Mae swyddogaethau sylfaenol proteinau a gyflwynir yn dangos pwysigrwydd y dosbarth hwn o sylweddau wrth sicrhau bywyd dynol arferol.

Yn y 19eg ganrif, nododd gwyddonwyr:

• mae cyrff protein yn unigryw, hanfod bywyd,
• mae angen metaboledd cyson rhwng pethau byw a'r amgylchedd.

Mae'r darpariaethau hyn yn aros yr un fath â'r presennol.

Cyfansoddiad sylfaenol proteinau

Mae unedau moleciwlaidd enfawr protein syml o'r enw protein yn cael eu ffurfio gan flociau bach wedi'u cysylltu'n gemegol - asidau amino â darnau union yr un fath a gwahanol. Gelwir cyfansoddiadau strwythurol o'r fath yn heteropolymerau. Dim ond 20 cynrychiolydd o'r dosbarth o asidau amino sydd i'w cael bob amser mewn proteinau naturiol. Nodweddir cyfansoddiad sylfaenol proteinau gan bresenoldeb gorfodol carbon - C, nitrogen - N, hydrogen - H, ocsigen - O. Sylffwr - S yn aml. Mewn proteinau cymhleth o'r enw proteinau, mae sylweddau eraill wedi'u cynnwys yn ychwanegol at weddillion asid amino. Yn unol â hynny, gall ffosfforws - P, copr - Cu, haearn - Fe, ïodin - I, seleniwm - Se fod yn eu cyfansoddiad.

Mae asidau aminocarboxylig o broteinau naturiol yn cael eu dosbarthu yn ôl strwythur cemegol a phwysigrwydd biolegol. Mae dosbarthiad cemegol yn bwysig i gemegwyr, biolegol - i bawb.

Yn y corff dynol mae dwy ffrwd o drawsnewidiadau bob amser:

• chwalu, ocsideiddio, gwaredu cynhyrchion bwyd,
• synthesis biolegol sylweddau hanfodol newydd.

Gellir creu 12 asid amino a geir bob amser mewn proteinau naturiol trwy synthesis biolegol o'r corff dynol. Fe'u gelwir yn gyfnewidiol.

Nid yw 8 asid amino byth yn cael eu syntheseiddio mewn bodau dynol. Maent yn anhepgor, dylid eu rhoi gyda bwyd yn rheolaidd.

Yn ôl presenoldeb asidau amino-carbocsilig hanfodol, rhennir proteinau yn ddau ddosbarth.

• Mae gan broteinau cyflawn yr holl asidau amino sydd eu hangen ar y corff dynol. Mae'r set ofynnol o asidau amino hanfodol yn cynnwys proteinau caws bwthyn, cynhyrchion llaeth, dofednod, cig gwartheg, pysgod môr a dŵr croyw, wyau.

• Mewn proteinau diffygiol, gall fod diffyg un neu fwy o asidau pwysig. Mae'r rhain yn cynnwys proteinau planhigion.

Er mwyn asesu ansawdd proteinau dietegol, mae cymuned y byd meddygol yn eu cymharu â phrotein “delfrydol”, sydd wedi gwirio cyfrannau o asidau amino hanfodol hanfodol a hanfodol yn llym. O ran natur, nid oes protein “delfrydol” yn bodoli. Mor agos ato â phroteinau anifeiliaid. Yn aml nid yw proteinau planhigion yn ddigon i grynodiad normadol un neu fwy o asidau amino. Os ychwanegir y sylwedd coll, bydd y protein yn dod yn gyflawn.

Prif ffynonellau protein o darddiad planhigion ac anifeiliaid

Yn y gymuned wyddonol ddomestig sy'n cymryd rhan mewn astudiaeth gynhwysfawr o gemeg bwyd, mae grŵp o athrawon A.P. Nechaev, ei gydweithwyr, a myfyrwyr yn sefyll allan. Penderfynodd y tîm y cynnwys protein yn y prif gynhyrchion bwyd sydd ar gael ar farchnad Rwsia.

• Pwysig! Mae ffigurau a nodwyd yn hysbysu am gynnwys protein mewn 100 g o'r cynnyrch, wedi'i ryddhau o'r rhan na ellir ei fwyta.

• Mae'r swm mwyaf o brotein i'w gael mewn soi, hadau pwmpen, a chnau daear (34.9 - 26.3 g).
• Mae gwerthoedd o 20 i 30 gram i'w cael mewn pys, ffa, pistachios, a hadau blodyn yr haul.
• Nodweddir almonau, cashews, cnau cyll gan niferoedd o 15 i 20 gr.
• Mae cnau Ffrengig, pasta, y mwyafrif o rawnfwydydd (ac eithrio reis, graean corn) yn cynnwys rhwng 10 a 15 gram o brotein fesul 100 gram o gynnyrch.
• Mae reis, graean corn, bara, garlleg, bricyll sych yn disgyn yn yr ystod o 5 i 10 gr.
• Mewn 100 gram o fresych, madarch, tatws, prŵns, rhai mathau o betys, mae'r cynnwys protein rhwng 2 a 5 gram.
• Ychydig o brotein sydd gan rhesins, radis, moron, pupurau melys, nid yw eu dangosyddion yn fwy na 2 gram.

Os nad oeddech yn gallu dod o hyd i wrthrych planhigyn yma, yna mae'r crynodiad protein ynddo yn rhy isel neu nid yw yno o gwbl. Er enghraifft, mewn sudd ffrwythau ychydig iawn o brotein sydd, mewn olewau llysiau naturiol - dim o gwbl.

• Darganfuwyd y crynodiad protein uchaf mewn iwr pysgod, cawsiau caled a phrosesedig, a chig cwningen (o 21.1 i 28.9 g).
• Mae nifer fawr o gynhyrchion yn cynnwys rhwng 15 a 10 gram o brotein. Aderyn yw hwn, pysgod môr (heblaw am gapelin), cig gwartheg, berdys, sgwid, caws bwthyn, caws feta, pysgod dŵr croyw.
• Mae capelin, wy cyw iâr, porc yn cynnwys 12.7 i 15 gram o brotein fesul 100 gram o gynnyrch.
• Nodweddir iogwrt, caws ceuled gan y rhifau 5 - 7.1 gr.
• Mae llaeth, kefir, llaeth wedi'i bobi wedi'i eplesu, hufen sur, hufen yn cynnwys rhwng 2.8 a 3 gram o brotein.

Nid yw gwybodaeth am brif ffynonellau proteinau o darddiad planhigion ac anifeiliaid mewn cynhyrchion a aeth trwy brosesu technolegol aml-gam (stiw, selsig, ham, selsig) o ddiddordeb. Nid ydynt yn cael eu hargymell ar gyfer bwyta'n iach yn rheolaidd. Nid yw defnydd tymor byr o gynhyrchion o'r fath yn arwyddocaol.

Rôl protein mewn maeth

O ganlyniad i brosesau metabolaidd yn y corff, mae moleciwlau protein newydd yn cael eu ffurfio'n gyson, yn lle'r hen rai. Nid yw'r gyfradd synthesis mewn gwahanol organau yr un peth. Mae proteinau hormonau, er enghraifft, inswlin, yn cael eu hadfer (eu hail-syntheseiddio) yn gyflym iawn, mewn oriau, munudau. Mae proteinau'r afu, pilenni mwcaidd berfeddol yn cael eu hadfywio mewn 10 diwrnod. Mae moleciwlau protein yr ymennydd, cyhyrau, meinwe gyswllt yn cael eu hadfer y gall y synthesis adferol hiraf (resynthesis) bara hyd at chwe mis.

Nodweddir y broses o ddefnyddio a synthesis gan gydbwysedd nitrogen.

• Mewn person ffurfiedig ag iechyd llawn, mae'r cydbwysedd nitrogen yn sero. Yn yr achos hwn, mae cyfanswm y màs o nitrogen a gyflenwir â phroteinau yn ystod maeth yn hafal i'r màs sydd wedi'i ysgarthu â chynhyrchion pydredd.
• Mae organebau ifanc yn datblygu'n gyflym. Mae'r cydbwysedd nitrogen yn bositif. Mae yna lawer o brotein, mae llai yn cael ei ysgarthu.
• Wrth heneiddio, pobl sâl, mae'r cydbwysedd nitrogen yn negyddol. Mae màs y nitrogen sy'n cael ei ryddhau gyda chynhyrchion metabolaidd yn fwy na'r hyn a dderbynnir wrth gymeriant bwyd.

Rôl protein mewn maeth yw darparu'r swm angenrheidiol o gydrannau asid amino i berson sy'n addas ar gyfer cymryd rhan ym mhrosesau biocemegol y corff.

Er mwyn sicrhau metaboledd arferol, mae'n bwysig gwybod faint o brotein y mae angen i berson ei fwyta bob dydd.

Mae ffisiolegwyr domestig ac Americanaidd yn argymell bwyta 0.8 - 1 g o brotein fesul 1 kg o bwysau dynol. Mae'r niferoedd yn eithaf cyfartalog. Mae'r swm yn dibynnu ar oedran, natur gwaith, ffordd o fyw person. Ar gyfartaledd, maen nhw'n argymell bwyta o 60 gram i 100 gram o brotein y dydd. Ar gyfer dynion sy'n ymwneud â gwaith corfforol, gellir cynyddu'r norm i 120 gram y dydd. I'r rhai sy'n cael llawdriniaeth, afiechydon heintus, mae'r norm hefyd yn cynyddu i 140 gram y dydd. Mae dieteg yn ddeietau argymelledig sydd â chynnwys uchel o gynhyrchion protein, a all gyrraedd 140g y dydd. Dylai pobl ag anhwylderau metabolaidd, tueddiad i gowt, fwyta llawer llai o brotein. Y norm ar eu cyfer yw 20 - 40 gram y dydd.

I bobl sy'n ymwneud â chwaraeon egnïol sy'n cynyddu màs cyhyrau, mae'r norm yn cynyddu'n sylweddol, yn gallu cyrraedd 1.6-1.8 gram fesul 1 kg o bwysau athletwr.

• Pwysig! Fe'ch cynghorir i'r hyfforddwr egluro'r ateb i'r cwestiwn - faint o broteinau y dylid eu bwyta bob dydd yn ystod ymarfer corff. Mae gan weithwyr proffesiynol wybodaeth am gostau ynni ar gyfer pob math o hyfforddiant, ffyrdd o gynnal gweithrediad arferol corff yr athletwr.

Ar gyfer gweithredu'r holl swyddogaethau ffisiolegol, mae'n bwysig nid yn unig presenoldeb asidau amino hanfodol yn y protein, ond hefyd effeithlonrwydd eu cymhathu. Mae gan foleciwlau protein wahanol lefelau o drefniadaeth, hydoddedd, graddfa hygyrchedd ensymau treulio. Mae 96% o broteinau llaeth, wyau yn cael eu torri i lawr yn effeithiol. Mewn cig, pysgod, mae 93-95% o broteinau yn cael eu treulio'n ddiogel. Yr eithriad yw proteinau'r croen a'r gwallt. Mae cynhyrchion sy'n cynnwys protein llysiau yn cael eu treulio 60-80%. Mewn llysiau, mae 80% o broteinau yn cael eu hamsugno, mewn tatws - 70%, mewn bara - 62-86%.

Dylai'r gyfran argymelledig o broteinau o ffynonellau anifeiliaid fod yn 55% o gyfanswm y màs protein.

• Mae diffyg protein yn y corff yn arwain at newidiadau metabolig sylweddol. Gelwir patholegau o'r fath yn nychdod, kwashiorkor. Am y tro cyntaf, datgelwyd tramgwydd ymhlith trigolion llwythau gwyllt Affrica, wedi'i nodweddu gan gydbwysedd nitrogen negyddol, swyddogaeth berfeddol â nam, atroffi cyhyrau, a thwf crebachlyd. Gall diffyg protein rhannol ddigwydd gyda symptomau tebyg, a all fod yn ysgafn am beth amser. Yn arbennig o beryglus yw'r diffyg protein yng nghorff y plentyn. Gall anhwylderau dietegol o'r fath ysgogi israddoldeb corfforol a deallusol unigolyn sy'n tyfu.

• Mae gormod o brotein yn y corff yn gorlwytho'r system ysgarthol. Mae'r llwyth ar yr arennau'n cynyddu. Gyda'r patholegau presennol ym meinwe'r arennau, gellir gwaethygu'r broses. Mae'n ddrwg iawn os yw gormod o brotein yn y corff yn dod gyda diffyg cydrannau bwyd gwerthfawr eraill. Yn yr hen amser, yng ngwledydd Asia roedd dull o ddienyddio, lle roedd y collfarnwr yn cael ei fwydo cig yn unig. O ganlyniad, bu farw'r troseddwr o ffurfio cynhyrchion pydredd yn y coluddyn, yn dilyn y gwenwyn hwn.

Mae dull rhesymol o ddarparu protein i'r corff yn gwarantu gweithrediad effeithiol yr holl systemau bywyd.

Astudio hanes

Cafwyd y protein gyntaf (ar ffurf glwten) ym 1728 gan yr Eidal Jacopo Bartolomeo Beccari o flawd gwenith. Cafodd proteinau eu hynysu i ddosbarth ar wahân o foleciwlau biolegol yn y 18fed ganrif o ganlyniad i waith y cemegydd Ffrengig Antoine de Fourcroix a gwyddonwyr eraill a nododd eiddo proteinau i geulo (dadnatureiddio) o dan ddylanwad gwres neu asidau. Bryd hynny, ymchwiliwyd i broteinau fel albwmin (“gwyn wy”), ffibrin (protein o'r gwaed), a glwten o rawn gwenith.

