โปรตีนเชิงซ้อน นอกเหนือไปจากส่วนประกอบของโปรตีนเองแล้ว ยังมีกลุ่มที่มีลักษณะแตกต่างกันออกไป (เทียม) คาร์โบไฮเดรต ลิปิด โลหะ กรดฟอสฟอริก กรดนิวคลีอิก ทำหน้าที่เป็นส่วนประกอบนี้ บทความนี้จะบอกคุณว่าโปรตีนอย่างง่ายแตกต่างจากโปรตีนที่ซับซ้อนอย่างไร สารเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทใด และคุณสมบัติของโปรตีนเหล่านี้คืออะไร ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสารที่พิจารณาคือองค์ประกอบของมัน
โปรตีนที่ซับซ้อน: คำจำกัดความ
สารเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสององค์ประกอบ ซึ่งรวมถึงโปรตีนอย่างง่าย (สายเปปไทด์) และสารที่ไม่ใช่โปรตีน (กลุ่มเทียม) ในกระบวนการไฮโดรไลซิสของพวกมันจะเกิดกรดอะมิโนส่วนที่ไม่ใช่โปรตีนและผลิตภัณฑ์ที่สลายตัว โปรตีนอย่างง่ายแตกต่างจากโปรตีนที่ซับซ้อนอย่างไร? อดีตประกอบด้วยกรดอะมิโนเท่านั้น
การจำแนกและจำแนกลักษณะของโปรตีนที่ซับซ้อน
สารเหล่านี้แบ่งออกเป็นประเภทขึ้นอยู่กับประเภทของกลุ่มเพิ่มเติม ซับซ้อนโปรตีน ได้แก่
- ไกลโคโปรตีนคือโปรตีนที่โมเลกุลประกอบด้วยคาร์โบไฮเดรตตกค้าง ในหมู่พวกเขา proteoglycans (ส่วนประกอบของช่องว่างระหว่างเซลล์) มีความโดดเด่นซึ่งรวมถึง mucopolysaccharides ในโครงสร้างของพวกเขา ไกลโคโปรตีนรวมถึงอิมมูโนโกลบูลิน
- ไลโปโปรตีนมีส่วนประกอบของไขมัน ซึ่งรวมถึงอะโพลิโพโปรตีนซึ่งทำหน้าที่ขนส่งไขมัน
- เมทัลโลโปรตีนประกอบด้วยไอออนของโลหะ (ทองแดง แมงกานีส เหล็ก ฯลฯ) ที่จับกันผ่านปฏิสัมพันธ์ระหว่างผู้บริจาคและผู้รับ กลุ่มนี้ไม่รวมโปรตีน heme ซึ่งรวมถึงสารประกอบของ prophyrin ring ที่มีธาตุเหล็กและสารประกอบที่คล้ายคลึงกันในโครงสร้าง (โดยเฉพาะคลอโรฟิลล์)
- นิวคลีโอโปรตีนเป็นโปรตีนที่มีพันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์กับกรดนิวคลีอิก (DNA, RNA) ได้แก่ โครมาติน ซึ่งเป็นส่วนประกอบของโครโมโซม
- 5. ฟอสโฟโปรตีนซึ่งรวมถึงเคซีน (โปรตีนนมเปรี้ยวเชิงซ้อน) รวมถึงกรดฟอสฟอริกที่เชื่อมโยงกับโควาเลนต์
โครโมโปรตีนรวมกันด้วยสีของส่วนประกอบเทียม คลาสนี้ประกอบด้วยโปรตีนฮีม คลอโรฟิลล์ และฟลาโวโปรตีน
คุณสมบัติของไกลโคโปรตีนและโปรตีโอไกลแคน
โปรตีนเหล่านี้เป็นสารที่ซับซ้อน โปรตีโอไกลแคนมีคาร์โบไฮเดรตเป็นส่วนใหญ่ (80-85%) ในไกลโคโปรตีนทั่วไปมีเนื้อหาอยู่ที่ 15-20% กรดยูริกมีอยู่ในโมเลกุลโปรตีโอไกลแคนเท่านั้นซึ่งคาร์โบไฮเดรตของพวกมันมีลักษณะเป็นโครงสร้างปกติที่มีหน่วยซ้ำ โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนไกลโคโปรตีนเชิงซ้อนคืออะไร? โซ่คาร์โบไฮเดรตของพวกเขามีเพียง 15 ลิงค์และผิดปกติโครงสร้าง. ในโครงสร้างของไกลโคโปรตีน การเชื่อมต่อของคาร์โบไฮเดรตกับส่วนประกอบโปรตีนมักจะกระทำผ่านกรดอะมิโนตกค้าง เช่น ซีรีนหรือแอสปาร์จีน
