Proteínas são polímeros biológicos com estrutura complexa. Possuem alto peso molecular e consistem em aminoácidos, grupos prostéticos representados por vitaminas, lipídios e inclusões de carboidratos. As proteínas que contêm carboidratos, vitaminas, metais ou lipídios são chamadas de complexas. As proteínas simples consistem apenas em aminoácidos ligados por ligações peptídicas.
Peptídeos
Independentemente da estrutura de uma substância, os monômeros das proteínas são aminoácidos. Eles formam a cadeia polipeptídica básica, a partir da qual a estrutura fibrilar ou globular da proteína é então formada. Ao mesmo tempo, a proteína só pode ser sintetizada em tecidos vivos - em células vegetais, bacterianas, fúngicas, animais e outras.
Os únicos organismos que não podem combinar monômeros de proteínas são vírus e protozoários. Todos os outros são capazes de formar proteínas estruturais. Mas quais substâncias são monômeros de proteínas e como elas são formadas? Leia sobre isso e sobre biossíntese de proteínas, sobre polipeptídeos e a formação de uma estrutura proteica complexa, sobre aminoácidos e suas propriedades.abaixo.
O único monômero de uma molécula de proteína é qualquer alfa-aminoácido. Uma proteína é um polipeptídeo, uma cadeia de aminoácidos ligados. Dependendo do número de aminoácidos envolvidos em sua formação, dipeptídeos (2 resíduos), tripeptídeos (3), oligopeptídeos (contém de 2 a 10 aminoácidos) e polipeptídeos (muitos aminoácidos) são isolados.
Revisão da estrutura de proteínas
A estrutura da proteína pode ser primária, um pouco mais complexa - secundária, ainda mais complexa - terciária e a mais complexa - quaternária.
A estrutura primária é uma cadeia simples na qual os monômeros proteicos (aminoácidos) são conectados por meio de uma ligação peptídica (CO-NH). A estrutura secundária é a hélice alfa ou dobras beta. A terciária é uma estrutura proteica tridimensional ainda mais complicada, que foi formada a partir da secundária devido à formação de ligações covalentes, iônicas e de hidrogênio, além de interações hidrofóbicas.
A estrutura quaternária é a mais complexa e é característica de proteínas receptoras localizadas nas membranas celulares. Esta é uma estrutura supramolecular (domínio) formada como resultado da combinação de várias moléculas com estrutura terciária, suplementadas com grupos de carboidratos, lipídios ou vitaminas. Neste caso, como no caso das estruturas primárias, secundárias e terciárias, os monômeros das proteínas são alfa-aminoácidos. Eles também estão conectados por ligações peptídicas. A única diferença é a complexidade da estrutura.
Aminoácidos
Os únicos monômerosmoléculas de proteína são aminoácidos alfa. Existem apenas 20 deles, e eles são quase a base da vida. Graças ao aparecimento da ligação peptídica, a síntese de proteínas tornou-se possível. E a própria proteína depois disso começou a desempenhar funções formadoras de estrutura, receptoras, enzimáticas, de transporte, mediadoras e outras. Graças a isso, um organismo vivo funciona e é capaz de se reproduzir.
O próprio alfa aminoácido é um ácido carboxílico orgânico com um grupo amino ligado ao átomo de carbono alfa. Este último está localizado próximo ao grupo carboxila. Neste caso, os monômeros de proteína são considerados como substâncias orgânicas nas quais o átomo de carbono terminal carrega tanto um grupo amina quanto um grupo carboxila.
Conexão de aminoácidos em peptídeos e proteínas
Aminoácidos são ligados em dímeros, trímeros e polímeros através de uma ligação peptídica. É formado pela clivagem de um grupo hidroxila (-OH) do sítio carboxila de um alfa-aminoácido e hidrogênio (-H) do grupo amino de outro alfa-aminoácido. Como resultado da interação, a água é separada e um sítio C=O com um elétron livre próximo ao carbono do resíduo carboxila permanece na extremidade carboxila. No grupo amino de outro ácido, há um resíduo (NH) com um radical livre existente no átomo de nitrogênio. Isso permite que dois radicais sejam conectados para formar uma ligação (CONH). Chama-se peptídeo.
variantes de aminoácidos alfa
Existem 23 alfa-aminoácidos conhecidos. Eles estãolistados como: glicina, valina, alanina, isolecina, leucina, glutamato, aspartato, ornitina, treonina, serina, lisina, cistina, cisteína, fenilalanina, metionina, tirosina, prolina, triptofano, hidroxiprolina, arginina, histidina, asparagina e glutamina. Dependendo se podem ser sintetizados pelo corpo humano, esses aminoácidos são divididos em não essenciais e não essenciais.
