Proteiinit ovat tärkeimpiä orgaanisia aineita,jonka lukumäärä on hallitseva kaikilla muilla makromolekyyleillä, jotka ovat läsnä elävässä solussa. Ne muodostavat yli puolet sekä kasvien että eläinten eliöiden kuiva-aineesta. Solujen proteiinien toiminnot ovat moninaisia, osa tiedoista on vielä tuntematonta. Mutta niiden "työn" perusohjeet ovat kuitenkin hyvin tutkittuja. Jotkut ovat tarpeen solujen ja kudosten prosessien stimuloimiseksi. Toisilla on tärkeitä mineraaliyhdisteitä solukalvon läpi ja verisuonien kautta elimestä toiseen. Jotkut suojaavat kehoa vierailta, usein patogeenisiltä aineilta. Yksi asia on selvä - elimistössä ei ole mitään proteiineja.
Proteiinien toiminnot kehossa ovat moninaiset.Jokaisella ryhmällä on tietty kemiallinen rakenne, se suorittaa erikoistunutta "työtä". Joissakin tapauksissa useat proteiinityypit liittyvät toisiinsa. He ovat vastuussa yhden prosessin eri vaiheista. Tai he vaikuttavat useisiin ihmisiin kerralla. Esimerkiksi proteiinien säätelytoiminto suoritetaan entsyymeillä ja hormoneilla. Tämä ilmiö voidaan kuvitella muistamalla adrenaliinin hormoni. Se on valmistettu lisämunuaisen keskellä. Verisuonten sisäänsyöttö lisää veren hapen määrää. Verenpaine nousee myös, sokeripitoisuus kasvaa. Tämä stimuloi aineenvaihduntaprosesseja. Myös adrenaliini on hermoston välittäjä kaloissa, sammakkoeläimissä ja matelijoissa.
Lukuisia vuotoja elävissä soluissaorganismien biokemialliset reaktiot suoritetaan korkeissa lämpötiloissa ja neutraalilla pH: lla. Tällaisissa olosuhteissa niiden kulkunopeus on liian pieni, joten tarvitaan erikoistuneita katalyyttejä, joita kutsutaan entsyymeiksi. Kaikki niiden monimuotoisuus on yhdistetty 6 luokkaan, jotka poikkeavat toimen erityisyydestä. Entsyymit syntetisoidaan ribosomeilla soluissa. Heidän tutkimuksessaan käsitellään entsyymitutkimusta.
Epäilemättä ilman entsyymejä, sääntelyäproteiinien toiminta. Heillä on suuri toiminnan valikoivuus. Niiden toimintaa voidaan säätää inhibiittoreilla ja aktivaattoreilla. Lisäksi entsyymit yleensä osoittavat spesifisyyttä substraateille. Myös entsymaattinen aktiivisuus riippuu kehon olosuhteista ja erityisesti soluista. Niiden virtaukseen vaikuttaa liuoksen paine, happo-pH, lämpötila, ionivahvuus eli suolojen pitoisuus sytoplasmassa.
Solun täytyy jatkuvasti saada tarvittavaruumiin mineraali- ja orgaaniset aineet Niitä tarvitaan rakennusmateriaaleina ja energialähteinä soluissa. Mutta niiden vastaanottamisen mekanismi on melko monimutkainen. Solukalvot eivät sisällä ainoastaan proteiineja. Biologiset kalvot perustuvat kaksinkertaisen lipidikerroksen periaatteeseen. Eri proteiineja rakennetaan niiden väliin. On erittäin tärkeää, että hydrofiiliset alueet ovat kalvon pinnalla ja hydrofobiset alueet ovat sen paksuus. Siten tällainen rakenne tekee kuoresta läpäisemättömän. Sen kautta ei voi itsenäisesti, ilman "apua", käydä läpi sellaisia tärkeitä komponentteja kuin sokereita, metiinien ja aminohappojen ioneja. Sytoplasmamembraanin läpi sytoplasmaan ne kuljetetaan erikoistuneilla proteiineilla, jotka on upotettu lipidikerroksiin.
Mutta proteiinien kuljetusfunktio ei olevain solunsisäisen aineen ja solun välillä. Jotkin fysiologisiin prosesseihin tärkeät aineet on toimitettava yhdestä elimestä toiseen. Esimerkiksi veren kuljetusproteiini on seerumialbumiini. Se on ainutlaatuinen kyky muodostaa yhdisteitä rasvahappojen kanssa, jotka esiintyvät ruoansulatuskanavan, lääkkeiden sekä steroidihormonien digestoitumisen yhteydessä. Tärkeitä kantajaproteiineja ovat hemoglobiini (happi-molekyylit), transferriini (joka yhdistyy rauta-ionien kanssa) ja ceruplazmin (muodostavat kompleksit kuparin kanssa).
Suuri arvo fysiologian aikanaprosesseissa monisoluisissa monimutkaisissa organismeissa on proteiinireseptoreita. Ne asennetaan plasmamembraaniksi. Ne palvelevat eri signaalien havaitsemiseen ja dekoodaamiseen, jotka virtaavat jatkuvasti soluihin paitsi naapurikudoksista myös ulkoisesta ympäristöstä. Tällä hetkellä ehkä tutkittujen proteiinireseptori on asetyylikoliini. Se sijaitsee solukalvon solukontaktin sarjassa.
Mutta proteiinien signaalitoiminto ei olevain solujen sisällä. Monet hormonit sitoutuvat spesifisiin reseptoreihin niiden pinnalla. Tällainen muodostettu yhteys on signaali, joka aktivoi fysiologiset prosessit soluissa. Esimerkki tällaisista proteiineista on adenylaattisyklaasijärjestelmään vaikuttava insuliini.
