Известен философ веднъж каза: "Животът е форма на съществуване на протеинови тела." И беше напълно прав, защото именно това органично вещество е в основата на повечето организми. Белтъкът с кватернерна структура има най-сложната структура и уникални свойства. Нашата статия ще бъде посветена на него. Ще разгледаме и структурата на протеиновите молекули.
Какво е органична материя
Голяма група органични вещества е обединена от едно общо свойство. Те са съставени от няколко химични елемента. Те се наричат органични. Това са водород, кислород, въглерод и азот. Те образуват органични вещества.
Друга обща черта е, че всички те са биополимери. Това са големи макромолекули. Те са съставени от голям брой повтарящи се единици, наречени мономери. За въглехидратите това са монозахариди, за липиди глицерол и мастни киселини. Но ДНК и РНК са изградени от нуклеотиди.
Химическиструктура на протеините
Протеиновите мономери са аминокиселини, всяка от които има своя собствена химическа структура. Този мономер се основава на въглероден атом, той образува четири връзки. Първият от тях - с водороден атом. А вторият и третият, съответно, се образуват с амино и карбоксова група. Те определят не само структурата на биополимерните молекули, но и техните свойства. Последната група в една аминокиселинна молекула се нарича радикал. Това е точно групата от атоми, в която всички мономери се различават един от друг, което причинява огромно разнообразие от протеини и живи същества.
Структура на протеинова молекула
Една от характеристиките на тези органични продукти е, че те могат да съществуват на различни нива на организация. Това е първичната, вторичната, третичната, четвъртичната структура на протеина. Всеки от тях има определени свойства и качества.
Първична структура
Тази протеинова структура е най-простата по структура. Това е верига от аминокиселини, свързани с пептидни връзки. Те се образуват между амино и карбоксилните групи на съседните молекули.
Вторична структура
Когато верига от аминокиселини се навива в спирала, се образува вторичната структура на протеина. Връзката в такава молекула се нарича водород и нейните атоми образуват същите елементи във функционалните групи на аминокиселините. В сравнение с пептидите, те имат много по-малко сила, но са в състояние да задържат тази структура.
Третична структура
Но следващата структура е топка, в която е усукана спирала от аминокиселини. Нарича се още глобула. Той съществува благодарение на връзките, които възникват между остатъците само на определена аминокиселина - цистеин. Те се наричат дисулфиди. Тази структура също се поддържа от хидрофобни и електростатични връзки. Първите са резултат от привличането между аминокиселините във водната среда. При такива условия техните хидрофобни остатъци на практика се "слепват", образувайки глобула. Освен това аминокиселинните радикали имат противоположни заряди, които се привличат един друг. Това води до допълнителни електростатични връзки.
Протеин с кватернерна структура
Кватернерната структура на протеина е най-сложната. Това е резултат от сливането на няколко глобули. Те могат да се различават както по химичен състав, така и по пространствена организация. Ако протеин с кватернерна структура се образува само от аминокиселинни остатъци, това е просто. Такива биополимери се наричат още протеини. Но ако към тези молекули са прикрепени небелтъчни компоненти, се появяват протеини. Най-често това е комбинация от аминокиселини с въглехидрати, остатъци от нуклеинови и фосфорни киселини, липиди, отделни атоми на желязо и мед. В природата са известни и комплекси от протеини с естествени оцветяващи вещества - пигменти. Тази структура на протеиновите молекули е по-сложна.
Пространствената форма на кватернерната структура на протеин еопределяне на неговите свойства. Учените са открили, че нишковидните или фибриларните биополимери не се разтварят във вода. Те изпълняват основни функции за живите организми. По този начин мускулните протеини актин и миозин осигуряват движение, а кератинът е в основата на човешката и животинската коса. Сферичните или глобуларните протеини с кватернерна структура са силно разтворими във вода. Тяхната роля в природата е различна. Такива вещества са способни да транспортират газове като кръвен хемоглобин, да разграждат храната като пепсин или да изпълняват защитна функция като антитела.
Протеинови свойства
Кватернерен протеин, особено кълбовиден, може да промени структурата си. Този процес протича под влиянието на различни фактори. Най-често това са високи температури, концентрирани киселини или тежки метали.
Ако една протеинова молекула се развие до верига от аминокиселини, това свойство се нарича денатурация. Този процес е обратим. Тази структура е в състояние да образува отново глобули от молекули. Този обратен процес се нарича ренатурация. Ако молекулите на аминокиселините се отдалечат една от друга и пептидните връзки се разрушат, настъпва разграждане. Този процес е необратим. Такъв протеин не може да бъде възстановен. Унищожаването беше извършено от всеки от нас, когато пържехме яйца.
По този начин кватернерната структура на протеин е видът на връзката, която се образува в дадена молекула. Той е достатъчно силен, но под влияние на определени фактори може да се срине.