Ar ddechrau'r 19eg ganrif, cafwyd rhywfaint o wybodaeth eisoes am gyfansoddiad elfenol proteinau; roedd yn hysbys bod asidau amino yn cael eu ffurfio yn ystod hydrolysis proteinau. Mae rhai o'r asidau amino hyn (e.e. glycin a leucine) eisoes wedi'u nodweddu. Yn seiliedig ar ddadansoddiad o gyfansoddiad cemegol proteinau, damcaniaethodd y cemegydd o'r Iseldiroedd Gerrit Mulder fod gan bron pob protein fformiwla empirig debyg. Yn 1836, cynigiodd Mulder y model cyntaf o strwythur cemegol proteinau. Yn seiliedig ar theori radicalau, daeth ar ôl sawl mireinio i'r casgliad bod gan yr uned strwythurol leiaf o brotein y cyfansoddiad canlynol: C₄₀H.₆₂N.₁₀O.₁₂. Galwodd yr uned hon yn "brotein" (Pr) (o'r Groeg. Protos - y cyntaf, cynradd), a'r theori - "theori protein". Cynigiwyd y term "protein" ei hun gan y cemegydd o Sweden, Jacob Berzelius. Yn ôl Mulder, mae pob protein yn cynnwys sawl uned brotein, sylffwr a ffosfforws. Er enghraifft, awgrymodd ysgrifennu'r fformiwla fibrin fel 10PrSP. Astudiodd Mulder hefyd gynhyrchion dinistrio proteinau - asidau amino ac ar gyfer un ohonynt (leucine) gyda ffracsiwn bach o wall, penderfynodd y pwysau moleciwlaidd - 131 daltons. Gyda chasgliad data newydd ar broteinau, dechreuwyd beirniadu theori protein, ond, er gwaethaf hyn, tan ddiwedd y 1850au roedd yn dal i gael ei ystyried yn gydnabyddedig yn gyffredinol.

Erbyn diwedd y 19eg ganrif, ymchwiliwyd i'r rhan fwyaf o'r asidau amino sy'n ffurfio proteinau. Ddiwedd yr 1880au. Gwyddonydd Rwsia A. Ya.Nododd Danilevsky fodolaeth grwpiau peptid (CO - NH) yn y moleciwl protein. Ym 1894, cyflwynodd y ffisiolegydd Almaeneg Albrecht Kossel theori yn ôl pa asidau amino yw prif elfennau strwythurol proteinau. Ar ddechrau'r 20fed ganrif, profodd y cemegydd Almaenig Emil Fischer yn arbrofol bod proteinau'n cynnwys gweddillion asid amino wedi'u cysylltu gan fondiau peptid. Gwnaeth hefyd y dadansoddiad cyntaf o ddilyniant asid amino y protein ac esboniodd ffenomen proteolysis.

Fodd bynnag, ni chydnabuwyd rôl ganolog proteinau mewn organebau tan 1926, pan ddangosodd y cemegydd Americanaidd James Sumner (Gwobr Nobel mewn Cemeg yn ddiweddarach) fod yr ensym urease yn brotein.

Roedd yr anhawster i ynysu proteinau pur yn ei gwneud hi'n anodd astudio. Felly, cynhaliwyd yr astudiaethau cyntaf gan ddefnyddio'r polypeptidau hynny y byddai'n hawdd eu puro mewn symiau mawr, hynny yw, proteinau gwaed, wyau cyw iâr, tocsinau amrywiol, yn ogystal ag ensymau treulio / metabolaidd wedi'u secretu ar ôl lladd gwartheg. Ar ddiwedd y 1950au, y cwmni Armour Hot Dog Co. llwyddodd i glirio cilogram o ribonuclease pancreatig buchol A, sydd wedi dod yn darged arbrofol i lawer o astudiaethau.

Cyflwynwyd y syniad bod strwythur eilaidd proteinau yn ganlyniad ffurfio bondiau hydrogen rhwng gweddillion asid amino gan William Astbury ym 1933, ond ystyrir Linus Pauling fel y gwyddonydd cyntaf a lwyddodd i ragfynegi strwythur eilaidd proteinau yn llwyddiannus. Yn ddiweddarach, gwnaeth Walter Kausman, yn seiliedig ar waith Kai Linnerstrom-Lang, gyfraniad sylweddol at ddeall deddfau ffurfio strwythur trydyddol proteinau a rôl rhyngweithiadau hydroffobig yn y broses hon. Ar ddiwedd y 1940au a dechrau'r 1950au, datblygodd Frederick Senger ddull ar gyfer dilyniannu protein, a phenderfynodd ddilyniant asid amino dwy gadwyn inswlin erbyn 1955, gan ddangos bod proteinau yn bolymerau llinol o asidau amino, ac nad ydynt yn ganghennog (fel rhai siwgrau. ) cadwyni, coloidau neu seiclonau. Roedd y protein cyntaf, y sefydlwyd ei ddilyniant asid amino ohono gan wyddonwyr Sofietaidd / Rwsiaidd, ym 1972 aminotransferase aspartate.

Daeth strwythurau gofodol cyntaf proteinau a gafwyd trwy ddiffreithiant pelydr-X (dadansoddiad diffreithiant pelydr-X) yn hysbys ar ddiwedd y 1950au a dechrau'r 1960au, a darganfuwyd strwythurau gan ddefnyddio cyseiniant magnetig niwclear yn yr 1980au. Yn 2012, roedd y Banc Data Protein yn cynnwys oddeutu 87,000 o strwythurau protein.

Yn yr 21ain ganrif, mae ymchwil protein wedi symud i lefel ansoddol newydd, pan fydd nid yn unig proteinau wedi'u puro unigol yn cael eu hastudio, ond hefyd y newid ar yr un pryd yn nifer ac addasiadau ôl-drosiadol nifer fawr o broteinau celloedd, meinweoedd neu organebau cyfan. Yr enw ar y maes hwn o fiocemeg yw proteinomeg. Gan ddefnyddio dulliau biowybodeg, daeth yn bosibl nid yn unig i brosesu data dadansoddiad diffreithiant pelydr-X, ond hefyd i ragfynegi strwythur y protein yn seiliedig ar ei ddilyniant asid amino. Ar hyn o bryd, mae microsgopeg cryoelectron o gyfadeiladau protein mawr a rhagfynegiad strwythurau gofodol parthau protein gan ddefnyddio rhaglenni cyfrifiadurol yn agosáu at gywirdeb atomig.

Gellir mesur maint protein yn nhermau gweddillion asid amino neu mewn daltonau (pwysau moleciwlaidd), ond oherwydd maint cymharol fawr y moleciwl, mynegir y màs protein mewn unedau deilliedig - cilodaltonau (kDa). Mae proteinau burum, ar gyfartaledd, yn cynnwys 466 o weddillion asid amino ac mae ganddynt bwysau moleciwlaidd o 53 kDa. Mae'r protein mwyaf sy'n hysbys ar hyn o bryd - titin - yn elfen o sarcomeres cyhyrau, mae pwysau moleciwlaidd ei amrywiadau amrywiol (isofformau) yn amrywio yn yr ystod o 3000 i 3700 kDa. Mae titin cyhyr soleus (lat. Soleus) person yn cynnwys 38,138 o asidau amino.

Amffotericity

Mae gan broteinau eiddo amffotericity, hynny yw, yn dibynnu ar yr amodau, maent yn arddangos priodweddau asidig a sylfaenol. Mewn proteinau, mae yna sawl math o grwpiau cemegol sy'n gallu ïoneiddio mewn toddiant dyfrllyd: gweddillion asid carboxylig cadwyni ochr asidau amino asid (asidau aspartig a glutamig) a grwpiau sy'n cynnwys nitrogen o gadwyni ochr asidau amino sylfaenol (yn bennaf y grŵp ε-amino o lysin a'r gweddillion amidine CNH (NH₂) arginine, i raddau ychydig yn llai - gweddillion histid imidazole). Nodweddir pob protein gan bwynt isoelectrig (pI) - asidedd canolig (pH), lle mae cyfanswm gwefr drydanol moleciwlau'r protein hwn yn sero ac, yn unol â hynny, nid ydynt yn symud yn y maes trydan (er enghraifft, gan electrofforesis). Ar y pwynt isoelectrig, mae hydradiad a hydoddedd y protein yn fach iawn. Mae'r gwerth DP yn dibynnu ar gymhareb gweddillion asid amino asidig a sylfaenol mewn protein: ar gyfer proteinau sy'n cynnwys llawer o weddillion asid amino asidig, mae pwyntiau isoelectrig yn y rhanbarth asidig (gelwir proteinau o'r fath yn asidig), ac mewn proteinau sy'n cynnwys gweddillion mwy sylfaenol, maent yn y rhanbarth alcalïaidd (proteinau sylfaenol. ) Gall gwerth DP y protein hwn hefyd amrywio yn dibynnu ar y cryfder ïonig a'r math o doddiant byffer y mae wedi'i leoli ynddo, gan fod halwynau niwtral yn effeithio ar raddau ïoneiddio grwpiau cemegol y protein. Gellir pennu DP protein, er enghraifft, o gromlin titradiad neu drwy ganolbwyntio isoelectrig.

Yn gyffredinol, mae DP protein yn dibynnu ar y swyddogaeth y mae'n ei chyflawni: mae pwynt isoelectrig y mwyafrif o broteinau mewn meinweoedd asgwrn cefn yn amrywio o 5.5 i 7.0, ond mewn rhai achosion mae'r gwerthoedd yn gorwedd mewn ardaloedd eithafol: er enghraifft, ar gyfer pepsin, ensym proteinolytig o gastrig asidig cryf. sudd PI

1, ac ar gyfer salminau - protein protamin llaeth eog, y mae ei nodwedd yn cynnwys arginine uchel - DP.

12. Proteinau sy'n rhwymo i asidau niwcleig oherwydd rhyngweithio electrostatig â grwpiau ffosffad yw'r prif broteinau yn aml. Enghraifft o broteinau o'r fath yw histonau a phrotaminau.

Beth yw proteinau?

Mae proteinau yn gyfansoddion organig cymhleth pwysau moleciwlaidd uchel sy'n cynnwys gweddillion asid amino, wedi'u cyfuno mewn ffordd arbennig. Mae gan bob protein ei ddilyniant asid amino unigol ei hun, ei leoliad yn y gofod. Mae'n bwysig deall nad yw'r proteinau sy'n mynd i mewn i'r corff yn cael eu hamsugno ganddynt ar ffurf ddigyfnewid, maent yn cael eu torri i lawr i asidau amino a chyda'u help mae'r corff yn syntheseiddio ei broteinau.

Mae 22 o asidau amino yn cymryd rhan mewn ffurfio proteinau, gellir trosi 13 ohonynt yn gilydd, 9 - mae ffenylalanîn, tryptoffan, lysin, histidine, threonine, leucine, valine, isoleucine, methionine - yn anadferadwy. Mae diffyg asidau anadferadwy yn y corff yn annerbyniol, bydd hyn yn arwain at darfu ar y corff.

Mae'n bwysig nid yn unig y ffaith bod y protein yn mynd i mewn i'r corff, ond hefyd pa asidau amino y mae'n eu cynnwys!

Beth yw protein?

Proteinau (proteinau / polypeptidau) - sylweddau organig, polymerau naturiol sy'n cynnwys ugain o asidau amino cysylltiedig. Mae cyfuniadau yn darparu sawl math. Mae'r corff yn ymdopi â synthesis deuddeg asid amino cyfnewidiol ei hun.

Ni all y corff syntheseiddio wyth o'r ugain o asidau amino hanfodol a geir mewn protein ar eu pennau eu hunain, fe'u ceir gyda bwyd. Y rhain yw valine, leucine, isoleucine, methionine, tryptoffan, lysin, threonine, phenylalanine, sy'n bwysig i fywyd.

Beth sy'n digwydd protein

Gwahaniaethwch rhwng anifail a llysiau (yn ôl tarddiad). Mae angen dau fath o ddefnydd.

Anifeiliaid:

Mae gwyn wy yn cael ei amsugno'n hawdd a bron yn llwyr gan y corff (90-92%). Mae proteinau cynhyrchion llaeth wedi'i eplesu ychydig yn waeth (hyd at 90%). Mae proteinau llaeth cyflawn ffres yn cael eu hamsugno hyd yn oed yn llai (hyd at 80%).
Gwerth cig eidion a physgod yn y cyfuniad gorau o asidau amino hanfodol.

Llysiau:

Mae gan soi, canola a hadau cotwm gymhareb asid amino da ar gyfer y corff. Mewn cnydau, mae'r gymhareb hon yn wannach.

Nid oes unrhyw gynnyrch â chymhareb asid amino delfrydol. Mae maethiad cywir yn cynnwys cyfuniad o broteinau anifeiliaid a llysiau.

Sail maeth "yn ôl y rheolau" yw protein anifeiliaid. Mae'n llawn asidau amino hanfodol, ac mae'n amsugno protein llysiau yn dda.

Swyddogaethau protein yn y corff

Gan ei fod yng nghelloedd y feinwe, mae'n cyflawni llawer o swyddogaethau:

1. Amddiffynnol. Gweithrediad y system imiwnedd yw niwtraleiddio sylweddau tramor. Mae cynhyrchu gwrthgyrff yn digwydd.
2. Trafnidiaeth. Cyflenwad amrywiol sylweddau, er enghraifft, haemoglobin (cyflenwad ocsigen).
3. Rheoleiddio. Cynnal cefndir hormonaidd.
4. Gyriad. Mae pob math o symudiad yn darparu actin a myosin.
5. Plastig. Mae cyflwr y meinwe gyswllt yn cael ei reoli gan y cynnwys colagen.
6. Catalytig. Mae'n gatalydd ac yn cyflymu hynt yr holl adweithiau biocemegol.
7. Cadw a throsglwyddo gwybodaeth genynnau (moleciwlau DNA a RNA).
8. Ynni. Cyflenwad egni'r corff cyfan.

