De acordo com a teoria de Oparin-Haldane, a vida em nosso planeta se originou de uma gotícula coacervada. Era também uma molécula de proteína. Ou seja, a conclusão segue que são esses compostos químicos que são a base de toda a vida que existe hoje. Mas o que são estruturas de proteínas? Que papel eles desempenham no corpo e na vida das pessoas hoje? Que tipos de proteínas existem? Vamos tentar descobrir.
Proteínas: um conceito geral
Do ponto de vista da estrutura química, a molécula da substância em questão é uma sequência de aminoácidos interligados por ligações peptídicas.
Cada aminoácido tem dois grupos funcionais:
- carboxílico -COOH;
- grupo amino -NH2.
É entre eles que se forma uma ligação em diferentes moléculas. Assim, a ligação peptídica tem a forma -CO-NH. Uma molécula de proteína pode conter centenas ou milhares desses grupos, dependendo da substância específica. Os tipos de proteínas são muito diversos. Entre eles estão aqueles que contêm aminoácidos essenciais para o organismo, o que significa que devem ser ingeridos com alimentos. Existem variedades que desempenham funções importantes na membrana celular eseu citoplasma. Catalisadores biológicos também são isolados - enzimas, que também são moléculas de proteína. São amplamente utilizados na vida humana, e não apenas participam dos processos bioquímicos dos seres vivos.
O peso molecular dos compostos em consideração pode variar de várias dezenas a milhões. Afinal, o número de unidades monoméricas em uma grande cadeia polipeptídica é ilimitado e depende do tipo de uma determinada substância. A proteína em sua forma pura, em sua conformação nativa, pode ser vista ao examinar um ovo de galinha cru. Uma massa coloidal amarela clara, transparente e densa, dentro da qual a gema está localizada - esta é a substância desejada. O mesmo pode ser dito para o queijo cottage com baixo teor de gordura, este produto também é proteína quase pura em sua forma natural.
No entanto, nem todos os compostos em consideração têm a mesma estrutura espacial. No total, distinguem-se quatro organizações da molécula. Os tipos de estruturas de proteínas determinam suas propriedades e indicam a complexidade da estrutura. Sabe-se também que moléculas mais emaranhadas espacialmente sofrem processamento extensivo em humanos e animais.
Tipos de estruturas proteicas
Há quatro deles no total. Considere o que cada um deles é.
- Primário. Representa a sequência linear usual de aminoácidos conectados por ligações peptídicas. Não há torções espaciais, nem espiralização. O número de ligações incluídas no polipeptídeo pode chegar a vários milhares. Tipos de proteínas comestrutura semelhante - glicilalanina, insulina, histonas, elastina e outros.
- Secundário. Consiste em duas cadeias polipeptídicas que são torcidas em forma de espiral e orientadas uma para a outra por voltas formadas. Nesse caso, as ligações de hidrogênio se formam entre eles, mantendo-os juntos. É assim que uma única molécula de proteína é formada. Os tipos de proteínas deste tipo são os seguintes: lisozima, pepsina e outros.
- Conformação terciária. É uma estrutura secundária densamente empacotada e compactamente enrolada. Aqui, outros tipos de interação aparecem, além das ligações de hidrogênio - essa é a interação de van der Waals e as forças de atração eletrostática, contato hidrofílico-hidrofóbico. Exemplos de estruturas são albumina, fibroína, proteína da seda e outras.
- Quaternário. A estrutura mais complexa, que consiste em várias cadeias polipeptídicas torcidas em espiral, enroladas em uma bola e unidas em um glóbulo. Exemplos como insulina, ferritina, hemoglobina, colágeno ilustram exatamente essa conformação de proteína.
Se considerarmos todas as estruturas de moléculas dadas em detalhes do ponto de vista químico, a análise levará muito tempo. De fato, quanto maior a configuração, mais complexa e intrincada sua estrutura, mais tipos de interações são observados na molécula.
Desnaturação de moléculas de proteína
Uma das propriedades químicas mais importantes dos polipeptídeos é sua capacidade de se decompor sob a influência de certas condições ou agentes químicos. Então,por exemplo, vários tipos de desnaturação de proteínas são comuns. O que é esse processo? Consiste na destruição da estrutura nativa da proteína. Ou seja, se inicialmente a molécula tinha uma estrutura terciária, depois da ação de agentes especiais ela entrará em colapso. No entanto, a sequência de resíduos de aminoácidos permanece in alterada na molécula. As proteínas desnaturadas perdem rapidamente suas propriedades físicas e químicas.
