Բարդ սպիտակուցը, բացի բուն սպիտակուցային բաղադրիչից, պարունակում է այլ բնույթի լրացուցիչ խումբ (պրոթեզ): Ածխաջրերը, լիպիդները, մետաղները, ֆոսֆորաթթվի մնացորդները, նուկլեինաթթուները գործում են որպես այս բաղադրիչ: Այս հոդվածը ձեզ կպատմի, թե ինչպես են պարզ սպիտակուցները տարբերվում բարդից, ինչ տեսակների են բաժանվում այդ նյութերը և որոնք են դրանց առանձնահատկությունները: Դիտարկվող նյութերի հիմնական տարբերությունը դրանց բաղադրությունն է։
Բարդ սպիտակուցներ. սահմանում
Սրանք երկու բաղադրիչ նյութեր են, որոնք ներառում են պարզ սպիտակուց (պեպտիդային շղթաներ) և ոչ սպիտակուցային նյութ (պրոթեզային խումբ): Դրանց հիդրոլիզի գործընթացում առաջանում են ամինաթթուներ, ոչ սպիտակուցային մաս և քայքայվող մթերքներ։ Ինչպե՞ս են պարզ սպիտակուցները տարբերվում բարդից: Առաջինները բաղկացած են միայն ամինաթթուներից:
Բարդ սպիտակուցների դասակարգում և բնութագրում
Այս նյութերը բաժանվում են տեսակների՝ կախված լրացուցիչ խմբի տեսակից։ Դեպի բարդույթսպիտակուցները ներառում են՝
- Գլիկոպրոտեինները սպիտակուցներ են, որոնց մոլեկուլները պարունակում են ածխաջրերի մնացորդ: Դրանցից առանձնանում են պրոտեոգլիկանները (միջբջջային տարածության բաղադրիչներ), որոնք իրենց կառուցվածքում ներառում են մուկոպոլիսաքարիդներ։ Գլիկոպրոտեինները ներառում են իմունոգոլոբուլիններ:
- Լիպոպրոտեինները ներառում են լիպիդային բաղադրիչ: Դրանք ներառում են ապոլիպոպրոտեիններ, որոնք կատարում են լիպիդային տրանսպորտ ապահովելու գործառույթը։
- Մետալոպրոտեինները պարունակում են մետաղական իոններ (պղինձ, մանգան, երկաթ և այլն), որոնք կապված են դոնոր-ընդունիչ փոխազդեցության միջոցով: Այս խումբը չի ներառում հեմ սպիտակուցները, որոնք ներառում են երկաթի հետ պրոֆիրին օղակի միացություններ և կառուցվածքով դրանց նման միացություններ (մասնավորապես քլորոֆիլ):
- Նուկլեոպրոտեինները սպիտակուցներ են, որոնք ունեն ոչ կովալենտային կապ նուկլեինաթթուների հետ (ԴՆԹ, ՌՆԹ): Դրանք ներառում են քրոմատինը, որը քրոմոսոմների բաղադրիչն է:
- 5. Ֆոսֆոպրոտեինները, որոնք ներառում են կազեինը (կաթնաշոռի բարդ պրոտեին), ներառում են կովալենտային կապակցված ֆոսֆորաթթվի մնացորդներ։
Քրոմոպրոտեինները միավորվում են պրոթեզային բաղադրիչի գույնով։ Այս դասը ներառում է հեմ սպիտակուցներ, քլորոֆիլներ և ֆլավոպրոտեիններ:
Գլիկոպրոտեինների և պրոտեոգլիկանների առանձնահատկությունները
Այս սպիտակուցները բարդ նյութեր են։ Պրոտեոգլիկանները պարունակում են մեծ քանակությամբ ածխաջրեր (80-85%), սովորական գլիկոպրոտեիններում՝ 15-20%: Ուրոնաթթուները առկա են միայն պրոտեոգլիկանի մոլեկուլում, դրանց ածխաջրերը բնութագրվում են կանոնավոր կառուցվածքով՝ կրկնվող միավորներով։ Ո՞րն է բարդ գլիկոպրոտեինների կառուցվածքը և գործառույթը: Նրանց ածխաջրային շղթաները ներառում են ընդամենը 15 օղակ և անկանոն են:կառուցվածքը։ Գլիկոպրոտեինների կառուցվածքում ածխաջրերի միացումը սպիտակուցային բաղադրիչի հետ սովորաբար իրականացվում է ամինաթթուների մնացորդների միջոցով, ինչպիսիք են սերինը կամ ասպարգինը:
Գլիկոպրոտեինների գործառույթները.