Mae eraill yn anadlu, yn gyfrifol am dreulio bwyd, yn rheoleiddio metaboledd. Mae'r protein rhodopsin ffotosensitif yn gyfrifol am swyddogaeth weledol.

Mae pibellau gwaed yn cynnwys elastin, diolch iddo maen nhw'n gweithio'n llawn. Mae'r protein ffibrinogen yn darparu ceuliad gwaed.

Symptomau diffyg protein yn y corff

Mae diffyg protein yn ddigwyddiad eithaf cyffredin gyda diffyg maeth a ffordd o fyw gorfywiog person modern. Ar ffurf ysgafn fe'i mynegir mewn blinder rheolaidd a pherfformiad gwael. Gyda chynnydd mewn meintiau annigonol, mae'r corff yn arwyddo trwy symptomau:

1. Gwendid a phendro cyffredinol. Llai o hwyliau a gweithgaredd, ymddangosiad blinder cyhyrau heb ymdrech gorfforol arbennig, amhariad ar gydlynu symudiadau, gwanhau sylw a chof.
2. Cur pen a gwaethygu cwsg. Mae'r anhunedd a'r pryder sy'n deillio o hyn yn dynodi diffyg serotonin.
3. Newid hwyliau mynych, grunts. Mae diffyg ensymau a hormonau yn ysgogi blinder y system nerfol: anniddigrwydd am unrhyw reswm, ymosodol afresymol, ataliaeth emosiynol.
4. Croen gwelw, brechau. Gyda diffyg protein sy'n cynnwys haearn, mae anemia yn datblygu, a'i symptomau yw sychder a pallor y croen, pilenni mwcaidd.
5. Chwydd yr eithafion. Mae cynnwys protein plasma isel yn cynyddu'r cydbwysedd dŵr-halen. Mae braster isgroenol yn cronni hylif yn y fferau a'r fferau.
6. Iachau gwael clwyfau a chrafiadau. Mae atgyweirio celloedd yn cael ei rwystro oherwydd diffyg “deunydd adeiladu”.
7. Bregusrwydd a cholli gwallt, breuder ewinedd. Ymddangosiad dandruff oherwydd croen sych, diblisgo a chracio'r plât ewinedd yw signal mwyaf cyffredin y corff ynghylch diffyg protein. Mae gwallt ac ewinedd yn tyfu'n gyson ac yn ymateb yn syth i ddiffyg sylweddau sy'n hybu twf a chyflwr da.
8. Colli pwysau afresymol. Mae diflaniad cilogramau am ddim rheswm amlwg oherwydd yr angen i'r corff wneud iawn am y diffyg protein oherwydd màs cyhyr.
9. Methiant y galon a'r pibellau gwaed, ymddangosiad prinder anadl. Mae'r systemau resbiradol, treulio a genhedlol-droethol hefyd yn dirywio. Mae dyspnea yn ymddangos heb ymdrech gorfforol, peswch heb annwyd a chlefydau firaol.

Gydag ymddangosiad symptomau o'r math hwn, dylech newid regimen ac ansawdd bwyd ar unwaith, ailystyried eich ffordd o fyw, ac os yw'n waeth, ymgynghori â meddyg.

Faint o brotein sydd ei angen ar gyfer cymhathu

Mae'r gyfradd defnydd y dydd yn dibynnu ar oedran, rhyw, math o waith. Cyflwynir data ar y safonau yn y tabl (isod) ac fe'u cynlluniwyd ar gyfer pwysau arferol.
Mae malu cymeriant protein sawl gwaith yn ddewisol. Mae pob un yn pennu ffurflen gyfleus iddo'i hun, y prif beth yw cynnal y gyfradd cymeriant dyddiol.

gweithgaredd corfforolCyfnod oedran Y cymeriant protein y dydd, g I ddynionI ferched CyfanswmTarddiad anifeiliaidCyfanswmTarddiad anifeiliaid Dim llwyth18-4096588249 40-6089537545 Gradd fach18-4099548446 40-6092507745 Gradd ganolig18-40102588647 40-6093517944 Gradd uchel18-40108549246 40-60100508543 Cyfnodol18-4080487143 40-6075456841 Oed ymddeol75456841

Cynnwys protein uchel mewn bwydydd

Bwydydd cydnabyddedig sy'n cynnwys protein:

O'r holl amrywiaethau o gig, y lle cyntaf ar ôl cynnwys dofednod fydd cig eidion: 18.9 g. Ar ei ôl, porc: 16.4 g, cig oen: 16.2 g.

Bwyd môr a sgwid yw'r arweinwyr: 18.0 g.
Y pysgod cyfoethocaf ar gyfer protein yw eog: 21.8 g, yna eog pinc: 21 g, clwyd penhwyaid: 19 g, macrell: 18 g, penwaig: 17.6 g a phenfras: 17.5 g.

Ymhlith cynhyrchion llaeth, mae kefir a hufen sur yn dal y safle yn gadarn: 3.0 g, yna llaeth: 2.8 g.
Grawn Uchel - Hercules: 13.1 g, miled: 11.5 g, semolina: 11.3 g

Gan wybod y norm a chymryd i ystyriaeth gyfleoedd ariannol, gallwch gyfansoddi bwydlen yn gywir a sicrhau ei bod yn ychwanegu at frasterau a charbohydradau.

Cymhareb y protein mewn maeth

Dylai cyfran y proteinau, brasterau, carbohydradau mewn diet iach fod (mewn gramau) 1: 1: 4. Gellir cynrychioli'r allwedd i gydbwysedd dysgl iach mewn ffordd arall: proteinau 25-35%, brasterau 25-35%, carbohydradau 30-50%.

Ar yr un pryd, dylai brasterau fod yn ddefnyddiol: olew olewydd neu had llin, cnau, pysgod, caws.

Mae carbohydradau mewn plât yn basta caled, unrhyw lysiau ffres, yn ogystal â ffrwythau / ffrwythau sych, cynhyrchion llaeth sur.

Gellir cyfuno proteinau mewn dognau yn ddewisol: llysiau + anifeiliaid.

Asidau amino a Gynhwysir mewn Protein

Gall y corff ei hun syntheseiddio'r cyfnewidiol, ond nid yw eu cyflenwad o'r tu allan byth yn ddiangen. Yn enwedig gyda ffordd o fyw egnïol ac ymdrech gorfforol wych.

Mae pob un yn ddieithriad yn bwysig, y mwyaf poblogaidd ohonynt:

Alanine.
Mae'n ysgogi metaboledd carbohydradau, yn helpu i gael gwared ar docsinau. Yn gyfrifol am “lendid”. Cynnwys uchel mewn cig, pysgod, cynhyrchion llaeth.

Arginine.
Mae angen contractio unrhyw gyhyrau, croen iach, cartilag a chymalau. Yn darparu swyddogaeth llosgi braster a system imiwnedd. Mae mewn unrhyw gig, llaeth, unrhyw gnau, gelatin.

Asid aspartig.
Yn darparu cydbwysedd egni. Yn gwella ymarferoldeb y system nerfol ganolog. Wel ailgyflenwch adnodd ynni prydau cig eidion a chyw iâr, llaeth, siwgr cansen. Yn cynnwys tatws, cnau, grawnfwydydd.

Histidine.
Mae prif "adeiladwr" y corff yn cael ei drawsnewid yn histamin a haemoglobin. Yn gwella clwyfau yn gyflym, yn gyfrifol am fecanweithiau twf. Cymharol lawer mewn llaeth, grawnfwydydd ac unrhyw gig.

Serene.
Niwrodrosglwyddydd, yn anhepgor ar gyfer gweithrediad clir yr ymennydd a'r system nerfol ganolog. Mae cnau daear, cig, grawnfwydydd, soi.

Gyda maethiad cywir a'r ffordd iawn o fyw, bydd yr holl asidau amino yn ymddangos yn y corff ar gyfer synthesis "ciwbiau" a modelu iechyd, harddwch a hirhoedledd.

Beth sy'n achosi diffyg protein yn y corff

1. Clefydau heintus mynych, gwanhau'r system imiwnedd.
2. Straen a phryder.
3. Heneiddio ac arafu pob proses metabolig.
4. Sgil-effaith o ddefnyddio meddyginiaethau unigol.
5. Methiannau yn y llwybr treulio.
6. Anafiadau.
7. Bwyd yn seiliedig ar fwyd cyflym, cynhyrchion gwib, cynhyrchion lled-orffen o ansawdd isel.

Bydd diffyg asid amino sengl yn atal cynhyrchu protein penodol. Mae'r corff wedi'i drefnu ar yr egwyddor o "lenwi'r gwagleoedd", felly bydd yr asidau amino coll yn cael eu tynnu o broteinau eraill. Mae'r "ailadeiladu" hwn yn tarfu ar weithrediad organau, cyhyrau, y galon, yr ymennydd ac wedi hynny yn ysgogi'r afiechyd.

Mae diffyg protein mewn plant yn atal twf, yn achosi anableddau corfforol a meddyliol.
Nid yw datblygiad anemia, ymddangosiad afiechydon croen, patholeg meinwe esgyrn a chyhyrau yn rhestr gyflawn o afiechydon. Gall nychdod protein difrifol arwain at wallgofrwydd a kwashiorkor (math o nychdod difrifol oherwydd diffyg proteinau).

Pan fydd protein yn niweidio'r corff

• derbyniad gormodol
• afiechydon cronig yr afu, yr arennau, y galon a phibellau gwaed.

Nid yw gorgyflenwad yn digwydd yn aml oherwydd bod y corff yn amsugno sylwedd yn anghyflawn.Mae'n digwydd yn y rhai sydd eisiau cynyddu cyhyrau cyn gynted â phosibl heb ddilyn argymhellion hyfforddwyr a maethegwyr.

Mae problemau derbyniad "gormodol" yn cynnwys:

Methiant arennol. Mae gormod o brotein yn gorlwytho organau, gan amharu ar eu swyddogaeth naturiol. Ni all "hidlo" ymdopi â'r llwyth, mae clefyd yr arennau yn ymddangos.

Clefyd yr afu. Mae gormod o brotein yn cronni amonia yn y gwaed, sy'n gwaethygu cyflwr yr afu.

Datblygiad atherosglerosis. Mae'r rhan fwyaf o gynhyrchion anifeiliaid, yn ogystal â sylweddau defnyddiol, yn cynnwys braster niweidiol a cholesterol.

Dylai pobl sy'n dioddef o batholeg yr afu, yr arennau, systemau cardiofasgwlaidd a threuliad gyfyngu ar gymeriant protein.

Mae gofal am eu hiechyd eu hunain yn cael ei wobrwyo'n golygus i'r rhai sy'n poeni amdano. Er mwyn osgoi canlyniadau difrifol, mae angen i chi gofio angen y corff am adferiad. Bydd gorffwys llawn, maeth, arbenigwyr ymweld yn estyn ieuenctid, iechyd a bywyd.

Hydoddedd

Mae proteinau'n amrywio o ran hydoddedd mewn dŵr. Gelwir proteinau sy'n hydoddi mewn dŵr yn albwmin, mae'r rhain yn cynnwys proteinau gwaed a llaeth. I anhydawdd, neu sgleroproteinau, dylech gynnwys, er enghraifft, ceratin (y protein sy'n ffurfio gwallt, gwallt mamaliaid, plu adar, ac ati) a ffibroin, sy'n rhan o sidan a chobwebs. Mae hydoddedd protein yn cael ei bennu nid yn unig gan ei strwythur, ond gan ffactorau allanol, megis natur y toddydd, cryfder ïonig a pH yr hydoddiant.

Rhennir proteinau hefyd yn hydroffilig (hydawdd mewn dŵr) a hydroffobig (ymlid dŵr). Mae'r rhan fwyaf o broteinau'r cytoplasm, niwclews, a sylwedd rhynggellog, gan gynnwys ceratin anhydawdd a ffibroin, yn hydroffilig. Mae'r rhan fwyaf o'r proteinau sy'n ffurfio pilenni biolegol yn hydroffobig - proteinau pilen annatod sy'n rhyngweithio â lipidau hydroffobig y bilen (mae gan y proteinau hyn, fel rheol, safleoedd hydroffilig).

Biosynthesis protein yn y corff

Biosynthesis protein - ffurfio'r corff o broteinau a ddymunir o asidau amino trwy eu cyfuno â math arbennig o fond cemegol - y gadwyn polypeptid. Mae DNA yn storio gwybodaeth am strwythur protein. Mae'r synthesis ei hun yn digwydd mewn rhan arbennig o'r gell o'r enw'r ribosom. Mae RNA yn trosglwyddo gwybodaeth o'r genyn a ddymunir (safle DNA) i'r ribosom.

Gan fod biosynthesis protein yn aml-gymhleth, yn gymhleth, mae'n defnyddio'r wybodaeth a osodir ar sail bodolaeth ddynol - DNA, mae ei synthesis cemegol yn dasg anodd. Mae gwyddonwyr wedi dysgu sut i gael atalyddion rhai ensymau a hormonau, ond y dasg wyddonol bwysicaf yw cael proteinau gan ddefnyddio peirianneg enetig.

Trafnidiaeth

Swyddogaeth cludo protein gwaed arbennig - haemoglobin. Diolch i'r protein hwn, mae ocsigen yn cael ei ddanfon o'r ysgyfaint i organau a meinweoedd y corff.

Mae'n cynnwys yng ngweithgaredd proteinau y system imiwnedd o'r enw gwrthgyrff. Gwrthgyrff sy'n gwarchod iechyd y corff, gan ei amddiffyn rhag bacteria, firysau, gwenwynau, ac sy'n caniatáu i waed ffurfio ceulad yn lle clwyf agored.

Swyddogaeth signal proteinau yw trosglwyddo signalau (gwybodaeth) rhwng celloedd.