หน้าที่ของไกลโคโปรตีน:
- พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของผนังเซลล์แบคทีเรีย เนื้อเยื่อเกี่ยวพันและกระดูกอ่อน คอลลาเจนและเส้นใยอีลาสตินรอบทิศทาง
- เล่นบทบาทป้องกัน ตัวอย่างเช่น แอนติบอดี, อินเตอร์เฟอรอน, ปัจจัยการแข็งตัวของเลือด (prothrombin, ไฟบริโนเจน) มีโครงสร้างนี้
- เป็นตัวรับที่โต้ตอบกับเอฟเฟกต์ - โมเลกุลที่ไม่ใช่โปรตีนขนาดเล็ก อย่างหลังการรวมโปรตีนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบซึ่งนำไปสู่การตอบสนองภายในเซลล์บางอย่าง
- ทำหน้าที่ของฮอร์โมน ไกลโคโปรตีน ได้แก่ ฮอร์โมน gonadotropic, adrenocorticotropic และไทรอยด์กระตุ้น
- ขนส่งสารในเลือดและไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ (transferrin, transcortin, albumin, Na+, K+ -ATPase).
เอนไซม์ไกลโคโปรตีน ได้แก่ โคลีนเอสเตอเรสและนิวคลีเอส
เพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรตีโอไกลแคน
โดยปกติ โปรตีนที่ซับซ้อนโปรตีโอไกลแคนจะรวมโครงสร้างคาร์โบไฮเดรตขนาดใหญ่ที่มีไดแซ็กคาไรด์ตกค้างซ้ำๆ ซึ่งประกอบด้วยกรดยูริกบางชนิดและน้ำตาลอะมิโน โซ่โอลิโก- หรือโพลีแซ็กคาไรด์เรียกว่าไกลแคน ปกติจะมีหน่วยโมโนเมอร์ 2-10 หน่วย
ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโซ่คาร์โบไฮเดรต แยกประเภท เช่น เปรี้ยวเฮเทอโรโพลีแซคคาไรด์ที่มีหมู่กรดหรือไกลโคซามิโนไกลแคนจำนวนมาก รวมทั้งหมู่อะมิโน หลังรวมถึง:
- กรดไฮยาลูโรนิกที่ใช้ในศาสตร์ความงาม
- เฮปารินซึ่งป้องกันการแข็งตัวของเลือด
- เคราตันซัลเฟตเป็นส่วนประกอบของกระดูกอ่อนและกระจกตา
- คอนดรอยตินซัลเฟตเป็นส่วนหนึ่งของกระดูกอ่อนและน้ำไขข้อ
โพลีเมอร์เหล่านี้เป็นส่วนประกอบของโปรตีโอไกลแคนที่เติมช่องว่างระหว่างเซลล์ กักเก็บน้ำ หล่อลื่นส่วนที่เคลื่อนไหวของข้อต่อ และเป็นส่วนประกอบโครงสร้าง ความชอบน้ำ (ความสามารถในการละลายได้ดีในน้ำ) ของโปรตีโอไกลแคนช่วยให้พวกมันสร้างเกราะป้องกันโมเลกุลขนาดใหญ่และจุลินทรีย์ในพื้นที่ระหว่างเซลล์ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาเมทริกซ์คล้ายวุ้นถูกสร้างขึ้นซึ่งมีการแช่เส้นใยของโปรตีนที่สำคัญอื่น ๆ เช่นคอลลาเจน เส้นของมันในตัวกลางโปรตีโอไกลแคนมีรูปร่างเหมือนต้นไม้
คุณสมบัติและประเภทของไลโปโปรตีน
โปรตีนไลโปโปรตีนที่ซับซ้อนมีลักษณะเป็นน้ำสองชนิดและไม่ชอบน้ำที่กำหนดไว้อย่างดี แก่นของโมเลกุล (ส่วนที่ไม่ชอบน้ำ) เกิดจากเอสเทอร์โคเลสเตอรอลที่ไม่มีขั้วและไตรเอซิลกลีเซอไรด์
