Proteine: biologische Rolle. Die biologische Rolle von Protein im Körper

Proteine, die biologische Rolle von denen heute diskutiert – aufgebaut aus hochmolekularen Verbindungen von Aminosäuren. Unter allen anderen organischen Verbindungen, gehören sie zu den komplexesten in ihrer Struktur. Durch Elementarzusammensetzung Proteine aus Fetten und Kohlenhydraten unterscheiden: zusätzlich zu Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff enthalten sie auch Stickstoff. Darüber hinaus ist ein unverzichtbarer Bestandteil der wichtigsten Proteine Schwefel, und einige enthalten Jod, Eisen und Phosphor.

Die biologische Rolle des Proteins ist sehr hoch. Es sind diese Verbindungen einen großen Teil der Masse des Plasmas bilden, und Kerne von lebenden Zellen. Alle tierischen und pflanzlichen Organismen sind Proteine.

Eine oder mehrere Funktionen

Die biologische Rolle und Funktionen der verschiedenen Verbindungen sind davon unterschiedlich. Als Substanz, die eine spezifische chemische Struktur hat, führt jedes Protein hochspezialisierte Funktion. Nur in einigen Fällen kann es von mehreren zusammenzuführen. Beispielsweise Epinephrin, das in dem Nebennierenmark produziert wird, das Blut eintritt, erhöht den Blutdruck und den Sauerstoffverbrauch, den Blutzucker. Darüber hinaus ist es ein Stimulans des Stoffwechsels, während die Kaltblüter – und Vermittler des Nervensystems. Wie man sehen kann, führt er auf einmal viele Funktionen.

Die enzymatische (katalytische) -Funktion

Multiple biochemische Reaktionen in lebenden Organismen vorkommen, werden unter milden Bedingungen durchgeführt, unter denen die Temperatur auf 40 ° C liegt, und der pH annähernd neutral. Unter diesen Bedingungen vernachlässigbar Rate des Auftretens von vielen von ihnen. Daher wird , um realisiert zu werden, wir brauchen Enzyme – spezifische biologische Katalysatoren. Fast alle Reaktionen, mit Ausnahme der Photolyse von Wasser in lebenden Organismen werden durch Enzyme es katalysiert. Diese Elemente sind entweder Proteine oder Proteinkomplexe mit Cofaktor (organisches Molekül oder ein Metallion). Enzyme sind sehr selektiv notwendigen Prozess auszulösen. Somit ist die katalytische Funktion, oben diskutiert, – einer von denen, die Proteine tragen. Die biologische Rolle dieser Verbindungen ist jedoch ihre Umsetzung nicht darauf beschränkt. Es gibt viele andere Funktionen, die im Folgenden erörtert werden.

Transportfunktion

Für die Existenz der Zellen erfordert, daß eine Vielzahl von Substanzen in das Innere von ihm, die sie mit Energie und Baumaterial bereitzustellen. Alle biologischen Membranen sind auf einem gemeinsamen Prinzip aufgebaut. Diese Doppelschicht aus Lipiden, Proteinen wurden in ihm ausgeliefert. Zur gleichen Zeit, hydrophile Makromoleküle Stellen auf der Membranoberfläche konzentrieren und in der Dicke ihrer – hydrophoben „Schwänze“. Diese Struktur ist undurchlässig für die wichtigen Komponenten: Aminosäuren, Zucker, Alkalimetallionen. Das Eindringen dieser Elemente in die Zellen erfolgt über Transportproteine in der Zellmembran eingebettet sind. In Bakterien, beispielsweise gibt es ein spezielles Protein, das die Übertragung von Lactose (Milchzucker), durch die äußere Membran zur Verfügung stellt.

In mehrzelligen Organismen, gibt es ein System von Transport verschiedener Substanzen von einem Organ auf ein anderes. Wir sprechen in erster Linie um Hämoglobin (Bild oben). Im Blutplasma, zusätzlich ist es ständig Serumalbumin (ein Transportprotein). Es hat die Fähigkeit, stabile Komplexe mit der Verdauung von Fetten Fettsäuren, sowie mit einer Anzahl von hydrophoben Aminosäuren (z.B. Tryptophan) und viele Medikamente (einige Penicilline, Sulfonamide, Aspirin) gebildet zu bilden. Transferrin, die einen Transport in den Körper der Eisenionen bereitstellt, ist ein weiteres Beispiel. Zu erwähnen sind und tseruplazmin die transportiert Kupferionen. So haben wir uns mit den Transportfunktionen, die Proteine durchführen. ihre biologische Rolle und aus dieser Sicht ist extrem wichtig.

