Um grande número de substâncias orgânicas que compõem uma célula viva são caracterizados por grandes tamanhos moleculares e são biopolímeros. Estes incluem proteínas, que compõem de 50 a 80% da massa seca de toda a célula. Os monômeros de proteínas são aminoácidos que estão ligados entre si por ligações peptídicas. As macromoléculas de proteínas têm vários níveis de organização e desempenham várias funções importantes na célula: construtora, protetora, catalítica, motora, etc. Em nosso artigo, consideraremos as características estruturais dos peptídeos e também daremos exemplos de proteínas globulares e fibrilares que compõem o corpo humano.
Formas de organização de macromoléculas polipeptídicas
Resíduos de aminoácidos são sequencialmente conectados uns aos outros por fortes ligações covalentes chamadaspeptídeo. Eles são bastante fortes e mantêm a estrutura primária da proteína em um estado estável, que tem a forma de uma cadeia. A forma secundária ocorre quando a cadeia polipeptídica é torcida em uma hélice alfa. É estabilizado por ligações de hidrogênio emergentes adicionalmente. A configuração terciária, ou nativa, é de fundamental importância, pois a maioria das proteínas globulares em uma célula viva tem exatamente essa estrutura. A espiral é empacotada na forma de uma esfera ou glóbulo. A sua estabilidade deve-se não só ao aparecimento de novas ligações de hidrogénio, mas também à formação de pontes dissulfureto. Eles surgem devido à interação de átomos de enxofre que compõem o aminoácido cisteína. Um papel importante na formação da estrutura terciária é desempenhado por interações hidrofílicas e hidrofóbicas entre grupos de átomos dentro da estrutura peptídica. Se uma proteína globular se combina com as mesmas moléculas através de um componente não proteico, por exemplo, um íon metálico, surge uma configuração quaternária - a forma mais elevada de organização do polipeptídeo.
Proteínas fibrilares
As funções contráteis, motoras e de construção da célula são desempenhadas por proteínas, cujas macromoléculas parecem fios finos - fibrilas. Os polipeptídeos que compõem as fibras da pele, cabelo e unhas são classificados como espécies fibrilares. Os mais famosos deles são colágeno, queratina e elastina. Eles não se dissolvem na água, mas podem inchar, formando uma massa pegajosa e viscosa. Peptídeos de estrutura linear também fazem parte dos filamentos do fuso de fissão, formando o aparelho mitótico da célula. Eles estãoanexar aos cromossomos, contraí-los e esticá-los para os pólos da célula. Esse processo é observado na anáfase da mitose - a divisão das células somáticas do corpo, bem como nas fases de redução e equacional da divisão das células germinativas - meiose. Ao contrário das proteínas globulares, as fibrilas são capazes de esticar e contrair rapidamente. Os cílios dos ciliados-sapatos, os flagelos da euglena verde ou algas unicelulares - chlamydomonas são construídos a partir de fibrilas e desempenham as funções de movimento nos organismos mais simples. A contração das proteínas musculares - actina e miosina, que fazem parte do tecido muscular, determinam os diversos movimentos dos músculos esqueléticos e mantêm o esqueleto muscular do corpo humano.
Estrutura de proteínas globulares
Peptídeos - transportadores de moléculas de várias substâncias, proteínas protetoras - imunoglobulinas, hormônios - esta é uma lista incompleta de proteínas, cuja estrutura terciária tem a forma de uma bola - glóbulos. Existem certas proteínas no sangue que têm certas áreas em sua superfície - centros ativos. Com sua ajuda, eles reconhecem e se ligam às moléculas de substâncias biologicamente ativas produzidas pelas glândulas de secreção mista e interna. Com a ajuda de proteínas globulares, hormônios da tireóide e glândulas sexuais, glândulas supra-renais, timo, glândula pituitária são entregues a certas células do corpo humano, equipadas com receptores especiais para seu reconhecimento.
polipeptídeos de membrana
O modelo de mosaico fluido da estrutura das membranas celulares é mais bem adaptado às suas funções importantes: barreira,receptor e transporte. As proteínas nele contidas realizam o transporte de íons e partículas de certas substâncias, como glicose, aminoácidos, etc. As propriedades das proteínas transportadoras globulares podem ser estudadas usando como exemplo a bomba de sódio-potássio. Realiza a transição de íons da célula para o espaço intercelular e vice-versa. Os íons de sódio estão constantemente se movendo para o meio do citoplasma da célula e os cátions de potássio estão constantemente se movendo para fora da célula. A violação da concentração desejada desses íons leva à morte celular. Para evitar essa ameaça, uma proteína especial é construída na membrana celular. A estrutura das proteínas globulares é tal que elas carregam os cátions Na+ e K+contra um gradiente de concentração usando a energia do ácido adenosina trifosfórico.
Estrutura e função da insulina
Proteínas solúveis de estrutura esférica, que estão na forma terciária, atuam como reguladoras do metabolismo no corpo humano. A insulina é produzida pelas células beta das ilhotas de Langerhans e controla os níveis de glicose no sangue. Consiste em duas cadeias polipeptídicas (formas α e β) conectadas por várias pontes dissulfeto. Estas são ligações covalentes que surgem entre as moléculas do aminoácido contendo enxofre - cisteína. O hormônio pancreático consiste principalmente em uma sequência ordenada de unidades de aminoácidos organizadas na forma de uma hélice alfa. Uma pequena parte tem a forma de uma estrutura β e resíduos de aminoácidos sem orientação estrita no espaço.
Hemoglobina
Um exemplo clássico de peptídeos globularesA proteína no sangue que causa a cor vermelha do sangue é a hemoglobina. A proteína contém quatro regiões polipeptídicas na forma de hélices alfa e beta, que são conectadas por um componente não proteico - heme. É representado por um íon de ferro que liga as cadeias polipeptídicas em uma confirmação relacionada à forma quaternária. As partículas de oxigênio são ligadas à molécula de proteína (nesta forma é chamada de oxiemoglobina) e depois transportadas para as células. Isso garante o curso normal dos processos de dissimulação, pois para obter energia, a célula oxida as substâncias orgânicas que nela entraram.
Papel da proteína do sangue no transporte de gases
Além do oxigênio, a hemoglobina também é capaz de anexar dióxido de carbono. O dióxido de carbono é produzido como subproduto de reações celulares catabólicas e deve ser removido das células. Se o ar inalado contém monóxido de carbono - monóxido de carbono, é capaz de formar uma forte ligação com a hemoglobina. Nesse caso, uma substância tóxica incolor e inodora no processo de respiração penetra rapidamente nas células do corpo, causando envenenamento. Particularmente sensíveis a altas concentrações de monóxido de carbono são as estruturas do cérebro. Há paralisia do centro respiratório localizado na medula oblonga, que leva à morte por asfixia.
Em nosso artigo, examinamos a estrutura, estrutura e propriedades dos peptídeos, e também demos exemplos de proteínas globulares que desempenham várias funções importantes no corpo humano.