นอกเขตที่ชอบน้ำคือส่วนโปรตีน ฟอสโฟลิปิด คอเรสเตอรอล โปรตีนไลโปโปรตีนมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับโครงสร้าง
คลาสหลักของไลโปโปรตีน:
- โปรตีนคอมเพล็กซ์ความหนาแน่นสูง (HDL, α-lipoproteins). ย้ายคอเลสเตอรอลไปที่ตับและเนื้อเยื่อรอบข้าง
- ความหนาแน่นต่ำ (LDL, β-lipoproteins). ยกเว้นคอเลสเตอรอลถูกขนส่งโดยไตรเอซิลกลีเซอไรด์และฟอสโฟลิปิด
- ความหนาแน่นต่ำมาก (VLDL, pre-β-lipoproteins) ทำหน้าที่คล้ายกับ LDL
- ไคโลไมครอน (XM). ขนส่งกรดไขมันและโคเลสเตอรอลจากลำไส้หลังรับประทานอาหาร
พยาธิสภาพของหลอดเลือดดังกล่าวเนื่องจากหลอดเลือดแดงแข็งเกิดจากอัตราส่วนของไลโปโปรตีนชนิดต่างๆ ในเลือดไม่ถูกต้อง ตามลักษณะขององค์ประกอบสามารถระบุแนวโน้มหลายประการในโครงสร้างของฟอสโฟลิปิด (จาก HDL ถึง chylomicrons): สัดส่วนของโปรตีนลดลง (จาก 80 เป็น 10%) และฟอสโฟลิปิดเพิ่มขึ้นร้อยละของไตรเอซิลกลีเซอไรด์ (จาก 20 ถึง 90%).
มีเอ็นไซม์ที่สำคัญมากมายในหมู่โปรตีนเมทัลโลโปรตีน
เมทัลโลโปรตีนสามารถรวมไอออนของโลหะหลายชนิดได้ การปรากฏตัวของพวกมันส่งผลต่อการวางแนวของสารตั้งต้นในไซต์ที่ใช้งาน (ตัวเร่งปฏิกิริยา) ของเอนไซม์ ไอออนของโลหะมีการแปลในตำแหน่งแอคทีฟไซต์และมีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยา บ่อยครั้งที่ไอออนทำหน้าที่เป็นตัวรับอิเล็กตรอน
ตัวอย่างโลหะที่อยู่ในโครงสร้างของเอนไซม์เมทัลโลโปรตีน:
- ทองแดงรวมอยู่ในองค์ประกอบของไซโตโครมออกซิเดส ซึ่งร่วมกับฮีมประกอบด้วยไอออนของโลหะนี้ เอนไซม์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ ATP ระหว่างการทำงานของระบบทางเดินหายใจ
- เหล็กมีเอ็นไซม์ เช่น เฟอร์ริติน ซึ่งทำหน้าที่สะสมธาตุเหล็กในเซลล์ transferrin - ผู้ให้บริการธาตุเหล็กในเลือด; catalase รับผิดชอบปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
- สังกะสีเป็นลักษณะโลหะของแอลกอฮอล์ดีไฮโดรจีเนสที่เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันของเอทิลและแอลกอฮอล์ที่คล้ายกัน lactate dehydrogenase - เอนไซม์ในการเผาผลาญกรดแลคติก carbonic anhydrase เร่งการก่อตัวของกรดคาร์บอนิกจาก CO2 และ H2O; อัลคาไลน์ฟอสฟาเตสซึ่งทำปฏิกิริยาไฮโดรไลติกเอสเทอร์ของกรดฟอสฟอริกด้วยสารประกอบต่างๆ α2-macroglobulin เป็นโปรตีนในเลือดต่อต้านโปรตีเอส
- ซีลีเนียมเป็นส่วนหนึ่งของไทโรเพอร์ออกซิเดสซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างฮอร์โมนไทรอยด์ กลูตาไธโอนเปอร์ออกซิเดสซึ่งทำหน้าที่ต้านอนุมูลอิสระ
