Thursday Feb 03, 2022

Bookshelf

Proteïnen zijn de meest veelzijdige macromoleculen in levende systemen en vervullen cruciale functies in vrijwel alle biologische processen. Zij fungeren als katalysatoren, zij transporteren en slaan andere moleculen op, zoals zuurstof, zij zorgen voor mechanische ondersteuning en immuunbescherming, zij genereren beweging, zij geven zenuwimpulsen door, en zij regelen groei en differentiatie. Een groot deel van deze tekst zal dan ook gaan over wat eiwitten doen en hoe ze deze functies vervullen.

Een aantal belangrijke eigenschappen maken het mogelijk dat eiwitten in zo’n breed scala van functies kunnen participeren.

Proteïnen zijn lineaire polymeren die zijn opgebouwd uit monomere eenheden die aminozuren worden genoemd. De constructie van een grote verscheidenheid aan macromoleculen uit een beperkt aantal monomere bouwstenen is een terugkerend thema in de biochemie. Hangt de functie van proteïnen af van de lineaire volgorde van aminozuren? De functie van een eiwit is direct afhankelijk van zijn driedimensionale structuur (figuur 3.1). Opmerkelijk is dat eiwitten zich spontaan opvouwen tot driedimensionale structuren die worden bepaald door de volgorde van de aminozuren in het eiwitpolymeer. Eiwitten zijn dus de belichaming van de overgang van de eendimensionale wereld van sequenties naar de driedimensionale wereld van moleculen die in staat zijn tot diverse activiteiten.

Eiwitten bevatten een breed scala aan functionele groepen. Deze functionele groepen omvatten alcoholen, thiolen, thioethers, carbonzuren, carboxamiden en een verscheidenheid aan basische groepen. Gecombineerd in verschillende volgordes is dit scala aan functionele groepen verantwoordelijk voor het brede spectrum van eiwitfuncties. Zo is de chemische reactiviteit van deze groepen essentieel voor de functie van enzymen, de eiwitten die specifieke chemische reacties in biologische systemen katalyseren (zie hoofdstuk 8-10).

Eiwitten kunnen met elkaar en met andere biologische macromoleculen interageren om complexe samenstellingen te vormen. De eiwitten binnen deze assemblages kunnen synergetisch samenwerken om mogelijkheden te genereren die de afzonderlijke samenstellende eiwitten niet hebben (figuur 3.2). Deze assemblages omvatten macro-moleculaire machines die zorgen voor de nauwkeurige replicatie van DNA, de overdracht van signalen binnen cellen, en vele andere essentiële processen.

Sommige eiwitten zijn behoorlijk stijf, terwijl andere een beperkte flexibiliteit vertonen. Stijve eenheden kunnen fungeren als structurele elementen in het cytoskelet (de interne steiger in cellen) of in bindweefsel. Delen van eiwitten met een beperkte flexibiliteit kunnen fungeren als scharnieren, veren en hefbomen die van cruciaal belang zijn voor de werking van eiwitten, voor de assemblage van eiwitten met elkaar en met andere moleculen tot complexe eenheden, en voor de overdracht van informatie binnen en tussen cellen (figuur 3.3).

Figuur

Kristallen van menselijke insuline. Insuline is een eiwithormoon dat van cruciaal belang is om de bloedsuikerspiegel op het juiste peil te houden. (Onder) Ketens van aminozuren in een specifieke volgorde (de primaire structuur) bepalen een eiwit als insuline. Deze ketens vouwen zich in goed gedefinieerde (meer…)

Figuur 3.1

Structuur dicteert functie. Een eiwitonderdeel van de DNA-replicatiemachine omringt een sectie van de dubbele helix van het DNA. Door de structuur van het eiwit kunnen grote segmenten DNA worden gekopieerd zonder dat de replicatiemachine losraakt van de (meer…)

Figuur 3.2

Een complexe assemblage van eiwitten. Een elektronenmicrofoto van insectenvliegweefsel in doorsnede toont een zeshoekige array van twee soorten eiwitfilamenten.

Figuur 3.3

Flexibiliteit en functie. Bij het binden van ijzer ondergaat het eiwit lactoferrine conformatieveranderingen die andere moleculen in staat stellen onderscheid te maken tussen de ijzervrije en de ijzergebonden vorm.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.

Back to Top