Poznati filozof je jednom rekao: "Život je oblik postojanja proteinskih tijela." I bio je potpuno u pravu, jer je upravo ta organska tvar osnova većine organizama. Protein kvartarne strukture ima najsloženiju strukturu i jedinstvena svojstva. Naš će članak biti posvećen njemu. Također ćemo razmotriti strukturu proteinskih molekula.
Što je organska tvar
Veliku skupinu organskih tvari objedinjuje jedno zajedničko svojstvo. Sastoje se od nekoliko kemijskih elemenata. Zovu se organski. To su vodik, kisik, ugljik i dušik. Oni tvore organske tvari.
Još jedna zajednička karakteristika je da su svi biopolimeri. To su velike makromolekule. Sastoje se od velikog broja ponavljajućih jedinica koje se nazivaju monomeri. Za ugljikohidrate su to monosaharidi, za lipide glicerol i masne kiseline. Ali DNK i RNA se sastoje od nukleotida.
Kemijskastruktura proteina
Proteinski monomeri su aminokiseline, od kojih svaka ima svoju kemijsku strukturu. Ovaj monomer se temelji na atomu ugljika, tvori četiri veze. Prvi od njih - s atomom vodika. A druga i treća, respektivno, nastaju s amino i karboks grupom. Oni određuju ne samo strukturu molekula biopolimera, već i njihova svojstva. Posljednja skupina u molekuli aminokiseline naziva se radikal. To je upravo skupina atoma u kojoj se svi monomeri međusobno razlikuju, što uzrokuje ogromnu raznolikost proteina i živih bića.
Struktura proteinske molekule
Jedna od karakteristika ovih organskih tvari je da mogu postojati na različitim razinama organizacije. Ovo je primarna, sekundarna, tercijarna, kvarterna struktura proteina. Svaki od njih ima određena svojstva i kvalitete.
Primarna struktura
Ova proteinska struktura je najjednostavnije strukture. To je lanac aminokiselina povezanih peptidnim vezama. Nastaju između amino i karboksi skupina susjednih molekula.
Sekundarna struktura
Kada se lanac aminokiselina zavije u spiralu, formira se sekundarna struktura proteina. Veza u takvoj molekuli naziva se vodik, a njezini atomi tvore iste elemente u funkcionalnim skupinama aminokiselina. U usporedbi s peptidima, oni imaju mnogo manju snagu, ali su sposobni zadržati ovu strukturu.
Tercijarna struktura
Ali sljedeća struktura je lopta u koju je upletena spirala aminokiselina. Naziva se i globulom. Postoji zbog veza koje nastaju između ostataka samo određene aminokiseline – cisteina. Zovu se disulfidi. Ova struktura je također podržana hidrofobnim i elektrostatičkim vezama. Prvi su rezultat privlačenja između aminokiselina u vodenom okolišu. U takvim uvjetima, njihovi se hidrofobni ostaci praktički "lijepe zajedno", tvoreći globulu. Osim toga, radikali aminokiselina imaju suprotne naboje koji se međusobno privlače. To rezultira dodatnim elektrostatičkim vezama.
Protein kvartarne strukture
Kvaternarna struktura proteina je najsloženija. To je rezultat spajanja nekoliko globula. Mogu se razlikovati i po kemijskom sastavu i po prostornoj organizaciji. Ako se protein kvartarne strukture formira samo od ostataka aminokiselina, to je jednostavno. Takvi biopolimeri nazivaju se i proteini. Ali ako se na te molekule vežu ne-proteinske komponente, pojavljuju se proteini. Najčešće je to kombinacija aminokiselina s ugljikohidratima, ostacima nukleinske i fosforne kiseline, lipidima, pojedinačnim atomima željeza i bakra. U prirodi su također poznati kompleksi proteina s prirodnim bojama - pigmentima. Ova struktura proteinskih molekula je složenija.
Prostorni oblik kvartarne strukture proteina jedefiniranje njegovih svojstava. Znanstvenici su otkrili da se filamentni ili fibrilarni biopolimeri ne otapaju u vodi. Obavljaju bitne funkcije za žive organizme. Dakle, mišićni proteini aktin i miozin osiguravaju kretanje, a keratin je osnova ljudske i životinjske dlake. Sferni ili globularni proteini kvartarne strukture su vrlo topljivi u vodi. Njihova je uloga u prirodi različita. Takve tvari mogu prenositi plinove poput hemoglobina u krvi, razgrađivati hranu poput pepsina ili obavljati zaštitnu funkciju poput antitijela.
Proteinska svojstva
Kvaternarni protein, posebno globularni, može promijeniti svoju strukturu. Ovaj proces se događa pod utjecajem različitih čimbenika. To su najčešće visoke temperature, koncentrirane kiseline ili teški metali.
Ako se proteinska molekula odmota u lanac aminokiselina, ovo svojstvo naziva se denaturacija. Ovaj proces je reverzibilan. Ova struktura može ponovno formirati globule molekula. Ovaj obrnuti proces naziva se renaturacija. Ako se molekule aminokiselina odmaknu jedna od druge i peptidne veze prekinu, dolazi do razgradnje. Ovaj proces je nepovratan. Takav protein se ne može obnoviti. Uništenje je izvršio svatko od nas kad smo pržili jaja.
Dakle, kvartarna struktura proteina je vrsta veze koja se formira u danoj molekuli. Dovoljno je jak, ali pod utjecajem određenih čimbenika može se urušiti.
