Tipos de proteínas, suas funções e estrutura

De acordo com a teoria de Oparin-Haldane, a vida em nosso planeta se originou de uma gota de coacervação. Era uma molécula de proteína. Ou seja, segue-se que esses compostos químicos são a base de todos os seres vivos que existem hoje. Mas quais são as estruturas protéicas? Qual o papel que desempenham hoje no corpo e na vida das pessoas? Que tipos de proteínas existem? Vamos tentar entender.

Proteínas: um conceito geral

Do ponto de vista da estrutura química, a molécula da substância em questão é uma sequência de aminoácidos unidos entre si por ligações peptídicas.

Cada aminoácido possui dois grupos funcionais:

• Carboxil-COOH;
• Grupo Amino -NH2.

É entre eles que ocorre a formação de um vínculo em diferentes moléculas. Assim, a ligação peptídica tem a forma -CO-NH. Uma molécula de proteína pode conter centenas e milhares de tais grupos, isso dependerá da substância específica. Os tipos de proteínas são muito diversos. Entre eles, existem aqueles que contêm aminoácidos que são insubstituíveis para o corpo e, portanto, devem entrar no corpo com alimentos. Existem variedades que desempenham funções importantes na membrana celular e seu citoplasma. Os catalisadores de natureza biológica também são isolados – enzimas, que também são moléculas de proteínas. Eles são amplamente utilizados e na vida do homem, e não só participam dos processos bioquímicos dos seres vivos.

O peso molecular dos compostos em questão pode variar de várias dezenas a milhões. Afinal, o número de unidades monoméricas em uma cadeia de polipéptido grande é ilimitado e depende do tipo de substância específica. A proteína na sua forma pura, em sua conformação nativa, pode ser vista ao considerar um ovo de galinha em sua forma bruta. É a substância desejada uma massa amarela, transparente, espessa e coloidal, dentro da qual a gema está localizada. O mesmo que dizer sobre o queijo cottage com baixo teor de gordura, este produto também é proteína quase pura na sua forma natural.

No entanto, nem todos os compostos considerados têm a mesma estrutura espacial. No total, quatro organizações da molécula. Tipos de estruturas proteicas determinam suas propriedades e falam sobre a complexidade da estrutura. Também é sabido que moléculas mais envolvidas espacialmente passam por um processamento completo no corpo humano e nos animais.

Tipos de estruturas protéicas

Há quatro no total. Consideremos o que cada um representa.

1. Primária. É a sequência linear usual de aminoácidos ligados por ligações peptídicas. Sem torções espaciais, sem espiral. O número de elementos polipeptídicos que entram no polipéptido pode atingir vários milhares. Tipos de proteínas com estrutura similar – glicilalanina, insulina, histonas, elastina e outros.
2. Secundário. São duas cadeias polipeptídicas que se torcem sob a forma de uma espiral e estão orientadas uma contra a outra pelas voltas formadas. Ao mesmo tempo, as ligações de hidrogênio se formam entre elas, mantendo-as juntas. Então, uma única molécula de proteína é formada. Os tipos de proteínas deste tipo são os seguintes: lisozima, pepsina e outros.
3. Conformação terciária. É uma estrutura secundária densamente compactada e compacta. Aqui existem outros tipos de interação, além de ligações de hidrogênio – esta é a interação van der Waals e as forças de atração eletrostática, contato hidrófilo-hidrofóbico. Exemplos de estruturas são albumina, fibroína, proteína de seda e outros.
4. Quaternário. A estrutura mais complexa, composta por várias cadeias polipeptídicas torcidas em uma espiral, enroladas em uma bola e combinadas em um glóbulo. Exemplos como insulina, ferritina, hemoglobina, colágeno, ilustram apenas uma conformação dessas proteínas.

Se considerarmos todas as estruturas moleculares específicas em detalhes de um ponto de vista químico, a análise levará muito tempo. De fato, quanto maior a configuração, quanto mais complexa e complicada sua estrutura, mais tipos de interações são observadas na molécula.

Desnaturação de moléculas de proteína

Uma das propriedades químicas mais importantes dos polipéptidos é a sua capacidade de degradar sob a influência de certas condições ou agentes químicos. Por exemplo, diferentes tipos de desnaturação de proteínas são generalizadas. Qual é esse processo? Consiste na destruição da estrutura nativa da proteína. Ou seja, se inicialmente a molécula possuía uma estrutura terciária, então, após a ação de agentes especiais, ela entraria em colapso. No entanto, a sequência de resíduos de aminoácidos permanece inalterada na molécula. As proteínas desnaturadas rapidamente perdem suas propriedades físicas e químicas.