Normau Protein i Oedolyn

Mae angen y corff dynol am brotein yn dibynnu'n uniongyrchol ar ei weithgaredd corfforol. Po fwyaf y byddwn yn symud, y cyflymaf y bydd yr holl ymatebion biocemegol yn symud ymlaen yn ein corff. Mae ar bobl sy'n ymarfer yn rheolaidd angen bron i ddwywaith cymaint o brotein â'r person cyffredin. Mae diffyg protein i bobl sy'n ymwneud â chwaraeon yn beryglus "sychu" cyhyrau a blinder y corff cyfan!

Ar gyfartaledd, cyfrifir y norm protein ar gyfer oedolyn ar sail cyfernod 1 g o brotein fesul 1 kg o bwysau, hynny yw, oddeutu 80-100 g ar gyfer dynion, 55-60 g ar gyfer menywod. Cynghorir athletwyr gwrywaidd i gynyddu faint o brotein sy'n cael ei fwyta i 170-200 g y dydd.

Maethiad protein priodol i'r corff

Mae maethiad cywir i ddirlawn y corff â phrotein yn gyfuniad o broteinau anifeiliaid a phlanhigion. Mae graddfa cymhathu protein o fwyd yn dibynnu ar ei darddiad a'r dull o drin gwres.

Felly, mae'r corff yn amsugno tua 80% o gyfanswm cymeriant protein anifeiliaid a 60% o brotein llysiau. Mae cynhyrchion sy'n dod o anifeiliaid yn cynnwys mwy o brotein fesul màs uned o'r cynnyrch nag mewn llysiau. Yn ogystal, mae cyfansoddiad cynhyrchion "anifail" yn cynnwys yr holl asidau amino, ac ystyrir cynhyrchion planhigion yn hyn o beth yn israddol.

Rheolau maethol sylfaenol ar gyfer amsugno protein yn well:

• Ffordd ysgafn o goginio - coginio, stemio, stiwio. Dylid diystyru ffrio.
• Argymhellir bwyta mwy o bysgod a dofednod. Os ydych chi wir eisiau cig, dewiswch gig eidion.
• Dylai brothiau gael eu heithrio o'r diet, maent yn dew ac yn niweidiol. Mewn achosion eithafol, gallwch chi goginio'r ddysgl gyntaf gan ddefnyddio'r "cawl eilaidd".

Nodweddion maeth protein ar gyfer twf cyhyrau

Dylai athletwyr sy'n mynd ati i ennill màs cyhyrau gadw at yr holl argymhellion uchod. Dylai'r rhan fwyaf o'u diet fod yn broteinau sy'n tarddu o anifeiliaid. Dylid eu bwyta ar y cyd â chynhyrchion protein llysiau, y mae soi yn well ganddynt.

Mae hefyd angen ymgynghori â meddyg ac ystyried defnyddio diodydd protein arbennig, y mae eu canran o amsugno protein yn 97-98%. Bydd yr arbenigwr yn dewis diod yn unigol, yn cyfrifo'r dos cywir. Bydd hwn yn ychwanegiad protein dymunol a defnyddiol i hyfforddiant cryfder.

Denaturation

Mae dadnatureiddio protein yn cyfeirio at unrhyw newidiadau yn ei weithgaredd biolegol a / neu briodweddau ffisiocemegol sy'n gysylltiedig â cholli strwythur cwaternaidd, trydyddol neu eilaidd (gweler yr adran "Strwythur protein"). Fel rheol, mae proteinau'n eithaf sefydlog o dan yr amodau hynny (tymheredd, pH, ac ati) y maent fel arfer yn gweithredu yn y corff. Mae newid sydyn yn yr amodau hyn yn arwain at ddadnatureiddio protein. Yn dibynnu ar natur yr asiant dadnatureiddio, gwahaniaethir dadnatureiddio mecanyddol (troi neu ysgwyd cryf), corfforol (gwresogi, oeri, arbelydru, sonication) a chemegol (asidau ac alcalïau, syrffactyddion, wrea).

Gall dadnatureiddio protein fod yn gyflawn neu'n rhannol, yn gildroadwy neu'n anghildroadwy. Yr achos enwocaf o ddadnatureiddio protein anadferadwy ym mywyd beunyddiol yw paratoi wy cyw iâr, pan fydd yr hirgrwn protein tryloyw sy'n hydoddi mewn dŵr yn dod yn drwchus, yn anhydawdd ac yn anhryloyw, dan ddylanwad tymheredd uchel. Mae dadnatureiddio mewn rhai achosion yn gildroadwy, fel yn achos dyodiad proteinau sy'n hydoddi mewn dŵr gan ddefnyddio halwynau amoniwm (dull halltu), a defnyddir y dull hwn fel ffordd i'w glanhau.

Mae moleciwlau protein yn bolymerau llinol sy'n cynnwys gweddillion asidau α-L-amino (sy'n fonomerau), a gellir cynnwys gweddillion asid amino wedi'u haddasu a chydrannau o natur asid nad ydynt yn amino yng nghyfansoddiad proteinau. Yn y llenyddiaeth wyddonol, defnyddir byrfoddau un neu dri llythyren i gyfeirio at asidau amino. Er y gallai ymddangos ar yr olwg gyntaf fod defnyddio “dim ond” 20 math o asidau amino yn y mwyafrif o broteinau yn cyfyngu ar amrywiaeth strwythurau protein, mewn gwirionedd, prin y gellir goramcangyfrif nifer yr opsiynau: ar gyfer cadwyn o 5 gweddillion asid amino, mae eisoes yn fwy na 3 miliwn, a chadwyn o 100 o weddillion asid amino. gellir cynrychioli (protein bach) mewn mwy na 10,130 o amrywiadau. Yn aml, gelwir proteinau o 2 i sawl deg o weddillion asid amino o hyd peptidau, gyda mwy o bolymerization - gwiwerod, er bod y rhaniad hwn yn fympwyol iawn.

Pan ffurfir protein o ganlyniad i ryngweithio grŵp α-carboxyl (-COOH) un asid amino â'r grŵp α-amino (-NH₂) o asid amino arall, mae bondiau peptid yn cael eu ffurfio. Gelwir pennau'r protein yn N- a C-terminus, yn dibynnu ar ba un o grwpiau'r gweddillion asid amino terfynol sydd am ddim: -NH₂ neu -COOH, yn y drefn honno. Mewn synthesis protein ar y ribosom, y gweddillion asid amino cyntaf (N-derfynell) yw'r gweddillion methionine fel arfer, ac mae gweddillion dilynol ynghlwm wrth C-derfynfa'r un blaenorol.

Nodweddion maeth protein, dieters

Dylai'r rhai sydd eisiau colli pwysau fwyta cynhyrchion protein anifeiliaid a llysiau. Mae'n bwysig gwahanu eu cymeriant, oherwydd mae'r amser ar gyfer eu cymathu yn wahanol. Dylid taflu cynhyrchion cig brasterog, ni ddylid cam-drin tatws, dylid ffafrio grawnfwydydd â chynnwys protein ar gyfartaledd.

Peidiwch â mynd i eithafion ac "eistedd i lawr" ar ddeiet protein. Nid yw'n addas i bawb, oherwydd bydd eithrio carbohydradau yn llwyr yn arwain at ostyngiad mewn gallu ac egni gweithio. Mae'n ddigon i fwyta bwydydd sy'n cynnwys carbohydradau yn y bore - bydd hyn yn rhoi egni yn ystod y dydd, yn y prynhawn, yn bwyta bwyd protein â phrotein isel. I wneud iawn am y diffyg egni gyda'r nos, bydd y corff yn dechrau llosgi braster y corff, fodd bynnag, bydd y broses hon yn ddiogel i iechyd y corff.

Gwnewch yn siŵr eich bod yn cynnwys y bwydydd protein sydd wedi'u paratoi'n iawn yn eich diet. Ar gyfer y corff, protein yw'r prif ddeunydd adeiladu! Ynghyd â hyfforddiant rheolaidd, bydd yn eich helpu i adeiladu corff athletaidd hardd!

Proteinau yw'r cyfansoddion cemegol pwysicaf, a byddai gweithgaredd hanfodol y corff yn amhosibl hebddynt. Mae proteinau'n cynnwys ensymau, celloedd organau, meinweoedd. Maent yn gyfrifol am metabolig, trafnidiaeth a llawer o brosesau eraill sy'n digwydd yn y corff dynol. Ni all proteinau gronni “wrth gefn”, felly mae'n rhaid eu llyncu yn rheolaidd. Maent yn arbennig o bwysig i bobl sy'n ymwneud â chwaraeon, oherwydd bod proteinau'n cael eu rheoleiddio.

Lefelau Trefniadaeth

Cynigiodd K. Lindstrom-Lang wahaniaethu 4 lefel o drefniadaeth strwythurol proteinau: strwythurau cynradd, eilaidd, trydyddol a chwaternaidd. Er bod y rhaniad hwn wedi dyddio rhywfaint, mae'n parhau i gael ei ddefnyddio. Mae strwythur sylfaenol (dilyniant gweddillion asid amino) polypeptid yn cael ei bennu gan strwythur ei genyn a'i god genetig, ac mae strwythurau gorchmynion uwch yn cael eu ffurfio yn y broses o blygu protein. Er bod strwythur gofodol y protein yn ei gyfanrwydd yn cael ei bennu gan ei ddilyniant asid amino, mae'n eithaf labile a gall ddibynnu ar amodau allanol, felly mae'n fwy cywir siarad am y cydffurfiad protein a ffefrir neu sydd fwyaf ffafriol yn egnïol.

Strwythur cynradd

Y strwythur sylfaenol yw dilyniant gweddillion asid amino yn y gadwyn polypeptid. Yn nodweddiadol, disgrifir prif strwythur protein gan ddefnyddio dynodiadau un llythyren neu dri llythyren ar gyfer gweddillion asid amino.

Nodweddion pwysig y strwythur sylfaenol yw motiffau ceidwadol - cyfuniadau sefydlog o weddillion asid amino sy'n cyflawni swyddogaeth benodol ac sydd i'w cael mewn llawer o broteinau. Mae motiffau Ceidwadol yn cael eu cadw yn ystod esblygiad rhywogaethau; yn aml mae'n bosibl rhagweld swyddogaeth protein anhysbys ohonynt. Gellir defnyddio graddfa homoleg (tebygrwydd) dilyniannau asid amino proteinau gwahanol organebau i asesu'r pellter esblygiadol rhwng y tacsa y mae'r organebau hyn yn perthyn iddo.

Gellir pennu strwythur sylfaenol protein trwy ddulliau dilyniannu protein neu drwy strwythur sylfaenol ei mRNA gan ddefnyddio'r tabl cod genetig.

Strwythur eilaidd

Y strwythur eilaidd yw archebu darn o gadwyn polypeptid yn lleol wedi'i sefydlogi gan fondiau hydrogen.Y canlynol yw'r mathau mwyaf cyffredin o strwythur protein eilaidd:

• Mae α-helices yn droadau trwchus o amgylch echel hir y moleciwl. Un tro yw 3.6 gweddillion asid amino, y traw helics yw 0.54 nm (mae 0.15 nm yn cwympo ar un gweddillion asid amino). Mae'r troell yn cael ei sefydlogi gan fondiau hydrogen rhwng y grwpiau peptid H ac O, wedi'u gosod rhwng 4 uned ar wahân. Er y gall yr α-helix fod naill ai â llaw chwith neu â llaw dde, mae llaw dde yn bennaf mewn proteinau. Amharir ar y troellog gan ryngweithiadau electrostatig asid glutamig, lysin, arginine. Yn agos at ei gilydd, gall gweddillion asparagine, serine, threonine a leucine ymyrryd yn gadarn â ffurfio'r helics, mae gweddillion proline yn achosi plygu cadwyn a hefyd amharu ar α-helices,
• Mae β-gynfasau (haenau wedi'u plygu) yn sawl cadwyn polypeptid igam-ogam lle mae bondiau hydrogen yn cael eu ffurfio rhwng asidau amino cymharol bell (0.34 nm fesul gweddillion asid amino) yn y strwythur cynradd neu wahanol gadwyni protein (yn hytrach na'u gofod yn agos, fel sy'n digwydd byddwch yn yr α-helix). Mae'r cadwyni hyn fel arfer yn cael eu cyfarwyddo gan y N-ends i gyfeiriadau gwahanol (cyfeiriadedd gwrthffarallel) neu i un cyfeiriad (strwythur β cyfochrog). Mae hefyd yn bosibl bodolaeth strwythur β cymysg sy'n cynnwys strwythurau β cyfochrog ac gwrthffarallel. Ar gyfer ffurfio β-gynfasau, mae meintiau bach y grwpiau ochr o asidau amino yn bwysig, fel arfer glycin ac alanîn sy'n dominyddu,
• π-helix
• 3₁₀troellau
• darnau heb orchymyn.

Strwythur trydyddol

Y strwythur trydyddol yw strwythur gofodol y gadwyn polypeptid. Yn strwythurol, mae'n cynnwys elfennau o strwythur eilaidd sydd wedi'i sefydlogi gan wahanol fathau o ryngweithio lle mae rhyngweithiadau hydroffobig yn chwarae rhan hanfodol. Mae sefydlogi'r strwythur trydyddol yn cynnwys:

• bondiau cofalent (rhwng y ddau weddillion cystein - pontydd disulfide),
• bondiau ïonig rhwng grwpiau ochr â gweddillion asid amino â gwefr gyferbyn,
• bondiau hydrogen
• rhyngweithiadau hydroffobig. Wrth ryngweithio â'r moleciwlau dŵr cyfagos, mae'r moleciwl protein yn cael ei blygu fel bod y grwpiau ochr nonpolar o asidau amino wedi'u hynysu o'r hydoddiant dyfrllyd, ac mae grwpiau ochr hydroffilig pegynol yn ymddangos ar wyneb y moleciwl.