- แคลเซียมเป็นลักษณะเฉพาะของโครงสร้างของ α-amylase ซึ่งเป็นเอ็นไซม์สำหรับการสลายแป้งด้วยไฮโดรไลติก
ฟอสโฟโปรตีน
โปรตีนที่ซับซ้อนของฟอสโฟโปรตีนมีอะไรบ้าง? หมวดหมู่นี้มีลักษณะเฉพาะโดยการมีอยู่ของกลุ่มฟอสเฟต ซึ่งเกี่ยวข้องกับส่วนโปรตีนผ่านกรดอะมิโนกับไฮดรอกซิล (ไทโรซีน ซีรีน หรือทรีโอนีน) หน้าที่ของกรดฟอสฟอริกในโครงสร้างโปรตีนคืออะไร? มันเปลี่ยนโครงสร้างของโมเลกุลให้ประจุเพิ่มความสามารถในการละลายส่งผลต่อคุณสมบัติของโปรตีน ตัวอย่างของฟอสโฟโปรตีน ได้แก่ เคซีนนมและไข่อัลบูมิน แต่เอ็นไซม์ส่วนใหญ่อยู่ในหมวดหมู่ของโปรตีนที่ซับซ้อน
กลุ่มฟอสเฟตมีบทบาทสำคัญในการทำงาน เนื่องจากโปรตีนหลายชนิดไม่ได้จับกับกลุ่มฟอสเฟตอย่างถาวร กระบวนการฟอสฟอรีเลชันและดีฟอสโฟรีเลชันเกิดขึ้นในเซลล์อย่างต่อเนื่อง เป็นผลให้มีการควบคุมการทำงานของโปรตีน ตัวอย่างเช่น ถ้าฮิสโตนเป็นโปรตีนที่เชื่อมต่อกับกรดนิวคลีอิก พวกมันจะผ่านเข้าสู่สถานะ phosphorylated จากนั้นกิจกรรมของจีโนม (สารพันธุกรรม) จะเพิ่มขึ้น กิจกรรมของเอนไซม์เช่นไกลโคเจนซินเทสและไกลโคเจนฟอสโฟรีเลสขึ้นอยู่กับฟอสโฟรีเลชั่น
นิวคลีโอโปรตีน
นิวคลีโอโปรตีนเป็นโปรตีนที่เชื่อมโยงกับกรดนิวคลีอิก พวกมันเป็นส่วนสำคัญของการจัดเก็บและควบคุมสารพันธุกรรม ซึ่งเป็นการทำงานของไรโบโซมที่ทำหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน รูปแบบชีวิตที่ง่ายที่สุดของไวรัสสามารถเรียกได้ว่า ribo- และ deoxyribonucleoproteins เนื่องจากประกอบด้วยสารพันธุกรรมและโปรตีน
กรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) และฮิสโตนมีปฏิกิริยาอย่างไร? ในโครมาติน โปรตีน 2 ชนิดที่เกี่ยวข้องกับ DNA นั้นมีความโดดเด่น (ฮิสโตนและไม่ใช่ฮิสโตน) อดีตมีส่วนเกี่ยวข้องในระยะเริ่มต้นของการบดอัดดีเอ็นเอ โมเลกุลของกรดนิวคลีอิกพันรอบโปรตีนเพื่อสร้างนิวคลีโอโซม ด้ายที่ได้จะมีลักษณะคล้ายลูกปัด พวกมันสร้างโครงสร้างซุปเปอร์คอยล์ (โครมาติน ไฟบริล) และซุปเปอร์คอยล์ (โครโมนีมาระหว่างเฟส) เนื่องจากการกระทำของโปรตีนฮิสโตนและโปรตีนในระดับที่สูงขึ้น จึงมีการลดขนาดของ DNA ลงหลายพันครั้ง ก็เพียงพอที่จะเปรียบเทียบขนาดของโครโมโซมและความยาวของกรดนิวคลีอิกเพื่อประเมินความสำคัญของโปรตีน (6-9 ซม. และ 10-6 µm ตามลำดับ)
โครโมโปรตีนคืออะไร
โครโมโปรตีนประกอบด้วยกลุ่มที่หลากหลายมากซึ่งมีสิ่งเดียวที่เหมือนกัน - การมีอยู่ของสีในส่วนประกอบเทียม โปรตีนที่ซับซ้อนในประเภทนี้แบ่งออกเป็น: hemoproteins (มี heme ในโครงสร้าง), โปรตีนม่านตา (วิตามินเอ), ฟลาโวโปรตีน (วิตามิน B2),โปรตีนโคบาไมด์ (วิตามิน B12).
