Slavný filozof kdysi řekl: "Život je formou existence proteinových těl." A měl naprostou pravdu, protože právě tato organická látka je základem většiny organismů. Protein kvartérní struktury má nejsložitější strukturu a jedinečné vlastnosti. Náš článek mu bude věnován. Budeme také uvažovat o struktuře molekul bílkovin.
Co je organická hmota
Velkou skupinu organických látek spojuje jedna společná vlastnost. Skládají se z několika chemických prvků. Říká se jim organické. Jsou to vodík, kyslík, uhlík a dusík. Tvoří organické látky.
Dalším společným znakem je, že všechny jsou biopolymery. Jedná se o velké makromolekuly. Jsou tvořeny velkým počtem opakujících se jednotek nazývaných monomery. U sacharidů jsou to monosacharidy, u lipidů glycerol a mastné kyseliny. Ale DNA a RNA se skládají z nukleotidů.
Chemickýstruktura bílkovin
Proteinové monomery jsou aminokyseliny, z nichž každá má svou vlastní chemickou strukturu. Tento monomer je založen na atomu uhlíku, tvoří čtyři vazby. První z nich - s atomem vodíku. A druhá a třetí jsou tvořeny aminoskupinou a karboxskupinou. Určují nejen strukturu molekul biopolymerů, ale také jejich vlastnosti. Poslední skupina v molekule aminokyseliny se nazývá radikál. To je přesně ta skupina atomů, ve kterých se všechny monomery od sebe liší, což způsobuje obrovské množství proteinů a živých bytostí.
Struktura molekuly proteinu
Jednou z charakteristik těchto organických látek je, že mohou existovat na různých úrovních organizace. Toto je primární, sekundární, terciární, kvartérní struktura proteinu. Každý z nich má určité vlastnosti a kvality.
Primární struktura
Tato proteinová struktura má nejjednodušší strukturu. Je to řetězec aminokyselin spojených peptidovými vazbami. Vznikají mezi aminoskupinami a karboxyskupinami sousedních molekul.
Sekundární struktura
Když se řetězec aminokyselin stočí do šroubovice, vytvoří se sekundární struktura proteinu. Vazba v takové molekule se nazývá vodík a její atomy tvoří stejné prvky ve funkčních skupinách aminokyselin. Ve srovnání s peptidy mají mnohem menší sílu, ale jsou schopny udržet tuto strukturu.
Terciární struktura
Ale další struktura je koule, do které je stočena spirála aminokyselin. Říká se jí také globule. Existuje díky vazbám, které vznikají mezi zbytky pouze určité aminokyseliny – cysteinu. Říká se jim disulfidy. Tato struktura je také podporována hydrofobními a elektrostatickými vazbami. První z nich jsou výsledkem přitažlivosti mezi aminokyselinami ve vodním prostředí. Za takových podmínek se jejich hydrofobní zbytky prakticky „slepí dohromady“a vytvoří globuli. Kromě toho mají aminokyselinové radikály opačné náboje, které se navzájem přitahují. To má za následek další elektrostatické vazby.
Protein kvartérní struktury
Kvartérní struktura proteinu je nejsložitější. Je to výsledek sloučení několika globulí. Mohou se lišit jak chemickým složením, tak prostorovou organizací. Pokud je protein kvartérní struktury tvořen pouze z aminokyselinových zbytků, je to jednoduché. Takové biopolymery se také nazývají proteiny. Ale pokud jsou k těmto molekulám připojeny neproteinové složky, objeví se proteiny. Nejčastěji se jedná o kombinaci aminokyselin se sacharidy, zbytky nukleových a fosforečných kyselin, lipidy, jednotlivé atomy železa a mědi. V přírodě jsou známy i komplexy proteinů s přírodními barvivy - pigmenty. Tato struktura molekul bílkovin je složitější.
Prostorová forma kvartérní struktury proteinu jedefinování jeho vlastností. Vědci zjistili, že vláknité nebo fibrilární biopolymery se ve vodě nerozpouštějí. Pro živé organismy plní základní funkce. Pohyb tedy zajišťují svalové bílkoviny aktin a myosin a keratin je základem lidské a zvířecí srsti. Sférické nebo globulární proteiny kvartérní struktury jsou vysoce rozpustné ve vodě. Jejich role v přírodě je odlišná. Takové látky jsou schopny transportovat plyny, jako je krevní hemoglobin, rozkládat potravu jako pepsin nebo plnit ochrannou funkci jako protilátky.
Proteinové vlastnosti
Kvartérní protein, zejména globulární, může změnit svou strukturu. K tomuto procesu dochází pod vlivem různých faktorů. Nejčastěji se jedná o vysoké teploty, koncentrované kyseliny nebo těžké kovy.
Pokud se molekula proteinu rozvine do řetězce aminokyselin, tato vlastnost se nazývá denaturace. Tento proces je reverzibilní. Tato struktura je schopna opět tvořit globule molekul. Tento obrácený proces se nazývá renaturace. Pokud se molekuly aminokyselin od sebe vzdálí a peptidové vazby se přeruší, dojde k degradaci. Tento proces je nevratný. Takový protein nelze obnovit. Zničení provedl každý z nás, když jsme smažili vejce.
Kvartérní struktura proteinu je tedy typem vazby, která se tvoří v dané molekule. Je dostatečně pevný, ale pod vlivem určitých faktorů se může zhroutit.