- Դրանք բակտերիաների բջջային պատի, շարակցական ոսկրերի և աճառի մի մասն են, շրջապատում են կոլագենի և էլաստինի մանրաթելերը:
- Խաղացեք պաշտպանիչ դեր: Օրինակ՝ հակամարմինները, ինտերֆերոնները, արյան մակարդման գործոնները (պրոթրոմբին, ֆիբրինոգեն) ունեն այս կառուցվածքը։
- ընկալիչներ են, որոնք փոխազդում են էֆեկտորի՝ ոչ սպիտակուցային ոչ մեծ մոլեկուլի հետ: Վերջինս, միանալով սպիտակուցին, հանգեցնում է նրա կոնֆորմացիայի փոփոխության, ինչը հանգեցնում է որոշակի ներբջջային արձագանքի։
- Կատարել հորմոնալ ֆունկցիա. Գլիկոպրոտեինները ներառում են գոնադոտրոպ, ադրենոկորտիկոտրոպ և վահանաձև գեղձը խթանող հորմոններ։
- Նյութերը արյան մեջ և իոնները տեղափոխում են բջջային թաղանթով (տրանսֆերին, տրանսկորտին, ալբումին, Na+, K+ -ATPase):
Գլիկոպրոտեինի ֆերմենտները ներառում են խոլինէսթերազը և նուկլեազը:
Ավելին պրոտեոգլիկանների մասին
Սովորաբար, բարդ սպիտակուցային պրոտեոգլիկանն իր կառուցվածքում ներառում է ածխաջրային մեծ շղթաներ՝ կրկնվող դիսաքարիդային մնացորդներով, որոնք բաղկացած են ինչ-որ ուրոնաթթվից և ամինաշաքարից: Օլիգո- կամ պոլիսախարիդային շղթաները կոչվում են գլիկաններ: Առաջինը սովորաբար պարունակում է 2-10 մոնոմերային միավոր։
Կախված ածխաջրային շղթաների կառուցվածքից՝ առանձնանում են դրանց տարբեր տեսակներ, օրինակ՝ թթու.հետերոպոլիսաքարիդներ՝ մեծ քանակությամբ թթվային խմբերով կամ գլիկոզամինոգլիկաններով, ներառյալ ամինային խմբերը: Վերջիններս ներառում են՝
- Հիալուրոնաթթու, որն ակտիվորեն օգտագործվում է կոսմետոլոգիայում։
- Հեպարին, որը կանխում է արյան մակարդումը։
- Կերատան սուլֆատները աճառի և եղջերաթաղանթի բաղադրիչներն են:
- Քոնդրոյտինի սուլֆատները աճառի և սինովիալ հեղուկի մի մասն են։
Այս պոլիմերները պրոտեոգլիկանների բաղադրիչներ են, որոնք լրացնում են միջբջջային տարածությունը, պահպանում են ջուրը, յուղում են հոդերի շարժվող մասերը և հանդիսանում են դրանց կառուցվածքային բաղադրիչները։ Պրոտեոգլիկանների հիդրոֆիլությունը (ջրում լավ լուծելիությունը) թույլ է տալիս նրանց միջբջջային տարածության մեջ խոչընդոտ ստեղծել խոշոր մոլեկուլների և միկրոօրգանիզմների համար։ Նրանց օգնությամբ ստեղծվում է դոնդողանման մատրիցա, որի մեջ ընկղմված են այլ կարևոր սպիտակուցների մանրաթելեր, ինչպիսիք են կոլագենը։ Նրա թելերը պրոտեոգլիկան միջավայրում ունեն ծառի ձև:
Լիպոպրոտեինների առանձնահատկությունները և տեսակները
Բարդ սպիտակուցային լիպոպրոտեինն ունի հստակ սահմանված երկակի հիդրոֆիլ և հիդրոֆոբ բնույթ: Մոլեկուլի միջուկը (հիդրոֆոբ մասը) ձևավորվում է ոչ բևեռ խոլեստերինի էսթերներից և տրիացիլգլիցերիդներից։
Դուրս հիդրոֆիլ գոտում են սպիտակուցային մասը, ֆոսֆոլիպիդները, խոլեստերինը։ Գոյություն ունեն լիպոպրոտեինների մի քանի տեսակներ՝ կախված դրանց կառուցվածքից:
Լիպոպրոտեինների հիմնական դասերը՝
- Բարձր խտության բարդ պրոտեին (HDL, α-լիպոպրոտեիններ): Խոլեստերինը տեղափոխում է լյարդ և ծայրամասային հյուսվածքներ։
- Ցածր խտություն (LDL, β-լիպոպրոտեիններ): Բացառությամբխոլեստերինը տեղափոխվում է տրիացիլգլիցերիդների և ֆոսֆոլիպիդների միջոցով:
- Շատ ցածր խտություն (VLDL, նախա-β-լիպոպրոտեիններ): Կատարեք LDL-ի նման գործառույթ։
- Chylomicrons (XM): Ուտելուց հետո ճարպաթթուները և խոլեստերինը տեղափոխեք աղիքներից:
Աթերոսկլերոզի նման անոթային պաթոլոգիան առաջանում է արյան մեջ տարբեր տեսակի լիպոպրոտեինների ոչ ճիշտ հարաբերակցության արդյունքում։ Ըստ կազմի բնութագրերի՝ կարելի է առանձնացնել ֆոսֆոլիպիդների կառուցվածքի մի քանի միտումներ (HDL-ից մինչև քիլոմիկրոններ)՝ սպիտակուցի (80-ից 10%) և ֆոսֆոլիպիդների համամասնության նվազում, տրիացիլգլիցերիդների տոկոսի ավելացում (20-ից մինչև 90%)։
Մետաղոպրոտեինների մեջ կան շատ կարևոր ֆերմենտներ
Մետալոպրոտեինը կարող է ներառել մի քանի մետաղների իոններ: Նրանց առկայությունը ազդում է սուբստրատի կողմնորոշման վրա ֆերմենտի ակտիվ (կատալիտիկ) վայրում: Մետաղական իոնները տեղայնացված են ակտիվ տեղում և կարևոր դեր են խաղում կատալիտիկ ռեակցիայի մեջ։ Հաճախ իոնը գործում է որպես էլեկտրոն ընդունող։
Ֆերմենտային մետալոպրոտեինների կառուցվածքում պարունակվող մետաղների օրինակներ.
- Պղինձը ներառված է ցիտոքրոմ օքսիդազի բաղադրության մեջ, որը հեմի հետ պարունակում է այս մետաղի իոնը։ Ֆերմենտը մասնակցում է ATP-ի ձևավորմանը շնչառական շղթայի գործողության ընթացքում։
- Երկաթը պարունակում է այնպիսի ֆերմենտներ, ինչպիսին է ֆերիտինը, որը կատարում է բջջում երկաթի նստեցման գործառույթը; տրանսֆերին - արյան մեջ երկաթի կրող; կատալազը պատասխանատու է ջրածնի պերօքսիդի չեզոքացման ռեակցիայի համար:
- Ցինկը մետաղի հատկանիշ էալկոհոլային դեհիդրոգենազը, որը ներգրավված է էթիլային և նմանատիպ սպիրտների օքսիդացման մեջ. lactate dehydrogenase - ֆերմենտ կաթնաթթվի նյութափոխանակության մեջ; ածխածնային անհիդրազ, որը կատալիզացնում է ածխաթթվի ձևավորումը CO2 և H2O; ալկալային ֆոսֆատազ, որն իրականացնում է ֆոսֆորաթթվի էսթերների հիդրոլիտիկ ճեղքումը տարբեր միացություններով. α2-մակրոգլոբուլինը արյան հակապրոտեզերային սպիտակուց է:
- Սելենը թիրոպերօքսիդազի մի մասն է, որը մասնակցում է վահանաձև գեղձի հորմոնների ձևավորմանը; գլուտատիոն պերօքսիդազ, որն իրականացնում է հակաօքսիդանտ ֆունկցիա։
- Կալցիումը բնորոշ է α-ամիլազի կառուցվածքին, որը ֆերմենտ է օսլայի հիդրոլիտիկ տարրալուծման համար:
Ֆոսֆոպրոտեիններ