Rezeptorfunktion

Protein-Rezeptoren sind von großer Bedeutung, vor allem für die Lebensfähigkeit von mehrzelligen Organismen. Sie werden in die Plasma integrierten Membranzelle und dienen dazu , zu erfassen und die weitere Transformation der Signale , die in die Zelle eindringen. In diesem Fall Signale von anderen Zellen entweder können und die Umgebung. Acetylcholin-Rezeptoren im Moment am meisten untersucht. Sie werden in einer Reihe von Interneuron Kontakten auf der Zellmembran, einschließlich an den neuromuskulären Verbindungen in der Hirnrinde gefunden. Diese Proteine mit Acetylcholin in Wechselwirkung treten, und ein Signal innerhalb der Zelle übertragen.

Neurotransmitter zum Empfangen des Signals und zum Umwandeln muss entfernt werden, um die Zelle vorzubereiten war in der Lage, die weiteren Signale wahrzunehmen. Zu diesem Zweck Acetylcholinesterase – speziellen Enzym, das ein Katalysator für die Hydrolyse von Acetylcholin zu Cholin und Acetat ist. Es ist nicht extrem wichtig und Rezeptorfunktion, das Protein führt? Die biologische Rolle der folgenden, eine Schutzfunktion für den Körper ist enorm. Damit kann einfach nicht zustimmen.

Schutzfunktion

Die körpereigene Immunsystem reagiert auf das Auftreten einer Generation von Fremdpartikeln aus einer großen Anzahl von Lymphozyten. Sie sind in der Lage, die Elemente selektiv zu beschädigen. Diese Fremdpartikel können Krebszellen, pathogene Bakterien supramolekularen Teilchen (Macromolecules, Viren, etc.) sein. B-Lymphozyten – eine Gruppe von Lymphozyten, die speziellen Proteinen produziert. Diese Proteine werden in das Kreislaufsystem zu unterscheiden. Sie erkennen Fremdpartikel, wodurch ein Schritt Zerstörung hochspezifischen Komplex gebildet wird. Diese Proteine werden als Immunglobuline. Ein Antigen auf fremde Substanzen bezeichnet, die die Reaktion des Immunsystems auslösen.

Strukturfunktion

Auch Proteine, die hochspezialisierte Funktionen sind auch solche, bei denen der Wert weitgehend strukturell bedingt. Dank ihnen, sofern die mechanische Festigkeit und andere Eigenschaften der Gewebe lebenden Organismen. Diese Proteine schließen ein, vor allem Kollagen. Collagen (Foto cm. Im Folgenden) bei Säugetieren sind etwa ein Viertel der Proteinmasse. Es wird in den Hauptzellen synthetisiert, die das Bindegewebe (Fibroblasten genannt) bilden.

Zu Beginn wird das Kollagen als Prokollagen ausgebildet – dessen Vorstufe chemische Behandlung in Fibroblasten fließt. Dann wird es in eine drei Polypeptidketten gebildet wird, zu einer Spirale verdrillt sind. Sie haben zusammen kommen aus Fibroblasten in Fibrillen von einigen hundert Nanometern Durchmesser Kollagen. Letztere bilden die Kollagenfasern, die bereits unter einem Mikroskop zu sehen sind. Die elastischen Gewebe (Lunge Wände, die Blutgefäße in der Haut) extrazellulären Matrix Kollagen zusätzlich enthält auch ein Protein Elastin. Es kann in einem ziemlich weiten Bereich gedehnt wird und dann in seinen ursprünglichen Zustand zurück. Ein weiteres Beispiel ist das strukturelle Protein, das hier geben kann – ist Seidenfibroinlösungen. Es wird während der Bildung der Puppe Mottenraupen isoliert. Es ist die Hauptkomponente des Seidenfadens. Wir beschreiben nun die Motorproteine.

Motorprotein

Und bei der Umsetzung des Motors verarbeitet große biologische Rolle von Proteinen. erzählen Sie kurz über diese und ihre Funktionen. Muskelkontraktion – ist ein Prozess, bei dem chemische Energie in mechanische Arbeit umgewandelt wird. Direkte Mitglieder sind zwei Proteine – Myosin und Actin. Myosin hat eine sehr ungewöhnliche Struktur. Es besteht aus zwei kugeligen Kopf und Schwanz (long filamentartiger Abschnitt) gebildet. Ca. 1600 nm ist die Länge eines Moleküls. Auf Köpfe für etwa 200 nm Fraktion somit entfallen.