Quais reagentes podem levar ao processo de destruição da conformação? Existem vários deles.
- Temperatura. Quando aquecida, há uma destruição gradual da estrutura quaternária, terciária e secundária da molécula. Visualmente, isso pode ser observado, por exemplo, ao fritar um ovo de galinha comum. A "proteína" resultante é a estrutura primária do polipeptídeo de albumina que estava no produto bruto.
- Radiação.
- Ação com agentes químicos fortes: ácidos, álcalis, sais de metais pesados, solventes (por exemplo, álcoois, éteres, benzeno e outros).
Este processo às vezes também é chamado de fusão molecular. Os tipos de desnaturação de proteínas dependem do agente sob cuja ação ocorreu. Além disso, em alguns casos, ocorre o processo inverso. Isso é renaturação. Nem todas as proteínas são capazes de restaurar sua estrutura, mas uma parte significativa delas pode fazer isso. Assim, químicos da Austrália e da América realizaram a renaturação de um ovo de galinha cozido usando alguns reagentes e um método de centrifugação.
Este processo é importante para os organismos vivos na síntese de polipeptídeoscadeias de ribossomos e rRNA nas células.
Hidrólise de uma molécula de proteína
Junto com a desnaturação, as proteínas são caracterizadas por outra propriedade química - hidrólise. Isso também é a destruição da conformação nativa, mas não da estrutura primária, mas completamente dos aminoácidos individuais. Uma parte importante da digestão é a hidrólise de proteínas. Os tipos de hidrólise de polipeptídeos são os seguintes.
- Química. Baseado na ação de ácidos ou álcalis.
- Biológica ou enzimática.
No entanto, a essência do processo permanece in alterada e não depende de quais tipos de hidrólise de proteínas ocorrem. Como resultado, formam-se aminoácidos, que são transportados para todas as células, órgãos e tecidos. Sua transformação posterior consiste na participação da síntese de novos polipeptídeos, já aqueles que são necessários para um determinado organismo.
Na indústria, o processo de hidrólise de moléculas de proteína é usado apenas para obter os aminoácidos certos.
Funções das proteínas no corpo
Diferentes tipos de proteínas, carboidratos, gorduras são componentes vitais para o funcionamento normal de qualquer célula. E isso significa todo o organismo como um todo. Portanto, seu papel se deve em grande parte ao alto grau de significância e ubiquidade dentro dos seres vivos. Várias funções principais das moléculas polipeptídicas podem ser distinguidas.
- Catalítico. É realizado por enzimas que têm uma estrutura proteica. Falaremos sobre eles mais tarde.
- Estrutural. Tipos de proteínas e seusfunções no corpo afetam principalmente a estrutura da própria célula, sua forma. Além disso, os polipeptídeos que desempenham esse papel formam cabelos, unhas, conchas de moluscos e penas de pássaros. Eles também são uma certa armadura no corpo da célula. A cartilagem também é composta por esses tipos de proteínas. Exemplos: tubulina, queratina, actina e outros.
- Regulatório. Essa função se manifesta na participação de polipeptídeos em processos como: transcrição, tradução, ciclo celular, splicing, leitura de mRNA, entre outros. Em todos eles, eles desempenham um papel importante como controlador de tráfego.
- Sinal. Essa função é desempenhada por proteínas localizadas na membrana celular. Eles transmitem sinais diferentes de uma unidade para outra, e isso leva à comunicação entre os tecidos. Exemplos: citocinas, insulina, fatores de crescimento e outros.
- Transporte. Alguns tipos de proteínas e suas funções que desempenham são simplesmente vitais. Isso acontece, por exemplo, com a proteína hemoglobina. Ele transporta oxigênio de célula para célula no sangue. Para uma pessoa, ele é insubstituível.
- Reposição ou backup. Esses polipeptídeos se acumulam em plantas e ovos de animais como fonte de nutrição e energia adicionais. Um exemplo são as globulinas.
- Motivo. Uma função muito importante, especialmente para os organismos e bactérias mais simples. Afinal, eles são capazes de se mover apenas com a ajuda de flagelos ou cílios. E essas organelas, por sua natureza, nada mais são do que proteínas. Exemplos de tais polipeptídeos são os seguintes: miosina, actina, cinesina e outros.
É óbvio que as funções das proteínas no corpo humano e outrasos seres vivos são muito numerosos e importantes. Isso mais uma vez confirma que a vida em nosso planeta é impossível sem os compostos que estamos considerando.