Ի՞նչ է ներառված ֆոսֆոպրոտեինների բարդ սպիտակուցների մեջ: Այս կատեգորիան բնութագրվում է ֆոսֆատային խմբի առկայությամբ, որը կապված է սպիտակուցային մասի հետ հիդրոքսիլով ամինաթթուների միջոցով (տիրոզին, սերին կամ թրեոնին): Ո՞րն է ֆոսֆորական թթվի գործառույթը սպիտակուցի կառուցվածքում: Այն փոխում է մոլեկուլի կառուցվածքը, նրան լիցքավորում, բարձրացնում է լուծելիությունը, ազդում սպիտակուցի հատկությունների վրա։ Ֆոսֆոպրոտեինների օրինակներ են կաթի կազեինը և ձվի ալբումինը, սակայն ֆերմենտները հիմնականում պատկանում են բարդ սպիտակուցների այս կատեգորիային:
Ֆոսֆատային խումբը կարևոր ֆունկցիոնալ դեր է խաղում, քանի որ շատ սպիտակուցներ մշտապես կապված չեն դրան: Բջջում անընդհատ տեղի են ունենում ֆոսֆորիլացման և դեֆոսֆորիլացման գործընթացներ։ Արդյունքում կատարվում է սպիտակուցների աշխատանքի կարգավորում։ Օրինակ, եթե հիստոնները նուկլեինաթթուների հետ կապված սպիտակուցներ են, դրանք անցնում ենվերածվում է ֆոսֆորիլացված վիճակի, ապա մեծանում է գենոմի (գենետիկական նյութի) ակտիվությունը։ Այնպիսի ֆերմենտների ակտիվությունը, ինչպիսիք են գլիկոգեն սինթազը և գլիկոգեն ֆոսֆորիլազը, կախված է ֆոսֆորիլացումից:
Nucleoproteins
Նուկլեոպրոտեինները սպիտակուցներ են, որոնք կապված են նուկլեինաթթուների հետ: Դրանք գենետիկական նյութի պահպանման և կարգավորման անբաժանելի մասն են կազմում, ռիբոսոմների աշխատանքը, որոնք կատարում են սպիտակուցի սինթեզի ֆունկցիա։ Վիրուսների կյանքի ամենապարզ ձևերը կարելի է անվանել ռիբո- և դեզօքսիռիբոնուկլեոպրոտեիններ, քանի որ դրանք կազմված են գենետիկական նյութից և սպիտակուցներից:
Ինչպե՞ս են փոխազդում դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն (ԴՆԹ) և հիստոնները: Քրոմատինում առանձնանում են ԴՆԹ-ի հետ կապված 2 տեսակի սպիտակուցներ (հիստոն և ոչ հիստոն)։ Առաջինները ներգրավված են ԴՆԹ խտացման սկզբնական փուլում: Նուկլեինաթթվի մոլեկուլը փաթաթվում է սպիտակուցների շուրջ՝ ձևավորելով նուկլեոսոմներ։ Ստացված թելը նման է ուլունքներին, դրանք կազմում են գերոլորված կառուցվածք (քրոմատինային ֆիբրիլ) և գերոլոր (միջֆազային քրոմոնեմա)։ Հիստոնային սպիտակուցների և ավելի բարձր մակարդակի սպիտակուցների գործողության շնորհիվ այն ապահովվում է ԴՆԹ-ի չափերի հազարավոր անգամների կրճատմամբ: Բավական է համեմատել քրոմոսոմների չափերը և նուկլեինաթթվի երկարությունը՝ սպիտակուցների կարևորությունը գնահատելու համար (համապատասխանաբար 6-9 սմ և 10-6 մկմ):
Ինչ են քրոմպրոտեինները
Քրոմոպրոտեինները պարունակում են շատ բազմազան խմբեր, որոնք ունեն միայն մեկ ընդհանուր բան՝ պրոթեզային բաղադրիչում գույնի առկայությունը: Այս կատեգորիայի բարդ սպիտակուցները բաժանվում են՝ հեմոպրոտեիններ (կառուցվածքում պարունակում են հեմ), ցանցաթաղանթի սպիտակուցներ (վիտամին A), ֆլավոպրոտեիններ (վիտամին B2),կոբամիդի սպիտակուցներ (վիտամին B12).
