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タンパク質：生物学的役割。体内のタンパク質の生物学的役割

タンパク質は、生物学的役割は今日議論される - アミノ酸の高分子化合物から構成される。他のすべての有機化合物の中で、彼らはその構造の中で最も複雑なの一つです。元素によって組成物タンパク質は、脂肪や炭水化物異なる：酸素、水素及び炭素に加えて、彼らはまた、窒素が含まれています。また、最も重要なタンパク質の不可欠な部分は硫黄であり、一部はヨウ素、鉄とリンを含んでいます。

タンパク質の生物学的役割は非常に高いです。これは、これらの接続は、原形の質量の大部分を構成し、生きた細胞の核です。すべての動物や植物の生物はタンパク質です。

一つまたは複数の機能

異なる化合物の生物学的役割と機能は、異なっています。特定の化学構造を有する物質として、各タンパク質は、高度に特化された機能を実行します。唯一のいくつかのケースでは、いくつかの相互関係を実行することができます。例えば、血液に入る、副腎髄質において産生されるエピネフリンは、血圧と酸素消費量、血糖値を上昇させます。また、それは、代謝の刺激で冷血な動物中 - と神経系の伝達物質。あなたが見ることができるように、それは一度に多くの機能を実行します。

酵素（触媒）機能

生体内に発生する複数の生化学反応は、温度が40°Cに近いその下で、穏やかな条件下で行われ、pHがほぼ中性です。これらの条件の下では、それらの多くの発生は無視できる割合。特定-そのため、実現するために、我々は、酵素必要とする生物学的触媒を。ほとんどの生物中の水の光分解を除く全ての反応は、酵素それによって触媒されます。これらの要素は、補因子（有機分子または金属イオン）のいずれかのタンパク質またはタンパク質複合体です。酵素は、必要な処理をトリガする非常に選択的です。従って、触媒機能は、上述 - タンパク質を運ぶものの一つ。これらの化合物の生物学的役割は、しかし、その実装が限定されるものではありません。以下に説明する他の多くの機能があります。

輸送機能

細胞の存在を必要とするエネルギーや建築材料とそれを提供することの内部への物質、複数の。すべての生体膜は、共通の原則に基づいて構築されています。脂質のこの二重層は、タンパク質は、それに出荷されました。疎水性の「尾」 - 同時に膜表面上及びその厚さの親水性高分子のサイトを集中。アミノ酸、糖、アルカリ金属イオン：この構造は、重要な成分に不透過性です。輸送タンパク質が細胞膜に埋め込まれているを介して細胞へのこれらの元素の浸透が起こります。細菌中で、例えば、外膜を通してラクトース（乳糖）の転送を提供する特別な蛋白質があります。

多細胞生物、 1つの器官から別の異なる物質の輸送のシステムがあります。私たちは、ヘモグロビン（写真上）について主に話しています。血漿では、加えて、それは常に血清アルブミン（輸送タンパク質）です。これは、脂肪、脂肪酸、ならびに疎水性アミノ酸の数（例えば、トリプトファン）および多くの薬物（いくつかのペニシリン、スルホンアミド、アスピリン）との消化が形成され、安定な複合体を形成する能力を有します。鉄イオンの本体内輸送を提供トランスフェリンは、別の例です。言及が行われ、銅イオンを輸送tseruplazminことができます。そこで、我々は、タンパク質を行うトランスポート機能を見ました。その生物学的役割と、この観点からは非常に重要です。

受容体機能

タンパク質の受容体は、特に多細胞生物の生存力に、非常に重要です。これらは、プラズマに統合され、細胞膜と細胞を入力信号の変換を把握し、さらにために役立ちます。この場合、信号は、他の細胞および周囲の環境からのいずれであってもよいです。現時点ではアセチルコリン受容体は、最も研究します。彼らは、大脳皮質における神経筋の接続を含め、細胞膜上の介在ニューロンの連絡先の数だけ存在しています。これらのタンパク質は、アセチルコリンと相互作用し、細胞内シグナルを伝達します。

信号を受信し、それを変換するための神経伝達物質は、細胞がさらに信号を知覚することができた調製するために除去しなければなりません。コリンと酢酸にアセチルコリンの加水分解のための触媒である特別な酵素、 - この目的のために、アセチルコリンエステラーゼのために。それはないタンパク質を行い、極めて重要と受容体の機能がありますか？以下の生物学的役割は、身体の保護機能が膨大です。これにより、単純に同意することはできません。

保護機能

身体の免疫系は、リンパ球の大量の異物の発生の出現に応答します。それらは選択的要素を損傷することが可能です。これらの異物は、癌細胞、病原性細菌の超分子粒子（巨大分子、ウイルス、等）であってもよいです。 Bリンパ球 - 特殊なタンパク質を産生するリンパ球のグループ、。これらのタンパク質は、循環器系に区別されます。彼らは、このようにステップ破壊高度に特異的な複合体を形成し、異物を認識する。これらのタンパク質は、免疫グロブリンと呼ばれています。抗原は、免疫系の応答を誘発異物と呼びます。

構造関数

また、専門性の高い機能を実行するタンパク質はまた、どこ値が大きく、構造のものです。彼らのおかげで、機械的強度や生物の組織の他の特性を提供します。これらのタンパク質は、主にコラーゲンが含まれます。コラーゲン（写真センチ。以下）哺乳動物では、タンパク質の質量の約四分の一です。それは、（線維芽細胞と呼ばれる）の結合組織を構成する主要な細胞で合成されます。