Mae astudiaethau o egwyddorion plygu protein wedi dangos ei bod yn gyfleus gwahaniaethu lefel arall rhwng lefel y strwythur eilaidd a'r strwythur gofodol atomig - y motiff plygu (pensaernïaeth, motiff strwythurol). Mae'r motiff steilio yn cael ei bennu gan drefniant cydfuddiannol yr elfennau strwythur eilaidd (α-helices a β-linynnau) o fewn y parth protein - globule cryno a all fodoli naill ai ar ei ben ei hun neu fod yn rhan o brotein mwy ynghyd â pharthau eraill. Ystyriwch, er enghraifft, un o fotiffau nodweddiadol strwythur proteinau. Mae gan y protein globular a ddangosir yn y ffigur ar y dde, triosophosphatisomerase, motiff plygu o'r enw silindr α / β: mae 8 llinyn β cyfochrog yn ffurfio silindr β y tu mewn i silindr arall sy'n cynnwys 8 α-heli. Mae'r motiff hwn i'w gael mewn tua 10% o broteinau.

Mae'n hysbys bod motiffau steilio yn eithaf ceidwadol ac i'w cael mewn proteinau nad oes ganddynt berthnasoedd swyddogaethol nac esblygiadol. Mae penderfynu ar gymhellion steilio yn sail i ddosbarthiad proteinau yn gorfforol neu'n rhesymol (fel CATH neu SCOP).

I bennu strwythur gofodol y protein, defnyddir dulliau dadansoddi diffreithiant pelydr-x, cyseiniant magnetig niwclear, a rhai mathau o ficrosgopeg.

Strwythur cwaternaidd

Y strwythur cwaternaidd (neu'r is-uned, parth) yw trefniant cilyddol sawl cadwyn polypeptid fel rhan o gyfadeilad protein sengl.Mae'r moleciwlau protein sy'n ffurfio'r protein gyda'r strwythur cwaternaidd yn cael eu ffurfio ar wahân ar y ribosomau a dim ond ar ôl diwedd synthesis y maent yn ffurfio strwythur supramoleciwlaidd cyffredin. Gall protein cwaternaidd gynnwys cadwyni polypeptid union yr un fath a gwahanol. Mae sefydlogi'r strwythur Cwaternaidd yn cynnwys yr un mathau o ryngweithio ag wrth sefydlogi'r Trydyddol. Gall cyfadeiladau protein supramoleciwlaidd gynnwys dwsinau o foleciwlau.

Dosbarthiad yn ôl math o adeilad

Gellir rhannu proteinau yn dri grŵp yn ôl y math cyffredinol o strwythur:

1. Proteinau ffibrillar - ffurfio polymerau, mae eu strwythur fel arfer yn rheolaidd iawn ac yn cael ei gefnogi'n bennaf gan ryngweithio rhwng gwahanol gadwyni. Maent yn ffurfio microfilamentau, microtubules, fibrils, ac yn cefnogi strwythur celloedd a meinweoedd. Mae proteinau ffibrillar yn cynnwys ceratin a cholagen.
2. Mae proteinau byd-eang yn hydawdd mewn dŵr, mae ffurf gyffredinol y moleciwl yn fwy neu lai sfferig.
3. Proteinau pilen - mae ganddyn nhw barthau sy'n croestorri'r gellbilen, ond mae rhannau ohonyn nhw'n ymwthio o'r bilen i'r amgylchedd rhynggellog a cytoplasm y gell. Mae proteinau pilen yn gweithredu fel derbynyddion, hynny yw, maen nhw'n trosglwyddo signalau, ac maen nhw hefyd yn darparu cludo traws-bilen o sylweddau amrywiol. Mae cludwyr protein yn benodol, mae pob un ohonynt yn pasio moleciwlau penodol yn unig neu fath penodol o signal trwy'r bilen.

Proteinau syml a chymhleth

Yn ogystal â chadwyni peptid, mae llawer o broteinau hefyd yn cynnwys grwpiau asid nad ydynt yn amino, a thrwy'r maen prawf hwn mae proteinau'n cael eu rhannu'n ddau grŵp mawr - proteinau syml a chymhleth (proteinau). Mae proteinau syml yn cynnwys cadwyni polypeptid yn unig, mae proteinau cymhleth hefyd yn cynnwys grwpiau nad ydynt yn asid amino, neu brosthetig. Yn dibynnu ar natur gemegol y grwpiau prosthetig, mae'r dosbarthiadau canlynol yn cael eu gwahaniaethu ymhlith proteinau cymhleth:

Mae glycoproteinau sy'n cynnwys gweddillion carbohydrad wedi'u cysylltu'n gofalent fel grŵp prosthetig, mae glycoproteinau sy'n cynnwys gweddillion mwcopolysacarid yn perthyn i'r is-ddosbarth o broteoglycanau. Mae grwpiau hydrocsyl o serine neu threonine fel arfer yn ymwneud â ffurfio bond â gweddillion carbohydrad. Mae'r mwyafrif o broteinau allgellog, yn enwedig imiwnoglobwlinau, yn glycoproteinau. Mewn proteoglycans, mae'r rhan carbohydrad yn

95% o gyfanswm màs y moleciwl protein, nhw yw prif gydran y matrics rhynggellog,

2. Arwyddocâd biolegol atgynhyrchu organebau. Dulliau atgenhedlu.

1. Atgynhyrchu a'i arwyddocâd.

Atgynhyrchu - atgynhyrchu organebau tebyg sy'n darparu

mae bodolaeth rhywogaethau am lawer o filenia yn cyfrannu at gynnydd yn

nifer unigolion y rhywogaeth, parhad bywyd. Rhywiol, rhywiol a

lluosogi llystyfiant organebau.

2. Atgenhedlu rhywiol yw'r ffordd fwyaf hynafol. Yn

mae un organeb yn ymwneud â diffyg rhywiol, tra bo amlaf yn cymryd rhan mewn rhywiol

dau unigolyn. Mewn planhigion, atgenhedlu anrhywiol gan ddefnyddio sborau - un

celloedd arbenigol. Lluosogi gan sborau o algâu, mwsogl, marchrawn,

plunders, rhedyn. Rash o sborau o blanhigion, eu egino a'u datblygu

iddynt is-organebau newydd mewn amodau ffafriol. Marwolaeth nifer enfawr

anghydfod yn syrthio i amodau gwael. Tebygolrwydd isel o ddigwydd

organebau newydd o sborau oherwydd nad ydyn nhw'n cynnwys llawer o faetholion a

mae'r eginblanhigyn yn eu hamsugno'n bennaf o'r amgylchedd.

3. Lluosogi llystyfiant - lluosogi planhigion â

defnyddio organau llystyfol: egin o'r awyr neu danddaear, rhannau o'r gwreiddyn,

deilen, cloron, bylbiau. Cymryd rhan yn lluosogi llystyfiant un organeb

neu rannau ohono. Mae affinedd y ferch yn plannu gyda'r fam, fel y mae

yn parhau â datblygiad corff y fam. Effeithlonrwydd gwych a

lledaeniad lluosogi llystyfol ei natur, fel is-organeb

wedi'i ffurfio'n gyflymach o ran y fam nag o'r sborau. Enghreifftiau Llysieuol

bridio: defnyddio rhisomau - lili y dyffryn, mintys, gwair gwenith, ac ati, gwreiddio

canghennau is yn cyffwrdd â'r pridd (haenu) - cyrens, grawnwin gwyllt, mwstas

- mefus, bylbiau - tiwlip, cennin Pedr, crocws. Defnyddio llystyfiant

bridio wrth dyfu planhigion sydd wedi'u tyfu: mae tatws yn cael eu lluosogi gan gloron,

bylbiau - winwns a garlleg, haenu - cyrens a eirin Mair, gwraidd

epil - ceirios, eirin, toriadau - coed ffrwythau.

4. Atgenhedlu rhywiol. Hanfod atgenhedlu rhywiol

wrth ffurfio celloedd germ (gametau), ymasiad y gell germ gwrywaidd

(sberm) a benyw (wy) - ffrwythloni a datblygu newydd

organeb ferch o wy wedi'i ffrwythloni. Diolch i ffrwythloni

organeb atodol gyda set fwy amrywiol o gromosomau, sy'n golygu gyda mwy

nodweddion etifeddol amrywiol, y gallai fod yn ganlyniad iddynt

wedi'i addasu'n fwy i'r cynefin. Presenoldeb atgenhedlu rhywiol yn

algâu, mwsoglau, rhedyn, gymnospermau ac angiospermau. Cymhlethdod

y broses rywiol mewn planhigion yn ystod eu hesblygiad, ymddangosiad y rhai mwyaf cymhleth

yn ffurfio mewn planhigion hadau.

5. Mae lluosogi hadau yn digwydd gyda chymorth hadau,

mae'n nodweddiadol o gymnospermau ac angiospermau (angiospermau

mae lluosogi llystyfol hefyd yn eang). Dilyniant y camau

lluosogi hadau: peillio - trosglwyddo paill i stigma pistil, ei

egino, ymddangosiad trwy rannu dau sberm, eu cynnydd yn

ofwl, yna ymasiad un sberm ag wy, a'r llall â

niwclews eilaidd (mewn angiospermau). Ffurfio o hadau ofwl -

yr embryo gyda chyflenwad o faetholion, ac o waliau'r ofari - y ffetws. Hadau -

germ planhigyn newydd, mewn amodau ffafriol, mae'n egino a'r tro cyntaf

mae eginblanhigyn yn cael ei fwydo gan faetholion yr had, ac yna ei wreiddiau

dechrau amsugno dŵr a mwynau o'r pridd, a'r dail - carbon deuocsid

nwy o'r awyr yng ngolau'r haul. Bywyd annibynnol planhigyn newydd.

Bioffiseg protein

Priodweddau ffisegol y protein yn y gell, gan ystyried pilen y dŵr a gorlenwi macromoleciwlau (eng.) cymhleth iawn. Mae rhagdybiaeth protein fel “system debyg i grisial” - “grisial aperiodig” - yn cael ei ategu gan ddadansoddiad diffreithiant pelydr-X (hyd at ddatrysiad o 1 angstrom), dwysedd pacio uchel, cydweithredu yn y broses ddadnatureiddio a ffeithiau eraill.

O blaid rhagdybiaeth arall, mae priodweddau tebyg i hylif proteinau ym mhrosesau symudiadau intraglobwlaidd (model o hopian cyfyngedig neu ymlediad parhaus) yn cael eu tystio gan arbrofion gwasgaru niwtron, sbectrosgopeg Mössbauer.

Dull cyffredinol: synthesis ribosomal

Mae proteinau'n cael eu syntheseiddio gan organebau byw o asidau amino yn seiliedig ar wybodaeth sydd wedi'i hamgodio mewn genynnau. Mae pob protein yn cynnwys dilyniant unigryw o weddillion asid amino, sy'n cael ei bennu gan ddilyniant niwcleotid y genyn sy'n amgodio'r protein. Mae'r cod genetig yn ddull o drosi dilyniant niwcleotid DNA (trwy RNA) i ddilyniant asid amino cadwyn polypeptid. Mae'r cod hwn yn pennu gohebiaeth adrannau trinucleotid o RNA, o'r enw codonau, a rhai asidau amino sydd wedi'u cynnwys yn y protein: mae dilyniant niwcleotid AUG, er enghraifft, yn cyfateb i fethionin. Gan fod DNA yn cynnwys pedwar math o niwcleotidau, cyfanswm y codonau posibl yw 64, a chan fod 20 asid amino yn cael eu defnyddio mewn proteinau, mae llawer nag asidau amino yn cael eu pennu gan fwy nag un codon. Mae tri chodon yn ddibwys: maent yn gweithredu fel signalau stop ar gyfer synthesis y gadwyn polypeptid ac fe'u gelwir yn godonau terfynu, neu'n atal codonau.

Mae proteinau amgodio genynnau yn cael eu trawsgrifio gyntaf i ddilyniant niwcleotid RNA negesydd (mRNA) gan ensymau polymeras RNA. Yn y mwyafrif helaeth o achosion, mae proteinau organebau byw yn cael eu syntheseiddio ar ribosomau - peiriannau moleciwlaidd aml-gydran sy'n bresennol yng nghytoplasm celloedd. Yr enw ar y broses o syntheseiddio cadwyn polypeptid gan ribosom ar fatrics mRNA yw cyfieithu.

Yn sylfaenol, mae synthesis protein ribosomal yr un peth mewn procaryotau ac ewcaryotau, ond mae'n wahanol mewn rhai manylion. Felly, gellir darllen mRNA procaryotig gan ribosomau i ddilyniant asid amino proteinau yn syth ar ôl ei drawsgrifio neu hyd yn oed cyn ei gwblhau. Mewn ewcaryotau, rhaid i'r trawsgrifiad cynradd fynd trwy gyfres o addasiadau yn gyntaf a symud i'r cytoplasm (i leoliad y ribosom), cyn y gellir dechrau cyfieithu. Mae cyfradd synthesis protein yn uwch mewn procaryotau a gall gyrraedd 20 asid amino yr eiliad.

Hyd yn oed cyn dechrau'r cyfieithu, mae ensymau synthetase aminoacyl-tRNA yn atodi asidau amino yn benodol i'w RNA cludo cyfatebol (tRNA). Gall rhanbarth o tRNA, o'r enw anticodon, baru â chodon mRNA, a thrwy hynny sicrhau bod gweddillion asid amino ynghlwm wrth tRNA yn y gadwyn polypeptid yn unol â'r cod genetig.