Հեմոպրոտեինները ըստ իրենց ֆունկցիաների դասակարգվում են ոչ ֆերմենտային (հեմոգլոբին և միոգլոբին սպիտակուց) և ֆերմենտների (ցիտոքրոմներ, կատալազ, պերօքսիդազ):
Ֆլավոպրոտեինները որպես պրոթեզային բաղադրիչ պարունակում են վիտամին B2 ֆլավին մոնոնուկլեոտիդ (FMN) կամ ֆլավին ադենին դինուկլեոտիդ (FAD): Այս ֆերմենտները ներգրավված են նաև ռեդոքս փոխակերպումների մեջ: Դրանք ներառում են օքսիդորեդուկտազներ։
Ի՞նչ են ցիտոքրոմները:
Ինչպես նկարագրված է վերևում, հեմը կազմված է պորֆիրինից: Դրա կառուցվածքը ներառում է 4 պիրոլի օղակներ և գունավոր երկաթ։ Հեմի ֆերմենտների հատուկ խումբը՝ ցիտոքրոմները, որոնք տարբերվում են ամինաթթուների բաղադրությամբ և պեպտիդային շղթաների քանակով, մասնագիտացված են ռեդոքս ռեակցիաների իրականացման մեջ, որոնք ապահովում են էլեկտրոնների փոխանցումը շնչառական շղթայում։ Այս ֆերմենտները մասնակցում են միկրոսոմային օքսիդացմանը՝ քսենոբիոտիկների կենսատրանսֆորմացիայի սկզբնական ռեակցիաներին, որոնք հանգեցնում են դրանց չեզոքացմանը և բազմաթիվ էկզոգեն և էկզոգեն նյութերի փոխանակմանը, օրինակ՝ ստերոիդներին, հագեցած ճարպաթթուներին:
Պրոթեզավորման խմբի ազդեցությունը
Բարդ սպիտակուցների մաս կազմող պրոթեզային խումբը ազդում է դրա հատկությունների վրա՝ փոխում է լիցքը, լուծելիությունը, ջերմապլաստիկությունը։ Օրինակ, նման ազդեցություն ունեն ֆոսֆորաթթվի մնացորդները կամ մոնոսաքարիդները։ Բարդ սպիտակուցի բաղադրության մեջ ընդգրկված ածխաջրային մասը պաշտպանում է այն պրոտեոլիզից (քայքայումը հիդրոլիզի գործընթացի արդյունքում), ազդում է բջջի միջով մոլեկուլների ներթափանցման վրա։թաղանթ, դրանց արտազատում և տեսակավորում։ Լիպիդային բեկորը թույլ է տալիս ստեղծել սպիտակուցային ուղիներ՝ վատ ջրում լուծվող (ջրաֆոբ) միացությունների տեղափոխման համար:
Բարդ սպիտակուցների կառուցվածքը և գործառույթները լիովին կախված են պրոթեզավորման խմբից: Օրինակ՝ հեմոգլոբինում առկա երկաթ պարունակող հեմը կապում է թթվածինն ու ածխաթթու գազը։ Հիստոնների, պրոտամինների ԴՆԹ-ի կամ ՌՆԹ-ի հետ փոխազդեցության արդյունքում ձևավորված նուկլեոպրոտեինների շնորհիվ գենետիկական նյութը պաշտպանված է, կոմպակտ պահպանվում, իսկ ՌՆԹ-ն կապվում է սպիտակուցի սինթեզի ժամանակ։ Նուկլեոպրոտեինները սպիտակուցների և նուկլեինաթթուների կայուն համալիրներ են։
Եզրակացություն
Այսպիսով, բարդ սպիտակուցները մարմնում կատարում են գործառույթների լայն շրջանակ: Հետևաբար, մակրո և միկրոէլեմենտների ընդունումը այնքան կարևոր է առողջության պահպանման համար: Մետաղները շատ ֆերմենտների մի մասն են: Իմանալով կենսաքիմիան, ձեր առողջության առանձնահատկությունները և բնակության վայրի էկոլոգիական վիճակը՝ կարող եք հարմարեցնել ձեր սննդակարգը։ Օրինակ՝ հատկացնել տարածքներ, որոնք բնութագրվում են ցանկացած տարրի դեֆիցիտով։ Սննդակարգում դրա հավելյալ ներմուծումը հավելումների տեսքով թույլ է տալիս լրացնել պակասը։