最初に、コラーゲンは、プロコラーゲンとして形成されている - その前駆体が線維芽細胞において化学処理を流します。そして、それがスパイラルにねじれ三つのポリペプチド鎖に形成されています。彼らは、直径が数百ナノメートルのコラーゲン線維に線維芽細胞の外に集まってきました。後者は、既に顕微鏡下で見ることができるコラーゲン繊維を形成します。弾性組織（肺の壁、皮膚の血管）の他に、細胞外マトリックスのコラーゲンは、また、タンパク質エラスチンが含まれています。これは、かなり広い範囲に延伸した後、元の状態に戻すことができます。別の例は、ここに与えることができ、構造タンパク質である - シルクフィブロインです。それは蛹蛾の毛虫の形成中に隔離されています。これは、絹糸の主成分です。私たちは今、モータータンパク質を記述する。

モータータンパク質

そして、モータの実装では、タンパク質の大規模な生物学的役割を処理します。簡単に言えば、このとそれらの機能について教えてください。筋収縮は - 化学エネルギーを機械的仕事に変換されている間のプロセスです。ミオシンとアクチン - 直接そのメンバーは、2つのタンパク質をしています。ミオシンは非常に珍しい構造を有しています。それは、二つの球状頭部と尾部（長いフィラメント状部）の形成されています。約1600nmのは、一個の分子の長さです。頭の上に割合は、このように約200nmを占めます。

アクチン（上の写真） - 長い構造体を形成し、ミオシンの頭部と、このような方法で相互作用するように重合させることができる42000の分子量を有する球状タンパク質。このプロセスの重要な特徴 - ATPの存在への依存。その濃度が十分に高い場合、形成されたミオシンおよびアクチン複合体が破壊されるATP加水分解は、ミオシンATPアーゼの結果として発生した後に、それが再び回収されます。このプロセスは、両方のタンパク質が存在する溶液中で、例えば、観察することができます。これは、高分子量複合体はATPの非存在下で形成されるという事実の結果として粘性になります。それに加えて、大幅に起因する、それが徐々にATP加水分解の結果として回復し始めた後に作成された複合体の破壊に粘度を低減します。筋収縮の過程では、これらの相互作用は非常に重要な役割を果たしています。

抗生物質

私たちは、トピックを開示していき、「体内のタンパク質の生物学的役割を。」天然化合物の非常に大きく、非常に重要なグループは、抗生物質と呼ばれる物質です。彼らは、微生物起源です。これらの物質は、微生物の特別な種が割り当てられています。アミノ酸やタンパク質の生物学的役割は否めないが、抗生物質は、特殊な、非常に重要な機能を持っています。彼らは彼らと競争する微生物の増殖を阻害します。 1940年代に、抗生物質の発見および使用は、細菌によって引き起こされる感染症の治療に革命をもたらしました。ほとんどの場合、ウイルス抗生物質が作用しないので、抗ウイルス薬としてのそれらの使用が無効であることに留意すべきです。

抗生物質の例

ペニシリングループが最初に実用化されました。このグループの例としては、アンピシリン及びベンジルペニシリンです。多様なアクションと化学的性質のメカニズムに抗生物質。細菌リボソームでタンパク質合成を抑制しながら、今日広く使用されているもののいくつかは、人間のリボソームとの相互作用します。同時に、彼らは、真核生物のリボソームと相互作用しません。そのため、細菌細胞のために、彼らは有害であり、動物と人間の毒性が低いです。そのような抗生物質は、ストレプトマイシン及びクロラムフェニコール（クロラムフェニコール）を含みます。

生物学的役割タンパク質合成が非常に重要ですが、プロセス自体はいくつかの段階があります。私たちは一般的な用語でそれについて話をします。

プロセスおよびタンパク質生合成の生物学的役割

このプロセスは、非常に複雑な多段階です。特定の細胞小器官 - それはリボソームで発生します。ケージ内のリボソームのセットがあります。大腸菌において、例えば、約20千あります。

「タンパク質の生合成および生物学的役割のプロセスを説明して」 - 私たちの多くのタスクは、学校で受けます。そしてそれは多くの困難を引き起こしました。さて、一緒に見つけましょう。

タンパク質分子は、ポリペプチド鎖です。あなたはすでに知っているように彼らは、個々のアミノ酸から、構成されています。しかし、後者は十分にアクティブではありません。接続して、タンパク質分子を形成するために、彼らは、アクティベーションが必要です。これは、特定の酵素の結果として発生します。この場合の各アミノ酸は、具体的には、正確にそれに同調し、独自の酵素を有しています。このプロセスのためのエネルギー源はATP（アデノシン三リン酸）です。活性化に起因するアミノ酸は、より不安定になり、（なぜなら輸送と呼ばれるこのRNAの）リボソームにそれを運ぶM-RNA、を有する酵素の作用により結合します。 tRNAはアミノ酸を活性化してリボソームは、それゆえ、接続働きます。リボソーム - タンパク質鎖の入ってくるアミノ酸のアセンブリのためのコンベアの種類。

役割の合成タンパク質のは困難である合成した化合物は、非常に重要な機能を実行するよう、過大評価します。ほとんどすべてのセル構造は、それらで構成されています。

そこで、我々は、一般的にタンパク質の生合成および生物学的役割のプロセスを説明してきました。これは、タンパク質に精通して終了します。私たちは、あなたがそれを継続したいと思っています。