Yn ystod cam cychwynnol cyfieithu, cychwyn, mae'r codon cychwynnwr (fel arfer methionine) yn cael ei gydnabod gan is-uned fach y ribosom, y mae tRNA methionine aminoacylated ynghlwm wrtho gan ddefnyddio ffactorau cychwyn protein. Ar ôl cydnabod y codon cychwyn, mae'r is-uned fawr yn ymuno ag is-uned fach y ribosom, ac mae ail gam y cyfieithu, yr elongation, yn dechrau. Ar bob cam o'r ribosom o ddiwedd 5'- 3'-mRNA, darllenir un codon trwy ffurfio bondiau hydrogen rhyngddo a'r RNA cludo cyflenwol iddo, y mae'r gweddillion asid amino cyfatebol ynghlwm wrtho. Mae ffurfio bond peptid rhwng gweddillion asid amino olaf y peptid sy'n tyfu a'r gweddillion asid amino sydd ynghlwm wrth tRNA yn cael ei gataleiddio gan RNA ribosomal (rRNA), sy'n ffurfio canol peptidyl transferase y ribosom. Mae'r ganolfan hon yn gosod yr atomau nitrogen a charbon mewn safle sy'n ffafriol ar gyfer yr adwaith. Mae trydydd cam a chyfnod olaf y cyfieithu, terfynu, yn digwydd pan fydd y ribosom yn cyrraedd y codon stop, ac ar ôl hynny mae ffactorau terfynu protein yn hydroli'r cysylltiad rhwng y tRNA olaf a'r gadwyn polypeptid, gan atal ei synthesis. Mewn ribosomau, mae proteinau bob amser yn cael eu syntheseiddio o'r N- i C-terminus.

Synthesis Neribosomal

Mewn ffyngau is a rhai bacteria, gwyddys dull ychwanegol (heb fod yn ribosomaidd, neu aml-ensym) o biosynthesis peptidau, sydd fel arfer o strwythur bach ac anghyffredin.Mae synthesis y peptidau hyn, metabolion eilaidd fel arfer, yn cael ei wneud gan gyfadeilad protein pwysau moleciwlaidd uchel, NRS synthase, heb gyfranogiad uniongyrchol ribosomau. Mae synthase NRS fel arfer yn cynnwys sawl parth neu broteinau unigol sy'n dewis asidau amino, yn ffurfio bond peptid ac yn rhyddhau peptid wedi'i syntheseiddio. Gyda'i gilydd, y parthau hyn yw'r modiwl. Mae pob modiwl yn sicrhau cynnwys un asid amino yn y peptid wedi'i syntheseiddio. Felly gall synthases NRS gynnwys un neu fwy o fodiwlau. Weithiau, mae'r cyfadeiladau hyn yn cynnwys parth sy'n gallu isomeiddio asidau L-amino (ffurf arferol) i ffurf D.

Synthesis cemegol

Gellir syntheseiddio proteinau byr yn gemegol gan ddefnyddio dulliau synthesis organig, er enghraifft, ligation cemegol. Yn fwyaf aml, mae synthesis cemegol y peptid yn digwydd i'r cyfeiriad o'r C-terminus i'r N-terminus, yn hytrach na biosynthesis ar ribosomau. Mae'r dull o synthesis cemegol yn cynhyrchu peptidau imiwnogenig byr (epitopau), sydd wedyn yn cael eu chwistrellu i anifeiliaid er mwyn cael gwrthgyrff neu hybridomas penodol. Yn ogystal, defnyddir y dull hwn hefyd i gael atalyddion rhai ensymau. Mae synthesis cemegol yn caniatáu cyflwyno gweddillion asid amino nad ydyn nhw i'w cael mewn proteinau confensiynol, er enghraifft, y rhai sydd â labeli fflwroleuedd ynghlwm wrth eu cadwyni ochr. Mae sawl dull i ddulliau cemegol ar gyfer synthesis proteinau: maent yn aneffeithiol gyda hyd protein o fwy na 300 o weddillion asid amino, gall fod gan broteinau wedi'u syntheseiddio'n artiffisial strwythur trydyddol afreolaidd ac nid oes ganddynt addasiadau ôl-gyfieithiadol nodweddiadol (gweler isod).

Addasiad ôl-gyfieithiadol

Ar ôl i'r cyfieithu gael ei gwblhau, mae'r mwyafrif o broteinau yn cael addasiadau cemegol pellach o'r enw addasiadau ôl-gyfieithiadol. Mae mwy na dau gant o amrywiadau o addasiadau ôl-drosiadol o broteinau yn hysbys.

Gall addasiadau ôl-gyfieithiadol reoleiddio hyd oes proteinau yn y gell, eu gweithgaredd ensymatig a'u rhyngweithio â phroteinau eraill. Mewn rhai achosion, mae addasiadau ôl-drosiadol yn gam gorfodol o aeddfedu protein, fel arall mae'n anactif yn swyddogaethol. Er enghraifft, gydag aeddfedu inswlin a rhai hormonau eraill, mae angen proteolysis cyfyngedig y gadwyn polypeptid, a chydag aeddfedu proteinau pilen plasma, mae angen glycosylation.

Gall addasiadau ôl-gyfieithu fod yn eang ac yn brin, hyd at rai unigryw. Enghraifft o addasiad cyffredinol yw hollbresenoldeb (atodi cadwyn o sawl moleciwl o'r protein ubiquitin byr i brotein), sy'n arwydd o holltiad y protein hwn gan y proteasome. Addasiad cyffredin arall yw glycosylation - amcangyfrifir bod tua hanner y proteinau dynol yn glycosylaidd. Mae addasiadau prin yn cynnwys tyrosination / detirozination a polyglycylation of tubulin.

Gall un a'r un protein gael ei newid yn niferus. Felly, gall histonau (proteinau sy'n rhan o gromatin mewn ewcaryotau) o dan amodau gwahanol gael mwy na 150 o wahanol addasiadau.

Rhennir addasiadau ôl-gyfieithiadol yn:

• addasiadau prif gylched,
  • holltiad gweddillion methionine N-terminal,
  • proteolysis cyfyngedig - tynnu darn o brotein a all ddigwydd o'r pennau (hollti dilyniannau signal) neu, mewn rhai achosion, yng nghanol y moleciwl (aeddfedu inswlin),
  • atodi grwpiau cemegol amrywiol i grwpiau amino a charboxyl am ddim (N-acylation, myristoylation, ac ati),
• addasiadau cadwyni ochr asidau amino,
  • ychwanegu neu hollti grwpiau cemegol bach (glycosylation, ffosfforyleiddiad, ac ati),
  • ychwanegu lipidau a hydrocarbonau,
  • newid gweddillion asid amino safonol i ansafonol (ffurfio citrulline),
  • ffurfio pontydd disulfide rhwng gweddillion cystein,
• ychwanegu proteinau bach (crynhoi ac hollbresenoldeb).

Cludo a didoli mewngellol

Rhaid cludo'r proteinau a syntheseiddiwyd yng nghytoplasm cell ewcaryotig i wahanol organoidau celloedd: y niwclews, mitocondria, reticulum endoplasmig (EPR), cyfarpar Golgi, lysosomau, ac ati, a rhaid i rai proteinau fynd i mewn i'r cyfrwng allgellog. I fynd i mewn i ran benodol o'r gell, rhaid bod gan y protein label penodol. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae label o'r fath yn rhan o ddilyniant asid amino y protein ei hun (peptid arweinydd, neu ddilyniant signal y protein), ond mewn rhai achosion, yr oligosacaridau sydd ynghlwm wrth y protein yw'r label.

Mae cludo proteinau yn yr EPR yn cael ei wneud wrth iddynt gael eu syntheseiddio, gan fod ribosomau yn syntheseiddio proteinau â dilyniant signal ar gyfer yr EPR yn “eistedd” ar broteinau arbennig ar ei bilen allanol. O'r EPR i gyfarpar Golgi, ac oddi yno i'r lysosomau ac i'r bilen allanol neu i'r cyfrwng allgellog, mae proteinau'n mynd i mewn trwy gludiant pothellog. Mae proteinau â signal lleoleiddio niwclear yn mynd i mewn i'r niwclews trwy mandyllau niwclear. Mewn mitocondria a chloroplastau, mae proteinau sy'n meddu ar y dilyniannau signal cyfatebol yn mynd trwy mandyllau cyfieithu protein penodol gyda chyfranogiad hebryngwyr.

Cynnal strwythur a diraddiad

Mae cynnal strwythur gofodol cywir proteinau yn hanfodol ar gyfer eu gweithrediad arferol. Gall plygu proteinau yn anghywir sy'n arwain at eu crynhoi gael ei achosi gan dreigladau, ocsidiad, amodau straen, neu newidiadau byd-eang yn ffisioleg y gell. Mae agregu proteinau yn arwydd nodweddiadol o heneiddio. Credir mai plygu protein amhriodol yw achos neu waethygu afiechydon fel ffibrosis systig, clefyd cronni lysosomaidd. yn ogystal ag anhwylderau niwroddirywiol (Alzheimer, Huntington a Parkinson's).

Yn y broses esblygiad gan gelloedd, mae pedwar prif fecanwaith wedi'u datblygu i wrthweithio agregu protein. Mae'r ddau gyntaf - plygu dro ar ôl tro (ail-lenwi) gyda chymorth hebryngwyr a holltiad â phroteinau - i'w cael mewn bacteria ac mewn organebau uwch. Mae autophagy a chronni proteinau wedi'u plygu'n amhriodol mewn organynnau di-bilen arbennig yn nodweddiadol o ewcaryotau.

Roedd gallu proteinau i adfer y strwythur tri dimensiwn cywir ar ôl dadnatureiddio wedi caniatáu inni ddamcaniaethu bod yr holl wybodaeth am strwythur terfynol y protein wedi'i chynnwys yn ei dilyniant asid amino. Ar hyn o bryd, mae'r theori bod cydffurfiad sefydlog protein yn cael cyn lleied o egni â phosibl yn cael ei chymharu â chydymffurfiadau posibl eraill y polypeptid hwn.

Mewn celloedd mae grŵp o broteinau sydd â'u swyddogaeth yw sicrhau plygu proteinau eraill yn gywir ar ôl eu synthesis ar y ribosom, i adfer strwythur proteinau ar ôl eu difrod, yn ogystal â chreu a daduniad cyfadeiladau protein. Gelwir y proteinau hyn yn warchodwyr. Mae crynodiad llawer o hebryngwyr yn y gell yn cynyddu gyda chynnydd sydyn yn y tymheredd amgylchynol, felly maen nhw'n perthyn i'r grŵp Hsp (proteinau sioc gwres Lloegr - proteinau sioc gwres). Gellir dangos pwysigrwydd gweithrediad arferol hebryngwyr ar gyfer gweithrediad y corff trwy'r enghraifft o hebryngwr α-crisialin, sy'n rhan o lens y llygad dynol. Mae treigladau yn y protein hwn yn arwain at gymylu'r lens oherwydd agregu proteinau ac, o ganlyniad, cataractau.

Os na ellir adfer strwythur trydyddol proteinau, cânt eu dinistrio gan y gell. Gelwir ensymau sy'n diraddio proteinau yn broteinau.Ar safle ymosodiad moleciwl y swbstrad, rhennir ensymau proteinolytig yn endopeptidases ac exopeptidases:

• Mae endopeptidases, neu proteinasau, yn hollti bondiau peptid o fewn y gadwyn peptid. Maent yn adnabod ac yn rhwymo dilyniannau peptid byr o swbstradau ac yn hydrolyze yn gymharol benodol y bondiau rhwng gweddillion asid amino penodol.
• Mae Exopeptidases yn hydrolyze peptidau o bennau'r gadwyn: aminopeptidases o'r N-terminus, carboxypeptidases o'r C-terminus. Yn olaf, mae dipeptidases yn hollti deupeptidau yn unig.

Yn ôl y mecanwaith catalysis, mae'r Undeb Rhyngwladol ar gyfer Biocemeg a Bioleg Foleciwlaidd yn nodi sawl dosbarth o broteasau, gan gynnwys proteasau serine, proteasau aspartig, proteasau cystein, a metalloproteases.

Math arbennig o proteas yw'r proteasome, proteas multisubunit mawr sy'n bresennol yng nghnewyllyn a cytoplasm ewcaryotau, archaea, a rhai bacteria.

Er mwyn i'r proteinas gael ei glirio gan y proteasome, rhaid ei labelu trwy atodi protein ubiquitin bach iddo. Mae adwaith ychwanegol ubiquitin yn cael ei gataleiddio gan yr ensymau ubiquitin ligases. Mae ychwanegu'r moleciwl ubiquitin cyntaf i'r protein yn arwydd o ligasau ar gyfer ychwanegu moleciwlau ubiquitin ymhellach. O ganlyniad, mae cadwyn polyubiquitin ynghlwm wrth y protein, sy'n clymu i'r proteasome ac yn sicrhau holltiad y protein targed. Yn gyffredinol, gelwir y system hon yn ddiraddiad protein sy'n ddibynnol ar ubiquitin. Mae diraddiad 80-90% o broteinau mewngellol yn digwydd gyda chyfranogiad y proteasome.

Mae diraddio protein mewn perocsisomau yn bwysig i lawer o brosesau cellog, gan gynnwys y cylchred celloedd, rheoleiddio mynegiant genynnau, ac ymateb i straen ocsideiddiol.

Autophagy yw'r broses o ddiraddio biomoleciwlau hirhoedlog, yn enwedig proteinau, yn ogystal ag organynnau mewn lysosomau (mewn mamaliaid) neu wactod (mewn burum). Mae autophagy yn cyd-fynd â gweithgaredd hanfodol unrhyw gell arferol, ond gall diffyg maetholion, presenoldeb organynnau wedi'u difrodi yn y cytoplasm ac, yn olaf, presenoldeb proteinau rhannol annaturiol a'u agregau yn y cytoplasm fod yn ysgogiadau ar gyfer gwella prosesau autophagy mewn celloedd.

