Slávny filozof raz povedal: "Život je formou existencie proteínových tiel." A mal úplnú pravdu, pretože práve táto organická látka je základom väčšiny organizmov. Proteín kvartérnej štruktúry má najkomplexnejšiu štruktúru a jedinečné vlastnosti. Náš článok bude venovaný jemu. Zvážime aj štruktúru proteínových molekúl.
Čo je organická hmota
Veľkú skupinu organických látok spája jedna spoločná vlastnosť. Skladajú sa z niekoľkých chemických prvkov. Nazývajú sa organické. Sú to vodík, kyslík, uhlík a dusík. Tvoria organické látky.
Ďalším spoločným znakom je, že všetky sú biopolyméry. Sú to veľké makromolekuly. Skladajú sa z veľkého počtu opakujúcich sa jednotiek nazývaných monoméry. Pri sacharidoch sú to monosacharidy, pri lipidoch glycerol a mastné kyseliny. Ale DNA a RNA sa skladajú z nukleotidov.
Chemickýštruktúra bielkovín
Proteínové monoméry sú aminokyseliny, z ktorých každá má svoju vlastnú chemickú štruktúru. Tento monomér je založený na atóme uhlíka, tvorí štyri väzby. Prvý z nich - s atómom vodíka. A druhá a tretia sú tvorené aminoskupinou a karboxskupinou. Určujú nielen štruktúru molekúl biopolymérov, ale aj ich vlastnosti. Posledná skupina v molekule aminokyseliny sa nazýva radikál. Toto je presne tá skupina atómov, v ktorej sa všetky monoméry navzájom líšia, čo spôsobuje obrovské množstvo bielkovín a živých bytostí.
Štruktúra molekuly proteínu
Jednou z charakteristík týchto organických látok je, že môžu existovať na rôznych úrovniach organizácie. Toto je primárna, sekundárna, terciárna, kvartérna štruktúra proteínu. Každý z nich má určité vlastnosti a kvality.
Primárna štruktúra
Táto proteínová štruktúra má najjednoduchšiu štruktúru. Je to reťazec aminokyselín spojených peptidovými väzbami. Vznikajú medzi aminoskupinami a karboxyskupinami susedných molekúl.
Sekundárna štruktúra
Keď sa reťazec aminokyselín stočí do špirály, vytvorí sa sekundárna štruktúra proteínu. Väzba v takejto molekule sa nazýva vodík a jej atómy tvoria rovnaké prvky vo funkčných skupinách aminokyselín. V porovnaní s peptidmi majú oveľa menšiu silu, ale sú schopné udržať túto štruktúru.
Terciárna štruktúra
Ďalšou štruktúrou je však guľa, do ktorej je stočená špirála aminokyselín. Nazýva sa aj globula. Existuje vďaka väzbám, ktoré vznikajú medzi zvyškami len určitej aminokyseliny – cysteínu. Nazývajú sa disulfidy. Túto štruktúru podporujú aj hydrofóbne a elektrostatické väzby. Prvé z nich sú výsledkom príťažlivosti medzi aminokyselinami vo vodnom prostredí. Za takýchto podmienok sa ich hydrofóbne zvyšky prakticky "zlepia" a vytvoria globulu. Okrem toho majú aminokyselinové radikály opačné náboje, ktoré sa navzájom priťahujú. Výsledkom sú ďalšie elektrostatické väzby.
Proteín kvartérnej štruktúry
Kvartérna štruktúra proteínu je najkomplexnejšia. Ide o výsledok zlúčenia niekoľkých globúl. Môžu sa líšiť v chemickom zložení aj v priestorovom usporiadaní. Ak sa proteín kvartérnej štruktúry tvorí len z aminokyselinových zvyškov, je to jednoduché. Takéto biopolyméry sa tiež nazývajú proteíny. Ale ak sú k týmto molekulám pripojené neproteínové zložky, objavia sa proteíny. Najčastejšie ide o kombináciu aminokyselín so sacharidmi, zvyškami nukleových a fosforečných kyselín, lipidmi, jednotlivými atómami železa a medi. V prírode sú známe aj komplexy bielkovín s prírodnými farbivami – pigmentmi. Táto štruktúra proteínových molekúl je zložitejšia.
Priestorová forma kvartérnej štruktúry proteínu jedefinovanie jeho vlastností. Vedci zistili, že vláknité alebo fibrilárne biopolyméry sa vo vode nerozpúšťajú. Vykonávajú základné funkcie pre živé organizmy. Pohyb teda zabezpečujú svalové bielkoviny aktín a myozín a keratín je základom ľudských a zvieracích chlpov. Sférické alebo globulárne proteíny kvartérnej štruktúry sú vysoko rozpustné vo vode. Ich úloha v prírode je iná. Takéto látky sú schopné transportovať plyny ako hemoglobín v krvi, rozkladať potravu ako pepsín alebo vykonávať ochrannú funkciu ako protilátky.
Proteínové vlastnosti
Kvartérny proteín, najmä globulárny, môže zmeniť svoju štruktúru. Tento proces sa vyskytuje pod vplyvom rôznych faktorov. Najčastejšie ide o vysoké teploty, koncentrované kyseliny alebo ťažké kovy.
Ak sa molekula proteínu rozvinie do reťazca aminokyselín, táto vlastnosť sa nazýva denaturácia. Tento proces je reverzibilný. Táto štruktúra je schopná opäť vytvárať guľôčky molekúl. Tento spätný proces sa nazýva renaturácia. Ak sa molekuly aminokyselín od seba vzdialia a peptidové väzby sa prerušia, dôjde k degradácii. Tento proces je nezvratný. Takýto proteín nie je možné obnoviť. Zničenie vykonal každý z nás, keď sme vyprážali vajíčka.
Kvartérna štruktúra proteínu je teda typ väzby, ktorá sa tvorí v danej molekule. Je dostatočne pevná, ale vplyvom určitých faktorov sa môže zrútiť.
