Протеините са високомолекулни органични вещества, които се състоят от алфа-аминокиселини, които са свързани чрез пептидна връзка в една верига. Основната им функция е регулаторна. А за това какво и как се проявява, сега е необходимо да разкажем подробно.
Описание на процеса
Протеините имат способността да приемат и предават информация. С това е свързано тяхното осъществяване на регулирането на процесите, протичащи в клетките и в цялото тяло като цяло.
Това действие е обратимо и обикновено изисква присъствието на лиганд. Това от своя страна е името на химично съединение, което образува комплекс с биомолекули и впоследствие произвежда определени ефекти (фармакологични, физиологични или биохимични).
Интересно е, че учените редовно откриват нови регулаторни протеини. Предполага се, че днес е известна само малка част от тях.
Протеините, които изпълняват регулаторна функция, се разделят на разновидности. И за всеки от тях си струва да се говори отделно.
Функционалнакласификация
Тя е доста конвенционална. В крайна сметка един хормон може да изпълнява различни задачи. Но като цяло регулаторната функция осигурява движението на клетката през нейния цикъл, по-нататъшна транскрипция, транслация, сплайсинг и активността на други протеинови съединения.
Всичко се случва поради свързване с други молекули или поради ензимно действие. Между другото, тези вещества играят много важна роля. В крайна сметка ензимите, като сложни молекули, ускоряват химичните реакции в живия организъм. И някои от тях инхибират активността на други протеини.
Сега можете да преминете към изучаването на класификацията на видовете.
Протеини-хормони
Влияят на различни физиологични процеси и директно върху метаболизма. Протеиновите хормони се образуват в ендокринните жлези, след което се пренасят от кръвта, за да предадат информационен сигнал.
Разпространяват се на случаен принцип. Те обаче действат изключително върху онези клетки, които имат специфични рецепторни протеини. Само хормоните могат да се свържат с тях.
По правило бавните процеси се регулират от хормони. Те включват развитието на тялото и растежа на отделните тъкани. Но дори и тук има изключения.
Това е адреналин - производно на аминокиселините, основният хормон на надбъбречната медула. Освобождаването му провокира действието на нервен импулс. Сърдечната честота се увеличава, кръвното налягане се повишава и се появяват други реакции. Влияе и на черния дроб – провокира разграждането на гликогена. В резултат на това глюкозата се освобождава в кръвта и мозъкас мускулите го използвайте като източник на енергия.
Рецепторни протеини
Те също имат регулаторна функция. Човешкото тяло всъщност е сложна система, която постоянно получава сигнали от външната и вътрешната среда. Този принцип се спазва и в работата на съставните му клетки.
Така, например, мембранните рецепторни протеини предават сигнал от повърхността на структурна елементарна единица навътре, като едновременно го трансформират. Те регулират клетъчните функции чрез свързване с лиганд, разположен върху рецептор от външната страна на клетката. Какво се случва в крайна сметка? Друг протеин вътре в клетката се активира.
Заслужава да се отбележи един важен нюанс. По-голямата част от хормоните засягат клетката само ако има определен рецептор на нейната мембрана. Може да е гликопротеин или друг протеин.
Може да се даде пример - β2-адренергичен рецептор. Намира се върху мембраната на чернодробните клетки. Ако възникне стрес, тогава молекулата на адреналина се свързва с него, в резултат на което се активира β2-адренергичният рецептор. Какво се случва след това? Вече активираният рецептор активира G-протеина, който допълнително свързва GTP. След много междинни стъпки настъпва фосфоролиза на гликоген.
Какъв е изводът? Рецепторът извърши първото сигнално действие, което доведе до разграждането на гликогена. Оказва се, че без него последващите реакции, протичащи вътре в клетката, нямаше да възникнат.
Транскрипционни регулаторни протеини
Още еднотема, която трябва да бъде разгледана. В биологията съществува понятието транскрипционен фактор. Това е името на протеините, които имат и регулаторна функция. Състои се в контролиране на процеса на синтез на иРНК върху ДНК шаблон. Това се нарича транскрипция - прехвърляне на генетична информация.