Mae tri math o autophagy yn nodedig: microautophagy, macroautophagy, ac autophagy sy'n ddibynnol ar hebryngwr.

Yn ystod microautophagy, mae macromoleciwlau a darnau o bilenni celloedd yn cael eu dal gan y lysosom. Yn y modd hwn, gall y gell dreulio proteinau gyda diffyg egni neu ddeunydd adeiladu (er enghraifft, yn ystod newyn). Ond mae prosesau microautophagy yn digwydd o dan amodau arferol ac yn gyffredinol maent yn ddiwahân. Weithiau mae organoidau hefyd yn cael eu treulio yn ystod microautophagy, er enghraifft, disgrifir microautophagy perocsisomau a microautophagy rhannol niwclysau lle mae'r gell yn parhau i fod yn hyfyw mewn burum.

Mewn macroautophagy, mae cyfran o'r cytoplasm (sy'n aml yn cynnwys unrhyw organoidau) wedi'i amgylchynu gan adran bilen sy'n debyg i seston o'r reticulum endoplasmig. O ganlyniad, mae'r safle hwn wedi'i wahanu oddi wrth weddill y cytoplasm gan ddwy bilen. Gelwir organynnau pilen dwbl o'r fath yn autophagosomau. Mae autophagosomau yn uno â lysosomau, gan ffurfio autophagolysosomau, lle mae organynnau a gweddill cynnwys autophagosomau yn cael eu treulio. Yn ôl pob tebyg, mae macroautophagy hefyd yn ddetholus, er ei bod yn aml yn cael ei bwysleisio y gall y gell gael gwared ar organoidau sydd wedi "dyddio" (mitocondria, ribosomau, ac ati) gyda chymorth.

Mae'r trydydd math o autophagy yn ddibynnol ar hebryngwr. Yn y dull hwn, mae cludo cyfeiriedig o broteinau rhannol annaturiol o'r cytoplasm trwy'r bilen lysosom i'w geudod, lle cânt eu treulio. Mae'r math hwn o autophagy, a ddisgrifir mewn mamaliaid yn unig, yn cael ei gymell gan straen.

JUNQ ac IPOD

O dan straen, pan na all cell ewcaryotig ymdopi â chronni nifer fawr o broteinau annaturiol, gellir eu hanfon at un o ddau fath o organynnau dros dro - JUNQ ac IPOD (Saesneg) Rwsiaidd. .

Mae JUNQ (adran rheoli Ansawdd Niwclear Eng. JUxta) yn gysylltiedig ag ochr allanol y bilen niwclear ac mae'n cynnwys proteinau sydd wedi'u hollbweru a all drosglwyddo'n gyflym i'r cytoplasm, yn ogystal â hebryngwyr a phroteasomau. Swyddogaeth arfaethedig JUNQ yw ail-liwio a / neu ddiraddio proteinau.

Mae IPOD (Blaendal Protein Anhydawdd Saesneg - man dyddodi proteinau anhydawdd) wedi'i leoli ger y gwagwad canolog ac mae'n cynnwys agregau ansymudol o broteinau sy'n ffurfio amyloid. Gall cronni’r proteinau hyn yn yr IPOD atal eu rhyngweithio â strwythurau cellog arferol, felly, credir bod gan y cynhwysiant hwn swyddogaeth amddiffynnol.

Swyddogaethau proteinau yn y corff

Fel macromoleciwlau biolegol eraill (polysacaridau, lipidau ac asidau niwcleig), mae proteinau yn gydrannau hanfodol o'r holl organebau byw ac yn chwarae rhan bwysig ym mywyd y gell. Mae proteinau'n cynnal prosesau metabolaidd. Maent yn rhan o strwythurau mewngellol - organynnau a cytoskeleton, wedi'u secretu i'r gofod allgellog, lle gallant weithredu fel signal a drosglwyddir rhwng celloedd, cymryd rhan yn hydrolysis bwyd a ffurfio sylwedd rhynggellog.

Mae dosbarthiad proteinau yn ôl eu swyddogaethau braidd yn fympwyol, gan y gall yr un protein gyflawni sawl swyddogaeth. Enghraifft a astudiwyd yn dda o amlswyddogaeth o'r fath yw lysyl tRNA synthetase, ensym o'r dosbarth o synthetasau tRNA aminoacyl, sydd nid yn unig yn atodi'r gweddillion lysin i tRNA, ond sydd hefyd yn rheoleiddio trawsgrifio sawl genyn. Mae proteinau'n cyflawni llawer o swyddogaethau oherwydd eu gweithgaredd ensymatig. Felly, yr ensymau yw protein modur myosin, proteinau protein kinase rheoleiddiol, cludo protein sodiwm-potasiwm adenosine triphosphatase, ac ati.

Swyddogaeth gatalytig

Swyddogaeth fwyaf adnabyddus proteinau yn y corff yw catalysis amrywiol adweithiau cemegol. Proteinau sydd â phriodweddau catalytig penodol yw ensymau, hynny yw, mae pob ensym yn cataleiddio un neu fwy o adweithiau tebyg. Mae ensymau yn cataleiddio hollti moleciwlau cymhleth (cataboliaeth) a'u synthesis (anabolism), gan gynnwys dyblygu ac atgyweirio DNA a synthesis RNA matrics. Erbyn 2013, mae mwy na 5,000 o ensymau wedi'u disgrifio. Gall cyflymiad yr adwaith o ganlyniad i gatalysis ensymatig fod yn enfawr: mae'r adwaith wedi'i gataleiddio gan yr decarboxylase ensym orotidine-5'-ffosffad, er enghraifft, yn mynd ymlaen 10 17 gwaith yn gyflymach na'r un nad yw'n gataleiddio (mae hanner oes datgarboxylation asid orotig yn 78 miliwn o flynyddoedd heb yr ensym a 18 milieiliad sy'n cynnwys yr ensym). Gelwir moleciwlau sy'n glynu wrth yr ensym ac yn newid o ganlyniad i'r adwaith yn swbstradau.

Er bod ensymau fel arfer yn cynnwys cannoedd o weddillion asid amino, dim ond cyfran fach ohonynt sy'n rhyngweithio â'r swbstrad, ac mae symiau llai fyth - ar gyfartaledd 3-4 gweddillion asid amino, a leolir yn aml ymhell oddi wrth ei gilydd yn y strwythur sylfaenol - sy'n ymwneud yn uniongyrchol â catalysis. Gelwir y rhan o'r moleciwl ensym sy'n darparu rhwymiad y swbstrad a catalysis yn ganolfan weithredol.

Yn 1992, cynigiodd yr Undeb Rhyngwladol Biocemeg a Bioleg Foleciwlaidd fersiwn derfynol enwad hierarchaidd ensymau yn seiliedig ar y math o adweithiau a gataleiddiwyd ganddynt. Yn ôl yr enwad hwn, rhaid i enwau ensymau gael diweddglo bob amser -y pethau sylfaenol ac yn ffurfio o enwau'r adweithiau catalygedig a'u swbstradau. Neilltuir cod unigol i bob ensym lle mae'n hawdd pennu ei safle yn hierarchaeth yr ensymau.Yn ôl y math o adweithiau wedi'u cataleiddio, mae'r holl ensymau wedi'u rhannu'n 6 dosbarth:

• CF 1: oxidoreductases sy'n cataleiddio adweithiau rhydocs,
• CF 2: Trosglwyddiadau sy'n cataleiddio trosglwyddiad grwpiau cemegol o un moleciwl swbstrad i un arall,
• CF 3: Hydrolasau yn cataleiddio hydrolysis bondiau cemegol,
• CF 4: Lyases yn cataleiddio torri bondiau cemegol heb hydrolysis trwy ffurfio bond dwbl yn un o'r cynhyrchion,
• CF 5: Isomerasau sy'n cataleiddio newidiadau strwythurol neu geometrig ym moleciwl y swbstrad,
• CF 6: Ligaseau sy'n cataleiddio ffurfio bondiau cemegol rhwng swbstradau oherwydd hydrolysis y bond diphosphate ATP neu driffosffad tebyg.

Swyddogaeth strwythurol

Mae proteinau strwythurol y cytoskeleton, fel math o armature, yn siapio celloedd a llawer o organoidau ac yn ymwneud â newid siâp y celloedd. Mae'r rhan fwyaf o broteinau strwythurol yn ffilamentaidd: mae monomerau actin a thiwbwlin, er enghraifft, yn broteinau globylaidd hydawdd, ond ar ôl polymerization maent yn ffurfio llinynnau hir sy'n ffurfio'r cytoskeleton, sy'n caniatáu i'r gell gynnal siâp. Colagen ac elastin yw prif gydrannau sylwedd rhynggellog meinwe gyswllt (er enghraifft, cartilag), ac mae gwallt, ewinedd, plu adar a rhai cregyn yn cynnwys protein strwythurol ceratin arall.

Swyddogaeth amddiffynnol

Mae sawl math o swyddogaethau amddiffynnol proteinau:

1. Amddiffyn corfforol. Mae amddiffyniad corfforol y corff yn cael ei ddarparu gan golagen, protein sy'n ffurfio sylfaen sylwedd rhynggellog meinweoedd cysylltiol (gan gynnwys esgyrn, cartilag, tendonau a haenau dwfn y croen (dermis)), ceratin, sy'n sail i darianau corniog, gwallt, plu, cyrn a deilliadau eraill yr epidermis. Yn nodweddiadol, mae proteinau o'r fath yn cael eu hystyried fel proteinau sydd â swyddogaeth strwythurol. Enghreifftiau o broteinau'r grŵp hwn yw ffibrinogen a thrombin sy'n ymwneud â cheulo gwaed.
2. Amddiffyn cemegol. Gall rhwymo tocsinau i foleciwlau protein ddarparu eu dadwenwyno. Mae rôl arbennig o bwysig mewn dadwenwyno mewn bodau dynol yn cael ei chwarae gan ensymau afu sy'n chwalu gwenwynau neu'n eu troi'n ffurf hydawdd, sy'n cyfrannu at eu dileu yn gyflym o'r corff.
3. Amddiffyniad imiwnedd. Mae proteinau sy'n ffurfio gwaed a hylifau eraill y corff yn cymryd rhan yn ymateb amddiffynnol y corff i ddifrod ac ymosodiad pathogenau. Mae proteinau'r system ategu a gwrthgyrff (imiwnoglobwlinau) yn perthyn i broteinau'r ail grŵp, maent yn niwtraleiddio bacteria, firysau neu broteinau tramor. Mae gwrthgyrff sy'n rhan o'r system imiwnedd addasol, yn glynu wrth sylweddau sy'n dramor i'r corff, antigenau, a thrwy hynny yn eu niwtraleiddio, gan eu cyfeirio at y lleoedd dinistrio. Gellir cuddio gwrthgyrff i'r gofod rhynggellog neu eu gosod ym mhilenni lymffocytau B arbenigol o'r enw plasmocytes.

Swyddogaeth reoleiddio

Mae llawer o brosesau y tu mewn i'r celloedd yn cael eu rheoleiddio gan foleciwlau protein, nad ydyn nhw'n ffynhonnell egni, nac yn ddeunydd adeiladu ar gyfer y gell. Mae'r proteinau hyn yn rheoleiddio cynnydd celloedd yn y cylchred celloedd, trawsgrifio, cyfieithu, splicing, gweithgaredd proteinau eraill, a llawer o brosesau eraill. Mae proteinau'n cyflawni'r swyddogaeth reoleiddio naill ai oherwydd gweithgaredd ensymatig (er enghraifft, cinases protein), neu oherwydd rhwymiad penodol i foleciwlau eraill. Felly, gall ffactorau trawsgrifio, proteinau actifadu a phroteinau atalydd, reoleiddio dwyster trawsgrifio genynnau trwy eu rhwymo i'w dilyniannau rheoliadol. Ar y lefel cyfieithu, mae darllen llawer o mRNAs hefyd yn cael ei reoleiddio trwy ychwanegu ffactorau protein.

Mae'r rôl bwysicaf wrth reoleiddio prosesau mewngellol yn cael ei chwarae gan garennau protein a ffosffatasinau protein - ensymau sy'n actifadu neu'n atal gweithgaredd proteinau eraill trwy eu hatodi neu rannu grwpiau ffosffad.

Swyddogaeth signal

Swyddogaeth signal proteinau yw gallu proteinau i wasanaethu fel sylweddau signalau, gan drosglwyddo signalau rhwng celloedd, meinweoedd, organau ac organebau. Yn aml, mae'r swyddogaeth signal wedi'i chyfuno â'r un rheoliadol, gan fod llawer o broteinau rheoleiddio mewngellol hefyd yn trosglwyddo signalau.

Perfformir y swyddogaeth signalau gan broteinau hormonau, cytocinau, ffactorau twf, ac ati.

Mae hormonau'n cael eu cario gan waed. Proteinau neu peptidau yw'r mwyafrif o hormonau anifeiliaid. Mae rhwymo'r hormon i'w dderbynnydd yn signal sy'n sbarduno ymateb celloedd. Mae hormonau'n rheoleiddio crynodiad sylweddau yn y gwaed a'r celloedd, tyfiant, atgenhedlu a phrosesau eraill. Enghraifft o broteinau o'r fath yw inswlin, sy'n rheoleiddio crynodiad glwcos yn y gwaed.

Mae celloedd yn rhyngweithio â'i gilydd gan ddefnyddio proteinau signalau a drosglwyddir trwy'r sylwedd rhynggellog. Mae proteinau o'r fath yn cynnwys, er enghraifft, cytocinau a ffactorau twf.