Actin (im Bild oben) – ein kugelförmiges Protein mit einem Molekulargewicht von 42000. aufweist, kann es sein, eine lange polymerisierte Struktur zu bilden, und derart mit einem Kopf von Myosin interagieren. Ein wichtiges Merkmal dieses Prozesses – die Abhängigkeit von der Anwesenheit von ATP. Wenn seine Konzentration ausreichend hoch ist, wird gebildet Myosin und Actin-Komplex zerstört wird, dann wird sie wieder erholt, nachdem die ATP-Hydrolyse als Folge der Myosin-ATPase auftritt. Dieses Verfahren kann beispielsweise beobachtet werden, in Lösung, wobei beide Proteine vorhanden sind. Es wird viskos als Ergebnis der Tatsache, daß hochmolekulare Komplex in Abwesenheit von ATP gebildet. Darüber hinaus reduziert sie stark die Viskosität aufgrund der Zerstörung des Komplexes erstellt, wonach es beginnt allmählich als Folge der ATP-Hydrolyse zu erholen. Im Prozess der Muskelkontraktion, spielen diese Wechselwirkungen eine sehr wichtige Rolle.

Antibiotika

Weiter geht es um das Thema offen zu legen „Die biologische Rolle von Protein im Körper.“ Sehr große und sehr wichtige Gruppe von natürlichen Verbindungen sind Substanzen, sogenannte Antibiotika. Sie sind mikrobiellen Ursprungs. Diese Stoffe werden zugeteilt spezielle Arten von Mikroorganismen. Die biologische Rolle von Aminosäuren und Proteinen ist nicht zu leugnen, aber Antibiotika hat eine spezielle, sehr wichtige Funktion. Sie hemmen das Wachstum von Mikroorganismen, die mit ihnen konkurrieren. In den 1940er Jahren haben die Entdeckung und Verwendung von Antibiotika zur Behandlung von Infektionskrankheiten, die durch Bakterien verursacht werden revolutionieren. Es soll, dass das Virus-Antibiotika wirkt nicht in den meisten Fällen wird erwähnt, so dass die Verwendung von ihnen als antivirale Medikamente unwirksam.

Beispiele für Antibiotika

Penicillin-Gruppe, wurde zum ersten Mal in der Praxis umgesetzt. Beispiele für diese Gruppe ist Ampicillin und Benzylpenicillin. Antibiotika auf den Wirkmechanismus und chemische Natur vielfältig. Einige von denen, die heute weit verbreitet sind, die Interaktion mit menschlichen Ribosomen, während bei der bakteriellen Ribosomen Proteinsynthese gehemmt. Zur gleichen Zeit, die sie nicht miteinander in Wechselwirkung mit eukaryotische Ribosomen. Daher ist für den Bakterienzellen sind sie schädlich, und Tier und Mensch eine geringe Toxizität. Solche Antibiotika umfassen Streptomycin und Chloramphenicol (Chloramphenicol).

Die biologische Rolle der Proteinsynthese ist sehr wichtig, aber der Prozess hat sich mehrere Stufen. Wir werden darüber nur allgemein sprechen.

Das Verfahren und die biologische Rolle der Proteinbiosynthese

Dieser Prozess ist ein mehrstufiger, sehr komplex. Es tritt in der Ribosomen – spezifischen Organellen. Im Käfig gibt es eine Reihe von Ribosomen. In E. coli, zum Beispiel gibt es etwa 20 Tausend.

„Beschreiben Sie den Prozess der Protein-Biosynthese und biologische Rolle“ – eine Aufgabe, viele von uns in der Schule erhalten. Und es verursacht viele Schwierigkeiten. Nun, lassen Sie uns gemeinsam herausfinden.

Protein-Moleküle sind Polypeptidketten. Sie bestehen, wie Sie bereits wissen, aus den einzelnen Aminosäuren. Allerdings sind diese nicht aktiv genug. Um ein Proteinmolekül zu verbinden und zu bilden, benötigen sie Aktivierung. Es tritt als Folge spezifischer Enzyme. Jeder Aminosäure in diesem Fall hat ein eigenes Enzym, speziell genau darauf abgestimmt. Die Energiequelle für diesen Prozess ist, ATP (Adenosintriphosphat). Die Aminosäure, die aus der Aktivierung resultierenden werden labile und binden unter der Einwirkung des Enzyms mit m-RNA, die in das Ribosom führt (wegen dieser RNA genannt Transports). Das Ribosom daher wirken verbunden mit tRNA Aminosäuren aktiviert. Ribosomen – eine Art Förderband für die Montage der einlaufenden Aminosäure der Proteinkette.

Die Synthese der Rolle des Proteins ist schwer zu überschätzen, wie synthetisierten Verbindungen führen sehr wichtige Funktionen. Fast alle Zellstrukturen bestehen aus ihnen.

So haben wir allgemein beschrieben, um den Prozess der Protein-Biosynthese und biologische Rolle. Dies schließt die Vertrautheit mit Proteinen. Wir hoffen, dass Sie den Wunsch haben, es fortzusetzen.