Hemoproteins ถูกจำแนกตามหน้าที่ของพวกมันเป็น non-enzymatic (โปรตีนเฮโมโกลบินและ myoglobin) และเอ็นไซม์ (cytochromes, catalase, peroxidase)
ฟลาโวโปรตีนประกอบด้วยอนุพันธ์ของวิตามิน B2 ฟลาวิน โมโนนิวคลีโอไทด์ (FMN) หรือฟลาวิน อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ (FAD) เอ็นไซม์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงรีดอกซ์ด้วย เหล่านี้รวมถึง oxidoreductases
ไซโตโครมคืออะไร
ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น heme ประกอบด้วย porphyrin โครงสร้างประกอบด้วยวงแหวนไพโรล 4 วงและเหล็กเฟอร์รัส เอนไซม์ heme กลุ่มพิเศษ - ไซโตโครมซึ่งมีองค์ประกอบของกรดอะมิโนและจำนวนสายเปปไทด์แตกต่างกัน มีความเชี่ยวชาญในการทำปฏิกิริยารีดอกซ์ ซึ่งรับประกันการถ่ายโอนอิเล็กตรอนในระบบทางเดินหายใจ เอ็นไซม์เหล่านี้เกี่ยวข้องกับการเกิดออกซิเดชันในระดับไมโคร - ปฏิกิริยาเริ่มต้นของการเปลี่ยนรูปทางชีวภาพของซีโนไบโอติก ซึ่งนำไปสู่การทำให้เป็นกลางของพวกมัน และการแลกเปลี่ยนสารจากภายนอกและจากภายนอกมากมาย เช่น สเตียรอยด์ กรดไขมันอิ่มตัว
อิทธิพลของกลุ่มเทียม
กลุ่มเทียมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโปรตีนที่ซับซ้อน ส่งผลต่อคุณสมบัติของมัน: เปลี่ยนประจุ ความสามารถในการละลาย เทอร์โมพลาสติก ตัวอย่างเช่น กรดฟอสฟอริกเรซิดิวหรือโมโนแซ็กคาไรด์มีผลเช่นนั้น ส่วนคาร์โบไฮเดรตที่รวมอยู่ในองค์ประกอบของโปรตีนที่ซับซ้อนปกป้องมันจากการสลายโปรตีน (การทำลายอันเป็นผลมาจากกระบวนการไฮโดรไลซิส) ส่งผลกระทบต่อการแทรกซึมของโมเลกุลผ่านเซลล์เมมเบรน การหลั่งและการคัดแยก ชิ้นส่วนไขมันช่วยสร้างช่องโปรตีนสำหรับการขนส่งสารประกอบที่ละลายน้ำได้ไม่ดี (ไม่ชอบน้ำ)
โครงสร้างและหน้าที่ของโปรตีนที่ซับซ้อนนั้นขึ้นอยู่กับกลุ่มของเทียม ตัวอย่างเช่น heme ที่มีธาตุเหล็กในเฮโมโกลบินจับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ เนื่องจากนิวคลีโอโปรตีนที่เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของฮิสโตน โปรทามีนกับ DNA หรือ RNA สารพันธุกรรมจึงได้รับการปกป้อง จัดเก็บอย่างกะทัดรัด และ RNA จะถูกผูกมัดในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน นิวคลีโอโปรตีนเป็นคอมเพล็กซ์ที่เสถียรของโปรตีนและกรดนิวคลีอิก
สรุป
ดังนั้น โปรตีนที่ซับซ้อนจึงทำหน้าที่ต่างๆ ในร่างกายได้อย่างหลากหลาย ดังนั้นการบริโภคมาโครและจุลธาตุอาหารจึงมีความสำคัญต่อการรักษาสุขภาพ โลหะเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์หลายชนิด เมื่อรู้ชีวเคมี คุณลักษณะของสุขภาพและสภาวะทางนิเวศวิทยาของที่อยู่อาศัย คุณสามารถปรับอาหารของคุณเองได้ ตัวอย่างเช่น จัดสรรอาณาเขตที่มีองค์ประกอบขาดดุล การแนะนำเพิ่มเติมเกี่ยวกับอาหารในรูปแบบของอาหารเสริมช่วยให้คุณชดเชยการขาดสารอาหารได้