Que reagentes podem levar ao processo de destruição da conformação? Existem vários desses.

1. Temperatura. Quando aquecido, a estrutura quaternária, terciária, secundária da molécula é gradualmente destruída. Visualmente, isso pode ser observado, por exemplo, ao fritar um ovo de galinha normal. A "proteína" resultante é a estrutura primária do polipéptido de albumina que estava no produto em bruto.
2. Radiação.
3. Ação de agentes químicos fortes: ácidos, álcalis, sais de metais pesados, solventes (por exemplo, álcoois, éteres, benzeno e outros).

Esse processo às vezes também é chamado de derretimento de uma molécula. Os tipos de desnaturação de proteínas dependem do agente em cuja ação ocorreu. Neste caso, em alguns casos, há um processo inverso ao considerado. É renaturação. Nem todas as proteínas são capazes de restaurar sua estrutura de volta, mas uma parte significativa delas pode fazer isso. Assim, químicos da Austrália e da América realizaram a renaturação de ovos cozidos de galinha com a ajuda de alguns reagentes e um método de centrifugação.

Este processo é importante para organismos vivos na síntese de cadeias de polipéptidos por ribossomas e ARNr em células.

Hidrólise da molécula proteica

Junto com a desnaturação, as proteínas são caracterizadas por outra propriedade química – hidrólise. É também a destruição da conformação nativa, mas não até a estrutura primária, mas completamente até aminoácidos individuais. Uma parte importante da digestão é a hidrólise protéica. Os tipos de hidrólise de polipéptidos são os seguintes.

1. Química. Baseia-se na ação de ácidos ou álcalis.
2. Biológico ou enzimático.

No entanto, a essência do processo permanece inalterada e não depende de quais tipos de hidrólise de proteínas ocorrem. Como resultado, são formados os aminoácidos, que são transportados para todas as células, órgãos e tecidos. A sua posterior transformação consiste na participação da síntese de novos polipéptidos, já aqueles que são necessários para um organismo específico.

Na indústria, o processo de hidrólise de moléculas de proteína é usado apenas para produzir os aminoácidos desejados.

Funções das proteínas no corpo

Diferentes tipos de proteínas, carboidratos e gorduras são componentes vitais para a vida normal de qualquer célula. E isso significa todo o organismo como um todo. Portanto, em muitos aspectos, seu papel é explicado pelo alto grau de significância e prevalência generalizada dentro dos seres vivos. Várias funções básicas de moléculas polipeptídicas podem ser distinguidas.

1. Catalítico. É realizada por enzimas, que possuem a natureza protéica da estrutura. Sobre eles, diremos mais tarde.
2. Estrutural. Os tipos de proteínas e suas funções no corpo afetam principalmente a estrutura da própria célula, sua forma. Além disso, os polipéptidos que desempenham este papel formam cabelo, unhas, conchas de moluscos, penas de pássaros. Eles são uma armadura específica no corpo da célula. As cartilagens também são compostas por esses tipos de proteínas. Exemplos: tubulina, queratina, actina e outros.
3. Regulatório. Esta função se manifesta na participação de polipéptidos em processos como: transcrição, tradução, ciclo celular, splicing, leitura de mRNA e outros. Em todos eles desempenham um papel importante do regulador.
4. Sinal. Esta função é realizada por proteínas localizadas na membrana celular. Eles transmitem sinais diferentes de uma unidade para outra, e isso leva à comunicação de tecidos entre eles. Exemplos: citocinas, insulina, fatores de crescimento e outros.
5. Transporte. Alguns tipos de proteínas e suas funções que executam são simplesmente vitais. Isso acontece, por exemplo, com a proteína hemoglobina. Ele transporta oxigênio da célula para a célula no sangue. Para o homem é indispensável.
6. Spare ou backup. Tais polipéptidos se acumulam em plantas e animais de óvulos como fonte de nutrição e energia adicionais. Um exemplo são globulinas.
7. Motor. Função muito importante, especialmente para os organismos e bactérias mais simples. Afinal, eles são capazes de se mover apenas com a ajuda de flagelos ou cílios. E esses organoides por sua natureza não são mais que proteínas. Exemplos de tais polipéptidos são os seguintes: miosina, actina, cinesina e semelhantes.

Obviamente, as funções das proteínas no corpo humano e outros seres vivos são muito numerosas e importantes. Isso confirma novamente que, sem as conexões que estamos considerando, a vida em nosso planeta é impossível.

Função protetora das proteínas

Os polipéptidos podem proteger contra vários efeitos: químicos, físicos, biológicos. Por exemplo, se um organismo é ameaçado com um vírus ou uma bactéria com uma natureza alienígena, então as imunoglobulinas (anticorpos) entram em batalha com eles, desempenhando um papel protetor.

