Thursday Feb 03, 2022

Bookshelf

A fehérjék a legsokoldalúbb makromolekulák az élő rendszerekben, és lényegében minden biológiai folyamatban kulcsfontosságú szerepet töltenek be. Katalizátorként működnek, más molekulákat, például oxigént szállítanak és tárolnak, mechanikai támaszt és immunvédelmet nyújtanak, mozgást hoznak létre, idegimpulzusokat továbbítanak, valamint szabályozzák a növekedést és a differenciálódást. E szöveg nagy része arra fog összpontosítani, hogy megértsük, mit csinálnak a fehérjék és hogyan látják el ezeket a funkciókat.

A fehérjék több kulcsfontosságú tulajdonsága teszi lehetővé, hogy a funkciók ilyen széles skáláján vegyenek részt.

A fehérjék lineáris polimerek, amelyek aminosavaknak nevezett monomer egységekből épülnek fel. A biokémia visszatérő témája a makromolekulák széles skálájának felépítése korlátozott számú monomer építőelemekből. Függ-e a fehérjék működése az aminosavak lineáris sorrendjétől? A fehérje működése közvetlenül függ a háromdimenziós szerkezetétől (3.1. ábra). Figyelemre méltó, hogy a fehérjék spontán módon háromdimenziós szerkezetbe rendeződnek, amelyet a fehérjepolimerben lévő aminosavak sorrendje határoz meg. Így a fehérjék a szekvenciák egydimenziós világából a sokféle tevékenységre képes molekulák háromdimenziós világába való átmenet megtestesítői.

A fehérjék funkcionális csoportok széles skáláját tartalmazzák. Ezek a funkciós csoportok közé tartoznak az alkoholok, tiolok, tioéterek, karbonsavak, karboxamidok és különféle báziscsoportok. Különböző szekvenciákban kombinálva a funkcionális csoportok e sokasága felelős a fehérjefunkciók széles spektrumáért. Például az e csoportokhoz kapcsolódó kémiai reakcióképesség alapvető fontosságú az enzimek, a biológiai rendszerekben meghatározott kémiai reakciókat katalizáló fehérjék működéséhez (lásd 8-10. fejezet).

A fehérjék kölcsönhatásba léphetnek egymással és más biológiai makromolekulákkal, hogy összetett egységeket alkossanak. Az ezekben az egységekben lévő fehérjék szinergikusan képesek olyan képességek létrehozására, amelyeket az egyes komponens fehérjék nem tudnak biztosítani (3.2. ábra). Ezek az összeállítások olyan makromolekuláris gépezeteket foglalnak magukban, amelyek a DNS pontos replikációját, a jelek sejteken belüli továbbítását és számos más alapvető folyamatot végeznek.

Egyes fehérjék meglehetősen merevek, míg mások korlátozott rugalmasságot mutatnak. A merev egységek szerkezeti elemként működhetnek a citoszkeletonban (a sejteken belüli belső vázszerkezet) vagy a kötőszövetben. A fehérjék korlátozott rugalmasságú részei zsanérként, rugóként és karokként működhetnek, amelyek döntő szerepet játszanak a fehérjék működésében, a fehérjék egymáshoz és más molekulákhoz való összetett egységgé való kapcsolódásában, valamint a sejteken belüli és a sejtek közötti információátvitelben (3.3. ábra).

Ábra

A humán inzulin kristályai. Az inzulin egy fehérjehormon, amely döntő fontosságú a vércukorszint megfelelő szinten tartásához. (Lent) Aminosavak láncai egy meghatározott sorrendben (az elsődleges szerkezet) határozzák meg az olyan fehérjéket, mint az inzulin. Ezek a láncok jól meghatározott (tovább…)

3.1. ábra

A szerkezet diktálja a funkciót. A DNS-replikációs gépezet fehérjekomponense a DNS kettős spirál egy szakaszát veszi körül. A fehérje szerkezete lehetővé teszi a DNS nagy szakaszainak másolását anélkül, hogy a replikációs gépezet elszakadna a (tovább…)

3.2. ábra

Egy komplex fehérjeösszeállítás. A rovarok repülőszövetének elektronmikroszkópos felvétele keresztmetszetben kétféle fehérjefilamentum hatszögletű elrendezését mutatja.

3.3. ábra

Flexibilitás és funkció. A vas megkötésekor a laktoferrin fehérje konformációs változásokon megy keresztül, amelyek lehetővé teszik más molekulák számára, hogy megkülönböztessék a vasmentes és a vashoz kötött formát.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.

Back to Top