Proteiny jsou vysokomolekulární organické látky, které se skládají z alfa-aminokyselin, které jsou spojeny peptidovou vazbou do jednoho řetězce. Jejich hlavní funkcí je regulační. A o tom, co a jak se projevuje, je nyní nutné podrobně vyprávět.
Popis procesu
Proteiny mají schopnost přijímat a přenášet informace. S tím je spojena jejich implementace regulace procesů probíhajících v buňkách a v celém těle jako celku.
Tato akce je reverzibilní a obvykle vyžaduje přítomnost ligandu. To je zase název chemické sloučeniny, která tvoří komplex s biomolekulami a následně vyvolává určité účinky (farmakologické, fyziologické nebo biochemické).
Je zajímavé, že vědci pravidelně objevují nové regulační proteiny. Předpokládá se, že dnes je známa pouze malá část z nich.
Proteiny, které plní regulační funkci, se dělí na odrůdy. A každý z nich stojí za to mluvit zvlášť.
Funkčníklasifikace
Je docela konvenční. Koneckonců, jeden hormon může vykonávat různé úkoly. Obecně ale regulační funkce zajišťuje pohyb buňky jejím cyklem, další transkripci, translaci, sestřih a aktivitu dalších proteinových sloučenin.
Vše se děje díky vazbě na jiné molekuly nebo díky enzymatickému působení. Mimochodem, tyto látky hrají velmi důležitou roli. Koneckonců, enzymy jako složité molekuly urychlují chemické reakce v živém organismu. A některé z nich inhibují aktivitu jiných proteinů.
Nyní můžete přejít ke studiu klasifikace druhů.
Proteiny-hormony
Ovlivňují různé fyziologické procesy a přímo metabolismus. Proteinové hormony se tvoří v žlázách s vnitřní sekrecí, poté jsou přenášeny krví za účelem přenosu informačního signálu.
Šíří se náhodně. Působí však výhradně na ty buňky, které mají specifické receptorové proteiny. Kontaktovat je mohou pouze hormony.
Pomalé procesy jsou zpravidla regulovány hormony. Patří mezi ně vývoj těla a růst jednotlivých tkání. Ale i zde existují výjimky.
Toto je adrenalin – derivát aminokyselin, hlavního hormonu dřeně nadledvin. Jeho uvolnění vyvolává působení nervového vzruchu. Srdeční frekvence se zvyšuje, krevní tlak stoupá a objevují se další reakce. Působí také na játra – vyvolává rozklad glykogenu. V důsledku toho se glukóza uvolňuje do krve a mozkusvaly jej využívají jako zdroj energie.
Receptorové proteiny
Mají také regulační funkci. Lidské tělo je ve skutečnosti složitý systém, který neustále přijímá signály z vnějšího i vnitřního prostředí. Tento princip je také pozorován v práci jejích základních buněk.
Takže například proteiny membránových receptorů přenášejí signál z povrchu strukturní elementární jednotky dovnitř a současně jej transformují. Regulují buněčné funkce vazbou na ligand umístěný na receptoru na vnější straně buňky. co se stane nakonec? Aktivuje se další protein uvnitř buňky.
Stojí za zmínku jednu důležitou nuanci. Naprostá většina hormonů ovlivňuje buňku pouze v případě, že je na její membráně určitý receptor. Může to být glykoprotein nebo jiný protein.
Lze uvést příklad – β2-adrenergní receptor. Nachází se na membráně jaterních buněk. Pokud dojde ke stresu, pak se na něj naváže molekula adrenalinu, v důsledku čehož se aktivuje β2-adrenergní receptor. Co se stane dál? Již aktivovaný receptor aktivuje G-protein, který dále připojuje GTP. Po mnoha mezikrokech dochází k fosforolýze glykogenu.
Jaký je závěr? Receptor provedl první signální akci, která vedla k rozpadu glykogenu. Ukazuje se, že bez něj by následné reakce probíhající uvnitř buňky neproběhly.
Proteiny regulující transkripci
Ještě jedentéma, které je potřeba řešit. V biologii existuje koncept transkripčního faktoru. Tak se nazývají proteiny, které mají také regulační funkci. Spočívá v řízení procesu syntézy mRNA na templátu DNA. Tomu se říká transkripce – přenos genetické informace.