O conceito de aminoácidos não essenciais e essenciais
Os substituíveis podem ser sintetizados pelo corpo humano, enquanto os essenciais devem vir apenas da alimentação. Ao mesmo tempo, ácidos essenciais e não essenciais são importantes para a biossíntese de proteínas, pois sem eles a síntese não pode ser completada. Sem um aminoácido, mesmo que todos os outros estejam presentes, é impossível construir exatamente a proteína que a célula precisa para desempenhar suas funções.
Um erro em qualquer uma das etapas da biossíntese - e a proteína não é mais adequada, porque não será capaz de se montar na estrutura desejada devido à violação das densidades eletrônicas e interações interatômicas. Portanto, é importante que uma pessoa (e outros organismos) consuma alimentos proteicos que contenham aminoácidos essenciais. Sua ausência nos alimentos leva a uma série de distúrbios do metabolismo das proteínas.
O processo de formação de uma ligação peptídica
Os únicos monômeros de proteínas são os alfa-aminoácidos. Eles gradualmente se combinam em uma cadeia polipeptídica, cuja estrutura é pré-armazenada no código genético do DNA (ou RNA, se a biossíntese bacteriana for considerada). Uma proteína é uma sequência estrita de resíduos de aminoácidos. Esta é uma cadeia ordenada em um determinadouma estrutura que executa uma função pré-programada em uma célula.
Sequência de etapas da biossíntese de proteínas
O processo de formação de proteínas consiste em uma cadeia de etapas: replicação de uma seção de DNA (ou RNA), síntese de informação tipo RNA, sua liberação no citoplasma da célula a partir do núcleo, conexão com o ribossomo e a fixação gradual de resíduos de aminoácidos que são fornecidos pelo RNA de transferência. Uma substância que é um monômero de proteína participa da reação enzimática de eliminação de um grupo hidroxila e um próton de hidrogênio, e então se junta à cadeia polipeptídica crescente.
Assim, obtém-se uma cadeia polipeptídica que, já no retículo endoplasmático celular, é ordenada em alguma estrutura predeterminada e suplementada com um resíduo de carboidrato ou lipídio, se necessário. Isso é chamado de processo de "maturação" da proteína, após o qual ela é enviada pelo sistema celular de transporte ao seu destino.
Funções das proteínas sintetizadas
Monômeros de proteínas são os aminoácidos necessários para construir sua estrutura primária. A estrutura secundária, terciária e quaternária já é formada por si mesma, embora às vezes também exija a participação de enzimas e outras substâncias. No entanto, eles não são mais essenciais, embora sejam essenciais para que as proteínas desempenhem sua função.
Aminoácido, que é um monômero de proteína, pode ter locais de ligação para carboidratos, metais ou vitaminas. A formação de uma estrutura terciária ou quaternária possibilita encontrar ainda mais lugares para os grupos de inserção. Isso permite que você crie a partir dederivado proteico que desempenha o papel de uma enzima, receptor, transportador de substâncias para dentro ou para fora de uma célula, imunoglobulina, componente estrutural de uma membrana ou organela celular, proteína muscular.
Proteínas, formadas a partir de aminoácidos, são a única base da vida. E hoje acredita-se que a vida surgiu apenas após o aparecimento do aminoácido e como resultado de sua polimerização. Afinal, é a interação intermolecular de proteínas que é o início da vida, incluindo a vida inteligente. Todos os outros processos bioquímicos, incluindo os energéticos, são necessários para a implementação da biossíntese de proteínas e, como resultado, a continuação da vida.
