پروتئین چیست انواع و ساختار پروتئین ها
پروتئین چیست و انواع ساختار های پروتئین ها
پروتئین‌ها مهمترین ماکرومولکول‌های زیستی هستند که نقش‌های بسیار مهم وحیاتی در بدن مثل ساختاری،ایمنی،آنزیمی و..را بر عهده دارند.
پروتئین ازتوالی های خطی امینواسید تشکیل شده است که صدها و گاهی هزاران امینوسید یک توالی پروتئین‌ها را ایجاد میکند. پروتئین‌ها از مجموع 20 امینواسید تشکیل شده است این ۲۰ اسید آمینه را می‌توان با ملیون‌ها روش مختلف برای ساخت ملیون‌ها پروتئین متفاوت که هر یک عملکرد خاصی دارند، مرتب کرد.
همه اسیدامینه ها دارای یک بخش ثابت که شامل یک کربن کایرال( کربن آلفا) ، یک گروه آمین، یک گروه کربوکسیل و بخش متغیرکه شامل زنجیره جانبی است تشکیل شده است . زنجیره جانبی مسیول تمایر اسیدامینه ها هستند.
تاریخچه پروتئین
برای اولین بار پروتئین‌ها در قرن هجدهم توسط آنتوان فورکروی (Antoine Fourcroy)از سایر بیومولکول‌ها متمایز شدند. و در سال 1838 میلادی شیمیدان سوئدی، یونس ژاکوب برزلیوس (Jöns Jacob Berzelius)، واژه پروتئین را ابداع کرد، کلمه‌ای برگرفته از واژه یونانی prōteios .
فردریک سنگر (Frederick Sanger) در سال 1949 توانست توالی دقیق انسولین را مشخص کند ، سنگر برای این موفقیت در سال 1958 جایزه نوبل را از آن خود کرد .سنگر همچنین توانست برای اولین بار توالی دقیق DNA را مشخص کند و برای بار دوم موفق به کسب جایزه نوبل 1980 شد.
هموگلوبین و میوگلوبین اولین ساختارهای پروتئینی بودند که در سال 1958 به ترتیب توسط ماکس پروز و سر جان کودری کندرو شناخته شدند و تا امروزه بیشتر از 100هزارساختار پروتئین شناخنه شده است.
نقش پروتئین ها
پروتئین‌ها مجموعه‌ای از عملکردهای حیاتی را در ارگانیسم‌ها انجام می‌دهند وارگانیسم ها از هزاران پروتئین مختلف تشکیل شده اند که هر کدام عملکرد خاصی دارند. آن‌ها اجزای ساختاری سلول‌ها و بافت‌های و همچنین بسیاری از آنزیم‌ها، هورمون‌ها و سلول‌های ایمنی و …را می‌سازند.
پروتئین‌های بدن به طور مداوم در طول زندگی ما در حال ترمیم و جایگزینی هستند.
ساختار پروتئین
ساختار اول تا چهارم پروتئین
بیشتر پروتئین‌ها بعد از سنتز، ساختارهای سه بعدی ویژه ی پیدا می‌کنند که به عنوان ساختار طبیعی آن‌ها شناخته می‌شود.
بسیاری از پروتئین‌ها می‌توانند به طور خود به خودی و بر اساس خصوصیات اسیدآمینه‌های سازنده خود و میان‌کنش آن‌ها با یکدیگر، ساختار طبیعی خود را پیدا کند اما گاهی پروتئین‌ها برای بدست آوردن ساختار سه بعدی خود به پروتئین‌های دیگری به نام چاپرون نیاز دارد.
- ساختار اولیه primary structure : توالی خطی آمینو اسید ها که که توسط پیوند پپتیدی به یکدیگر متصل شده اند.
- ساختار دوم secondary structure : تا خوردن موضعی زنجیره پلی پپتید که اکثرا تکرار منظم دارند، که بیشتر با کمک پیوندهای هیدروژنی شکل میگیرد. متداول‌ترین نمونه ساختار ثانویه پروتئین‌ها مارپیچ آلفا، صفحات بتا، پیچ ها و لوپ‌ها هستند.
- ساختار سوم tertiary structure : به پیکربندی کلی یک زنجیره پلی پپتید یا همان شکل سه بعدی و عملکردی سلول که اکثرا توسط پیوند کوالان دی سولفید شکل میگیرد . ساختار سوم پروتئین سخت و ثابت نیست و این ناپایداری در عملکرد سلول نقش بسزای دارد.
- ساختار چهارم quaternary: ساختار چهارم تعداد و موقعیت زیرواحد پروتئین‌را شرح میدهد. ساختار چهارم گذرا و لحظه‌ای است و به شرایط درون سلولی و میانکنش‌هایی که با ماکرومولکول‌ها و سایر ترکیبات سلولی بستگی دارد.
انواع پروتئین ها
پروتئین‌ها را بر اساس ساختمان سوم آن‌ها می‌توان به چهار گروه اصلی تقسیم‌بندی کرد:
- پروتئین های کروی: globular: پروتئین های کروی محلول، و بسیار فشرده و اکثرا کروی شکل هستند.
- پروتئین های رشته ایfibrous proteins:اغلب مولکول های بزرگ ، بلند و سختی هستند و گاهی زنجیره بلند و تکراری از پروتینئهای کروی هستند.اصولا نقش ساختاری دارند مانند کلاژن که جزء اصلی بافت همبند و فراوانترین پروتئین در پستاندران است یا کراتین که در ناخن و مو وجود دارد.
- پروتئین های غشایی: پروتئین‌های غشایی که در بین غشای سلول و اندامک ها قرار دارد اکثرا به عنوان گیرنده یا کانال‌هایی برای عبور مولکول‌های غشای سلول عمل می‌کنند.
- پروتئین های ذاتا بی نظم : پروتئین های ذاتا بی نظم با سه گروه قبل تفاوت اساسی دارد .این پروتین ها در نقش عملکردی خود فاقد ساختار منظمی است بسیار ساختار منعطفی دارد البته این بی نظمی برای عملکرد پروتئین نیاز است. پروتئین های بی نظم اکثرا به عنوان پیام رسان و تنظیم کننده نقش دارد.