Função protetora das proteínas
Os polipeptídeos podem proteger contra várias influências: químicas, físicas, biológicas. Por exemplo, se o corpo está em perigo na forma de um vírus ou bactéria de natureza alienígena, as imunoglobulinas (anticorpos) entram em batalha com eles, desempenhando um papel protetor.
Se falamos de efeitos físicos, então a fibrina e o fibrinogênio, que estão envolvidos na coagulação do sangue, desempenham um grande papel aqui.
Proteínas alimentares
Os tipos de proteínas na dieta são os seguintes:
- completo - aqueles que contêm todos os aminoácidos necessários para o corpo;
- incompleto - aqueles em que há uma composição de aminoácidos incompleta.
No entanto, ambos são importantes para o corpo humano. Principalmente o primeiro grupo. Cada pessoa, especialmente durante os períodos de desenvolvimento intensivo (infância e adolescência) e puberdade, deve manter um nível constante de proteínas em si mesmo. Afinal, já consideramos as funções que essas moléculas incríveis realizam e sabemos que praticamente nenhum processo, nenhuma reação bioquímica dentro de nós pode prescindir da participação de polipeptídeos.
É por isso que você precisa consumir a ingestão diária de proteínas todos os dias, que estão contidas nos seguintes produtos:
- ovo;
- leite;
- requeijão;
- carne e peixe;
- feijão;
- soja;
- feijão;
- amendoim;
- trigo;
- aveia;
- lentilhas e outros.
Se você consumir 0,6 g de um polipeptídeo por kg de peso por dia, nunca f altará a uma pessoa esses compostos. Se por muito tempo o corpo não receber as proteínas necessárias, ocorre uma doença, que tem o nome de fome de aminoácidos. Isso leva a graves distúrbios metabólicos e, como resultado, muitas outras doenças.
Proteínas em uma gaiola
Dentro da menor unidade estrutural de todos os seres vivos - células - também existem proteínas. Além disso, eles executam quase todas as funções acima. Em primeiro lugar, o citoesqueleto da célula é formado, consistindo de microtúbulos, microfilamentos. Serve para manter a forma, bem como para o transporte interno entre as organelas. Vários íons e compostos se movem ao longo de moléculas de proteína, como ao longo de canais ou trilhos.
O papel das proteínas imersas na membrana e localizadas em sua superfície também é importante. Aqui eles desempenham funções de receptor e sinal, participam da construção da própria membrana. Eles ficam de guarda, o que significa que desempenham um papel protetor. Que tipos de proteínas na célula podem ser atribuídas a esse grupo? Existem muitos exemplos, aqui estão alguns.
- Actina e miosina.
- Elastina.
- Queratina.
- Colágeno.
- Tubulin.
- Hemoglobina.
- Insulina.
- Transcobalamina.
- Transferência.
- Albumin.
Existem várias centenasvários tipos de proteínas que estão constantemente se movendo dentro de cada célula.
Tipos de proteínas no corpo
Eles, claro, uma enorme variedade. Se você tentar de alguma forma dividir todas as proteínas existentes em grupos, você pode obter algo como esta classificação.
- Proteínas globulares. São aqueles representados por uma estrutura terciária, ou seja, um glóbulo densamente compactado. Exemplos de tais estruturas são as seguintes: imunoglobulinas, uma proporção significativa de enzimas, muitos hormônios.
- Proteínas fibrilares. Eles são threads estritamente ordenados com a simetria espacial correta. Este grupo inclui proteínas com estrutura primária e secundária. Por exemplo, queratina, colágeno, tropomiosina, fibrinogênio.
Em geral, muitas características podem ser tomadas como base para classificar as proteínas no corpo. Ainda não há ninguém.
Enzimas
Catalisadores biológicos de natureza proteica, que aceleram significativamente todos os processos bioquímicos em andamento. O metabolismo normal é simplesmente impossível sem esses compostos. Todos os processos de síntese e decaimento, montagem de moléculas e sua replicação, tradução e transcrição, entre outros, são realizados sob a influência de um tipo específico de enzima. Exemplos dessas moléculas são:
- oxidorredutase;
- transferases;
- catalase;
- hidrolases;
- isomerase;
- lyases e outros.
Hoje, as enzimas são usadas na vida cotidiana. Assim, na produção de lavagemOs pós geralmente usam as chamadas enzimas - são catalisadores biológicos. Melhoram a qualidade da lavagem respeitando o regime de temperatura especificado. Adere facilmente às partículas de sujeira e as remove da superfície dos tecidos.
No entanto, devido à sua natureza proteica, as enzimas não toleram água muito quente ou a proximidade de drogas alcalinas ou ácidas. De fato, neste caso, ocorrerá o processo de desnaturação.