Какво може да се каже за този фактор? Протеинът изпълнява регулаторна функция независимо или във връзка с други елементи. Резултатът е намаляване или увеличаване на константата на свързване на РНК полимеразата към регулираните генни последователности.
Транскрипционните фактори имат определяща характеристика - наличието на един или повече ДНК домейни, които взаимодействат със специфични ДНК региони. Това е важно да се знае. В крайна сметка, други протеини, които също участват в регулирането на генната експресия, нямат ДНК домейни. Това означава, че те не могат да бъдат класифицирани като транскрипционни фактори.
Протеин кинази
Когато говорим за това кои елементи изпълняват регулаторна функция в клетките, е необходимо да се обърне внимание на тези вещества. Протеин киназите са ензими, които модифицират други протеини чрез фосфорилиране на аминокиселинни остатъци с хидроксилни групи в състава (това са тирозин, треонин и серин).
Какъв е този процес? Фосфорилирането обикновено променя или модифицира функцията на субстрата. Между другото, активността на ензима също може да се промени, както и позицията на протеина в самата клетка. Интересен факт! Смята се, че около 30% от протеините могатбъде модифициран от протеин кинази.
И тяхната химическа активност може да бъде проследена в отцепването на фосфатната група от АТФ и по-нататъшното ковалентно прикрепване към останалата част от всяка аминокиселина. По този начин протеин киназите имат силно влияние върху клетъчната жизнена активност. Ако работата им е нарушена, могат да се развият различни патологии, дори някои видове рак.
Протеинова фосфатаза
Продължавайки да изучаваме характеристиките и примерите за регулаторна функция, трябва да обърнем внимание на тези протеини. Действието, осъществявано от протеиновите фосфатази, е елиминирането на фосфатните групи.
Какво означава това? Казано по-просто, тези елементи извършват дефосфорилиране, процес, който е обратен на този, който възниква в резултат на действието на протеин киназите.
Регулиране на снаждането
Не можете да игнорирате и нея. Сплайсингът е процес, при който определени нуклеотидни последователности се отстраняват от молекулите на РНК и след това се съединяват последователностите, които са запазени в „зрялата“молекула..
Как е свързано с изучаваната тема? В рамките на еукариотните гени има региони, които не кодират аминокиселини. Те се наричат интрони. Първо, те се транскрибират в pre-mRNA по време на транскрипцията, след което специален ензим ги изрязва.
Само тези протеини, които са ензимно активни, участват в сплайсинга. Само те са в състояние да дадат желаната конформация на prem-RNA.
Между другото, все още съществува концепцията за алтернативно снаждане. Много е интереснопроцес. Включените в него протеини предотвратяват изрязването на някои интрони, но в същото време допринасят за отстраняването на други.
Въглехидратен метаболизъм
Регулаторната функция в тялото се изпълнява от много органи, системи и тъкани. Но тъй като говорим за протеини, тогава си заслужава да се говори и за ролята на въглехидратите, които също са важни органични съединения.
Това е много подробна тема. Въглехидратният метаболизъм като цяло е огромен брой ензимни реакции. И една от възможностите за неговото регулиране е трансформацията на ензимната активност. Постига се благодарение на функциониращите молекули на определен ензим. Или в резултат на биосинтеза на нови.
Може да се каже, че регулаторната функция на въглехидратите се основава на принципа на обратната връзка. Първо, излишъкът от субстрата, който навлиза в клетката, провокира синтеза на нови ензимни молекули, а след това тяхната биосинтеза се инхибира (в края на краищата, точно това води до натрупването на метаболитни продукти).
Регулиране на метаболизма на мазнините
Последна дума за това. Тъй като ставаше дума за протеини и въглехидрати, трябва да се споменат и мазнините.
Процесът на техния метаболизъм е тясно свързан с метаболизма на въглехидратите. Ако концентрацията на глюкоза в кръвта се повиши, тогава разграждането на триглицеридите (мазнини) намалява, в резултат на което се активира техният синтез. Намаляването на количеството му, напротив, има инхибиращ ефект. В резултат на това разграждането на мазнините се засилва и ускорява.
От всичко това следва едно просто и логично заключение. Връзката между въглехидратите иметаболизмът на мазнините е насочен само към едно - да задоволи енергийните нужди на тялото.