Mae cytocinau yn foleciwlau signalau peptid. Maent yn rheoleiddio rhyngweithio rhwng celloedd, yn pennu eu goroesiad, yn ysgogi neu'n atal twf, gwahaniaethu, gweithgaredd swyddogaethol ac apoptosis, yn sicrhau cydgysylltiad y systemau imiwnedd, endocrin a nerfol. Enghraifft o cytocinau yw'r ffactor necrosis tiwmor, sy'n trosglwyddo signalau llidiol rhwng celloedd y corff.

Swyddogaeth sbâr (wrth gefn)

Mae proteinau o'r fath yn cynnwys y proteinau wrth gefn, fel y'u gelwir, sy'n cael eu storio fel ffynhonnell egni a sylwedd yn hadau planhigion (er enghraifft, globwlinau 7S ac 11S) ac wyau anifeiliaid. Defnyddir nifer o broteinau eraill yn y corff fel ffynhonnell asidau amino, sydd yn eu tro yn rhagflaenwyr sylweddau biolegol weithredol sy'n rheoleiddio prosesau metabolaidd.

Swyddogaeth derbynnydd

Gellir lleoli derbynyddion protein yn y cytoplasm a'u hintegreiddio i'r gellbilen. Mae un rhan o'r moleciwl derbynnydd yn derbyn signal, sy'n cael ei weini amlaf gan sylwedd cemegol, ac mewn rhai achosion - straen ysgafn, mecanyddol (er enghraifft, ymestyn) a symbyliadau eraill. Pan fydd signal yn agored i ran benodol o'r moleciwl - y protein derbynnydd - mae ei newidiadau cydffurfiol yn digwydd. O ganlyniad, mae cydffurfiad rhan arall o'r moleciwl sy'n cludo'r signal i gydrannau cellog eraill yn newid. Mae yna nifer o fecanweithiau trosglwyddo signal. Mae rhai derbynyddion yn cataleiddio adwaith cemegol penodol, mae eraill yn gweithredu fel sianeli ïon, sy'n agor neu'n cau ar weithred signal, tra bod eraill yn rhwymo moleciwlau cyfryngu mewngellol yn benodol. Mewn derbynyddion pilen, mae'r rhan o'r moleciwl sy'n clymu i'r moleciwl signal ar wyneb y gell, ac mae'r parth sy'n trosglwyddo'r signal y tu mewn.

Swyddogaeth modur (modur)

Mae dosbarth cyfan o broteinau modur yn darparu symudiadau'r corff, er enghraifft, crebachu cyhyrau, gan gynnwys symud (myosin), symud celloedd o fewn y corff (er enghraifft, symudiad amoeboid leukocytes), symud cilia a flagella, yn ogystal â chludiant mewngellol gweithredol a chyfeiriedig (kinesin, dynein) . Mae dyneins a kinesins yn cludo moleciwlau ar hyd microtubules gan ddefnyddio hydrolysis ATP fel ffynhonnell ynni. Mae dyneins yn trosglwyddo moleciwlau ac organynnau o rannau ymylol y gell tuag at y centrosom, cinesinau - i'r cyfeiriad arall. Mae Dyneins hefyd yn gyfrifol am symud cilia a flagella o ewcaryotau. Gall amrywiadau cytoplasmig o myosin fod yn gysylltiedig â chludo moleciwlau ac organoidau trwy ficrofilamentau.

Proteinau yn y metaboledd

Gall y mwyafrif o ficro-organebau a phlanhigion syntheseiddio 20 o asidau amino safonol, yn ogystal ag asidau amino ychwanegol (ansafonol), fel citrulline.Ond os yw asidau amino yn yr amgylchedd, mae hyd yn oed micro-organebau yn arbed ynni trwy gludo asidau amino i'r celloedd a diffodd eu llwybrau biosynthetig.

Gelwir asidau amino na ellir eu syntheseiddio gan anifeiliaid yn hanfodol. Mae'r prif ensymau mewn llwybrau biosynthetig, er enghraifft, aspartate kinase, sy'n cataleiddio'r cam cyntaf wrth ffurfio lysin, methionine a threonine o aspartate, yn absennol mewn anifeiliaid.

Mae anifeiliaid yn cael asidau amino yn bennaf o'r proteinau a geir mewn bwyd. Mae proteinau'n cael eu dinistrio yn ystod y treuliad, sydd fel arfer yn dechrau gyda dadnatureiddio'r protein trwy ei roi mewn amgylchedd asidig a'i hydroli gan ddefnyddio ensymau o'r enw proteasau. Defnyddir rhai asidau amino a geir o ganlyniad i dreuliad i syntheseiddio proteinau corff, tra bod y gweddill yn cael eu trosi'n glwcos yn ystod gluconeogenesis neu'n cael eu defnyddio yng nghylch Krebs. Mae'r defnydd o brotein fel ffynhonnell egni yn arbennig o bwysig mewn amodau ymprydio, pan fydd proteinau'r corff ei hun, yn enwedig cyhyrau, yn ffynhonnell egni. Mae asidau amino hefyd yn ffynhonnell bwysig o nitrogen ym maeth y corff.

Nid oes unrhyw safonau unedig ar gyfer cymeriant protein dynol. Mae microflora'r coluddyn mawr yn syntheseiddio asidau amino nad ydyn nhw'n cael eu hystyried wrth baratoi normau protein.

Dulliau astudio

Astudir strwythur a swyddogaethau proteinau ar baratoadau wedi'u puro in vitro, ac yn eu hamgylchedd naturiol mewn organeb fyw, in vivo. Mae astudiaethau o broteinau pur o dan amodau rheoledig yn ddefnyddiol ar gyfer pennu eu swyddogaethau: nodweddion cinetig gweithgaredd catalytig ensymau, affinedd cymharol ar gyfer swbstradau amrywiol, ac ati. Astudiaethau protein in vivo mewn celloedd neu mewn organebau cyfan yn darparu gwybodaeth ychwanegol am ble maent yn gweithredu a sut mae eu gweithgaredd yn cael ei reoleiddio.

Bioleg foleciwlaidd a cellog

Defnyddir dulliau bioleg foleciwlaidd a cellog yn gyffredin i astudio synthesis a lleoleiddio proteinau mewn cell. Defnyddir dull o astudio lleoleiddio yn helaeth, yn seiliedig ar synthesis protein simnai mewn cell, sy'n cynnwys y protein a astudiwyd, wedi'i gysylltu â "gohebydd", er enghraifft, protein fflwroleuol gwyrdd (GFP). Gellir gweld lleoliad protein o'r fath yn y gell gan ddefnyddio microsgop fflwroleuedd. Yn ogystal, gellir delweddu proteinau gan ddefnyddio gwrthgyrff sy'n eu hadnabod, sydd yn eu tro yn cario label fflwroleuol. Yn aml, ar yr un pryd â'r protein a astudiwyd, mae proteinau a elwir yn aml yn organynnau fel y reticulum endoplasmig, cyfarpar Golgi, lysosomau a gwagleoedd yn cael eu delweddu, sy'n caniatáu ar gyfer pennu lleoliad y protein a astudiwyd yn fwy cywir.

Mae dulliau immunohistochemical fel arfer yn defnyddio gwrthgyrff sydd wedi'u cyfuno ag ensymau sy'n cataleiddio ffurfio cynnyrch luminescent neu liw, sy'n eich galluogi i gymharu lleoleiddio a faint o brotein a astudir yn y samplau. Techneg fwy prin ar gyfer pennu lleoliad proteinau yw uwchddwysoli ecwilibriwm ffracsiynau celloedd yng ngraddiant swcros neu clorid cesiwm.

Yn olaf, un o'r dulliau clasurol yw microsgopeg immunoelectroneg, sy'n sylfaenol debyg i ficrosgopeg immunofluorescence gyda'r gwahaniaeth bod microsgop electron yn cael ei ddefnyddio. Paratoir y sampl ar gyfer microsgopeg electron, ac yna caiff ei brosesu â gwrthgyrff i brotein sydd wedi'i gysylltu â deunydd dwys o electron, aur fel arfer.

Gan ddefnyddio mwtagenesis a gyfarwyddir ar y safle, gall ymchwilwyr newid dilyniant asid amino protein ac, o ganlyniad, ei strwythur gofodol, ei leoliad yn y gell a rheoleiddio ei weithgaredd. Gan ddefnyddio'r dull hwn, gan ddefnyddio tRNAs wedi'u haddasu, gellir cyflwyno asidau amino artiffisial i brotein a gellir adeiladu proteinau sydd â phriodweddau newydd.

Biocemegol

I berfformio dadansoddiad in vitro rhaid puro'r protein o gydrannau cellog eraill. Mae'r broses hon fel arfer yn dechrau gyda dinistrio celloedd a chael y dyfyniad celloedd fel y'i gelwir. Ymhellach, trwy ddulliau centrifugio ac uwchddwysoli, gellir rhannu'r darn hwn yn: ffracsiwn sy'n cynnwys proteinau hydawdd, ffracsiwn sy'n cynnwys lipidau a phroteinau pilen, a ffracsiwn sy'n cynnwys organynnau cellog ac asidau niwcleig.

Defnyddir dyodiad protein trwy halltu allan i wahanu cymysgeddau protein, ac mae hefyd yn caniatáu crynodiad protein. Mae dadansoddiad gwaddodi (centrifugation) yn caniatáu ichi ffracsiynu cymysgeddau protein yn ôl gwerth cysonyn gwaddodi proteinau unigol, wedi'i fesur mewn svedbergs (S). Yna defnyddir gwahanol fathau o gromatograffaeth i ynysu'r protein neu'r proteinau a ddymunir yn seiliedig ar briodweddau fel pwysau moleciwlaidd, gwefr a chysylltiad. Yn ogystal, gellir ynysu proteinau yn ôl eu gwefr gan ddefnyddio electrofocus.

Er mwyn symleiddio'r broses o buro protein, defnyddir peirianneg genetig yn aml, sy'n eich galluogi i greu deilliadau o broteinau sy'n gyfleus i'w puro heb effeithio ar eu strwythur na'u gweithgaredd. "Labeli", sy'n ddilyniannau asid amino bach, er enghraifft, cadwyn o 6 gweddillion histidine neu fwy, ac sydd ynghlwm wrth un pen o'r protein. Pan fydd dyfyniad y celloedd sy'n syntheseiddio'r protein "wedi'i labelu" yn cael ei basio trwy golofn cromatograffig sy'n cynnwys ïonau nicel, mae histidine yn clymu â nicel ac yn aros ar y golofn, tra bod gweddill cydrannau'r lysate yn pasio trwy'r golofn yn ddirwystr (cromatograffaeth nicel-chelad). Dyluniwyd llawer o labeli eraill i helpu ymchwilwyr i ynysu proteinau penodol o gymysgeddau cymhleth, gan ddefnyddio cromatograffaeth affinedd yn amlaf.

Gellir pennu graddfa'r puro protein os yw ei bwysau moleciwlaidd a'i bwynt isoelectrig yn hysbys - gan ddefnyddio gwahanol fathau o electrofforesis gel - neu trwy fesur y gweithgaredd ensymatig os yw'r protein yn ensym. Mae sbectrometreg màs yn caniatáu ichi nodi'r protein a ddewiswyd yn ôl ei bwysau moleciwlaidd a màs ei ddarnau.

Proteomeg

Gelwir cyfanrwydd proteinau celloedd yn broteomeg, ei astudiaeth - proteinomeg, a elwir trwy gyfatebiaeth â genomeg. Mae dulliau proteinomeg arbrofol allweddol yn cynnwys:

• Electrofforesis 2D, sy'n caniatáu gwahanu cymysgeddau protein aml-gydran,
• sbectrometreg màs, sy'n caniatáu adnabod màs proteinau eu peptidau cyfansoddol â thrwybwn uchel,
• microarrays protein, sy'n eich galluogi i fesur cynnwys nifer fawr o broteinau yn y gell ar yr un pryd,
• system burum dau-hybrid , sy'n eich galluogi i astudio rhyngweithiadau protein-protein yn systematig.

Gelwir cyfanrwydd yr holl ryngweithiadau biolegol arwyddocaol o broteinau mewn cell yn rhyngweithiwr. Gelwir astudiaeth systematig o strwythur proteinau sy'n cynrychioli pob math posibl o strwythurau trydyddol yn genomeg strwythurol.

Rhagfynegiad a Modelu Strwythur

Rhagfynegiad o strwythur gofodol gan ddefnyddio rhaglenni cyfrifiadurol (mewn silico) yn caniatáu adeiladu modelau protein nad yw eu strwythur wedi'i bennu'n arbrofol eto. Mae'r math mwyaf llwyddiannus o ragfynegiad strwythur, a elwir yn fodelu homologaidd, yn dibynnu ar y strwythur “templed” presennol, sy'n debyg mewn dilyniant asid amino i'r protein wedi'i fodelu. Defnyddir y dulliau ar gyfer darogan strwythur gofodol proteinau ym maes datblygiadol peirianneg genetig proteinau, gyda chymorth y cafwyd strwythurau trydyddol newydd o broteinau eisoes. Tasg gyfrifiadol fwy cymhleth yw darogan rhyngweithiadau rhyngfoleciwlaidd, megis docio moleciwlaidd a rhagfynegiad rhyngweithiadau protein-protein.

Gellir modelu rhyngweithiadau plygu a rhyngfoleciwlaidd proteinau gan ddefnyddio mecaneg foleciwlaidd. , yn benodol, dynameg foleciwlaidd a dull Monte Carlo, sy'n manteisio fwyfwy ar gyfrifiadura cyfochrog a dosbarthedig (er enghraifft, y prosiect Plygu @ cartref).Mae plygu parthau protein α-helical bach, fel protein villin neu un o'r proteinau HIV, wedi'u modelu'n llwyddiannus mewn silico. Gan ddefnyddio dulliau hybrid sy'n cyfuno dynameg foleciwlaidd safonol â mecaneg cwantwm, ymchwiliwyd i gyflwr electronig y rhodopsin pigment gweledol.