Se falamos de efeitos físicos, um papel importante é desempenhado, por exemplo, pela fibrina e fibrinogênio, que estão envolvidos na coagulação do sangue.

Alimentos proteicos

Os tipos de proteína alimentar são os seguintes:

• Full-fledged – aqueles que contêm todos os aminoácidos necessários para o corpo;
• Inferior – aqueles em que a composição parcial de aminoácidos está localizada.

No entanto, para o corpo humano, ambos são importantes. Especialmente o primeiro grupo. Todos, especialmente durante períodos de desenvolvimento intenso (infância e adolescência) e puberdade, devem manter um nível constante de proteínas em si mesmos. Afinal, já examinamos as funções que essas moléculas surpreendentes realizam, e sabemos que praticamente nenhum processo, nenhuma reação bioquímica dentro de nós pode fazer sem a participação de polipéptidos.

É por isso que todos os dias você precisa consumir a norma diária das proteínas, que estão contidas nos seguintes produtos:

• Ovo;
• Leite;
• Queijo cottage;
• Carne e peixe;
• Feijão;
• Soja;
• Feijão;
• Amendoins;
• Trigo;
• Aveia;
• Lentilhas e outros.

Se você consumir 0,6 g de polipéptido por dia por quilograma de peso por dia, então uma pessoa nunca terá escassez desses compostos. Se, por um longo tempo, o corpo não possui as proteínas necessárias, então vem uma doença chamada fome de aminoácidos. Isso leva a uma forte interrupção do metabolismo e, como conseqüência, a muitas outras doenças.

Proteínas em uma gaiola

Dentro da menor unidade estrutural de todos os seres vivos – células – também existem proteínas. E eles executam quase todas as funções acima. Em primeiro lugar, é formado um citoesqueleto de uma célula que consiste de microtúbulos, microfilamentos. Ele serve para manter a forma, bem como para o transporte dentro das organelas. Nas moléculas de proteína, como através de canais ou trilhos, vários íons e compostos se movem.

Papel importante das proteínas imersas na membrana e localizadas na sua superfície. Aqui, ambas as funções de receptor e sinal funcionam, participam da construção da própria membrana. Estão de guarda e, portanto, desempenham um papel protetor. Quais tipos de proteínas na célula podem ser atribuídas a este grupo? Há muitos exemplos, nós damos alguns.

1. Actin e miosina.
2. Elastin.
3. Queratina.
4. Colágeno.
5. Tubulina.
6. Hemoglobina.
7. Insulina.
8. Transcobalamin.
9. Transferrina.
10. Albumina.

No total, existem várias centenas de diferentes tipos de proteínas que se movem constantemente para dentro de cada célula.

Tipos de proteínas no corpo

Eles, é claro, uma grande variedade. Se você tentar de alguma forma dividir todas as proteínas existentes em grupos, então essa classificação pode acabar.

1. Proteínas globulares. Estes são aqueles que são representados por uma estrutura terciária, ou seja, um glóbulo bem embalado. Exemplos de tais estruturas são: imunoglobulinas, uma parte significativa das enzimas, muitos hormônios.
2. Proteínas fibrilares. Eles são segmentos estritamente ordenados que possuem a simetria espacial correta. Este grupo inclui proteínas com uma estrutura primária e secundária. Por exemplo, queratina, colágeno, tropomiosina, fibrinogênio.

Em geral, é possível tomar como base muitas características para a classificação das proteínas encontradas no corpo. Single, mas não existe.

Enzimas

Catálogos biológicos da natureza proteica, que aceleram grandemente todos os processos bioquímicos em andamento. O metabolismo normal é simplesmente impossível sem estes compostos. Todos os processos de síntese e decomposição, montagem de moléculas e sua replicação, tradução e transcrição, e outros são realizados sob a influência de um tipo específico de enzima. Exemplos dessas moléculas são:

• Oxidoreuctase;
• Transferência;
• Catalase;
• Hidrolases;
• Isomerase;
• Lyases e outros.

Hoje, as enzimas são usadas na vida cotidiana. Assim, ao fabricar pós detergentes, as chamadas enzimas são freqüentemente usadas – estes são catalisadores biológicos. Eles melhoram a qualidade da lavagem sob as condições de temperatura especificadas. Ligar facilmente a partículas de sujeira e removê-las da superfície dos tecidos.

No entanto, devido à natureza da proteína, as enzimas não toleram água muito quente ou a proximidade de drogas alcalinas ou ácidas. Neste caso, ocorrerá um processo de desnaturação.