Co lze říci o tomto faktoru? Protein plní regulační funkci buď samostatně, nebo ve spojení s jinými prvky. Výsledkem je snížení nebo zvýšení vazebné konstanty RNA polymerázy k regulovaným genovým sekvencím.
Trankripční faktory mají určující znak – přítomnost jedné nebo více domén DNA, které interagují se specifickými oblastmi DNA. To je důležité vědět. Koneckonců, jiné proteiny, které se také podílejí na regulaci genové exprese, postrádají domény DNA. To znamená, že je nelze klasifikovat jako transkripční faktory.
Proteinové kinázy
Když mluvíme o tom, jaké prvky plní v buňkách regulační funkci, je třeba věnovat pozornost těmto látkám. Proteinkinázy jsou enzymy, které modifikují jiné proteiny fosforylací aminokyselinových zbytků s hydroxylovými skupinami ve složení (jsou to tyrosin, threonin a serin).
Co je to za proces? Fosforylace obvykle mění nebo upravuje funkci substrátu. Aktivita enzymu se mimochodem také může změnit, stejně jako poloha proteinu v samotné buňce. Zajímavý fakt! Odhaduje se, že asi 30 % bílkovin můžebýt modifikován proteinkinázami.
A jejich chemickou aktivitu lze vysledovat odštěpením fosfátové skupiny z ATP a dalším kovalentním připojením ke zbytku jakékoli aminokyseliny. Proteinkinázy tedy mají silný vliv na buněčnou vitální aktivitu. Pokud je jejich práce narušena, mohou se vyvinout různé patologie, dokonce i některé typy rakoviny.
Proteinová fosfatáza
Při pokračování ve studiu vlastností a příkladů regulační funkce bychom měli věnovat pozornost těmto proteinům. Účinek proteinových fosfatáz je eliminace fosfátových skupin.
Co to znamená? Jednoduše řečeno, tyto prvky provádějí defosforylaci, proces, který je opakem toho, ke kterému dochází v důsledku působení proteinkináz.
Regulace spojování
Ani ji nemůžete ignorovat. Sestřih je proces, při kterém jsou z molekul RNA odstraněny určité nukleotidové sekvence a poté jsou spojeny sekvence, které jsou zachovány ve „zralé“molekule.
Jak to souvisí se studovaným tématem? V eukaryotických genech existují oblasti, které nekódují aminokyseliny. Říká se jim introny. Nejprve jsou během transkripce přepsány do pre-mRNA, poté je speciální enzym vyřízne.
Sestřihu se účastní pouze ty proteiny, které jsou enzymaticky aktivní. Pouze oni jsou schopni poskytnout požadovanou konformaci prem-RNA.
Mimochodem, stále existuje koncept alternativního spojování. Je to velmi zajímavéproces. Proteiny v něm obsažené zabraňují excizi některých intronů, ale zároveň přispívají k odstranění jiných.
Metabolismus sacharidů
Regulační funkci v těle plní mnoho orgánů, systémů a tkání. Ale protože mluvíme o bílkovinách, pak stojí za zmínku také role sacharidů, což jsou také důležité organické sloučeniny.
Toto je velmi podrobné téma. Metabolismus sacharidů jako celek představuje obrovské množství enzymatických reakcí. A jednou z možností její regulace je transformace enzymové aktivity. Toho je dosaženo díky fungujícím molekulám konkrétního enzymu. Nebo jako výsledek biosyntézy nových.
Dá se říci, že regulační funkce sacharidů je založena na principu zpětné vazby. Nejprve nadbytek substrátu, který vstupuje do buňky, vyvolá syntézu nových molekul enzymů a poté je jejich biosyntéza inhibována (ostatně k tomu vede právě akumulace metabolických produktů).
Regulace metabolismu tuků
Poslední slovo k tomu. Jelikož šlo o bílkoviny a sacharidy, pak je třeba zmínit i tuky.
Proces jejich metabolismu úzce souvisí s metabolismem sacharidů. Pokud se koncentrace glukózy v krvi zvýší, pak se rozpad triglyceridů (tuků) sníží, v důsledku čehož se aktivuje jejich syntéza. Snížení jeho množství má naopak inhibiční účinek. Výsledkem je lepší a urychlený rozklad tuků.
Z toho všeho vyplývá jednoduchý a logický závěr. Vztah mezi sacharidy ametabolismus tuků je zaměřen pouze na jednu věc – na uspokojení energetických potřeb těla.