Proteiinien toiminnot solussa ovat erilaiset.Jotkut heistä ovat mukana immuunivasteeseen. Se suojaa elimistöä infektioita. Immuunijärjestelmä voi reagoida vieraisiin aineita, jotka tunnistetaan synteesi valtava määrä lymfosyyttejä. Nämä aineet kykenevät selektiivisesti vahingoittaa näitä aineita, ne voivat olla vieraita organismin, kuten bakteerit, supramolekulaariset hiukkasia, tai se voi olla syöpäsoluja.
Yksi ryhmistä - beta-lymfosyytit - tuottaaproteiineja, jotka kuuluvat verenkiertoon. Heillä on erittäin mielenkiintoinen tehtävä. Näiden proteiinien on tunnettava vieraat solut ja makromolekyylit. Sitten he yhdistävät heidät muodostaen monimutkaisen, joka on tuhoutunut. Näitä proteiineja kutsutaan immunoglobuliineiksi. Ulkoiset komponentit itse ovat antigeeneja. Ja immunoglobuliinit, jotka vastaavat niitä - vasta-aineita.
Kehossa, lisäksi erittäin erikoistunut,rakenteellisia proteiineja on myös. Ne ovat tarpeen mekaanisen lujuuden aikaansaamiseksi. Nämä proteiinien toiminnot solussa ovat tärkeitä kehon säilyttämiseksi ja kehon nuorten säilyttämiseksi. Tunnetuin on kollageeni. Tämä on sidekudosten solunulkoisen matriisin pääproteiini. Korkeammissa nisäkkäissä se on jopa 1/4 proteiinien kokonaismassasta. Kollageeni syntetisoidaan fibroblasteissa, jotka ovat sidekudosten pääsolu.
Sellaisilla proteiinien toiminnoilla solussa on valtava määräarvoa. Kollageenin lisäksi tunnetaan toinen rakenteellinen proteiini, elastiini. Se on myös solunulkoisen matriisin ainesosa. Elastiini kykenee antamaan kudokselle kyvyn venyttää tietyissä rajoissa ja palaa helposti alkuperäiseen muotoonsa. Toinen esimerkki rakenteellisesta proteiinista on fibriini, joka löytyy silkkiäistoukkien toiveista. Tämä on silkkikanojen pääkomponentti.
Proteiinien roolia solussa ei voida yliarvioida.He osallistuvat lihasten työhön. Lihaskipu on tärkeä fysiologinen prosessi. Tämän seurauksena ATP muunnetaan kemialliseksi energiaksi varastoituina makromolekyyleiksi. Prosessin välittömät osallistujat ovat kaksi proteiinia - aktini ja myosiini.
Nämä moottoriproteiinit ovatrihmamolekyylit, jotka toimivat luurankolihaksen supistumisjärjestelmässä. Ne löytyvät myös ei-lihaskudoksista eukaryoottisissa soluissa. Toinen esimerkki moottoriproteiineista on tubuliini. Niistä muodostuu mikrotubuleja, jotka ovat tärkeä elementti flagella ja cilia. Myös tubuliinia sisältävät mikrotubulukset havaitaan eläinten hermokudoksen soluissa.
Proteiinien suojaava rooli solussa on valtava.Osa siitä annetaan ryhmälle, jota kutsutaan antibiooteiksi. Nämä ovat luonnon alkuperää olevia aineita, jotka syntetisoidaan yleensä bakteereihin, mikroskooppisiin sieniin ja muihin mikro-organismeihin. Niiden tarkoituksena on tukahduttaa muiden kilpailevien organismien fysiologiset prosessit. Valkuaisen alkuperä antibiootteja löydettiin 1940-luvulla. He mullistivat lääketieteen, antaen sille voimakas sysäys kehitykselle.
Antibiootit ovat hyvin kemiallisiamonipuolinen ryhmä. Ne eroavat toi- mintamekanismissa. Jotkut häiritsevät proteiinien synteesiä solujen sisällä, toinen estää tärkeiden entsyymien tuotannon, toiset estävät kasvua, neljäs - toisinto. Esimerkiksi hyvin tunnettu streptomysiini on vuorovaikutuksessa bakteerisolujen ribosomien kanssa. Niinpä proteiinisynteesi hidastuu dramaattisesti niissä. Samalla nämä antibiootit eivät ole vuorovaikutuksessa ihmisen kehon eukaryoottisten ribosomien kanssa. Tämä tarkoittaa sitä, että korkeammille nisäkkäille nämä aineet eivät ole myrkyllisiä.
Tämä ei ole kaikkien proteiinien funktio solussa.Antibioottisten aineiden pöydän avulla voidaan määrittää muita erittäin erikoistuneita toimia, joita nämä erityiset luonnolliset yhdisteet voivat vaikuttaa bakteereihin eikä vain. Tällä hetkellä tutkitaan antibioottiproteiineja, jotka rikkovat DNA: n kanssa vuorovaikutusta ja rikkovat perinnöllisen informaation toteutukseen liittyviä prosesseja. Mutta vaikka tällaisia aineita käytetään vain onkologisten sairauksien kemoterapiaan. Esimerkki tällaisesta antibioottisesta aineesta on daktinomysiini, jota syntetisoivat aktinomyytit.
Solujen proteiinit toimivat hyvinerityisiä ja jopa satunnaisia. Useat elävät organismit tuottavat myrkyllisiä aineita - toksiineja. Nämä ovat luonteeltaan proteiineja ja monimutkaisia pienimolekyylisiä orgaanisia yhdisteitä. Esimerkkinä voit tuoda myrkyllisen sienen sieniin kalpean toadstoolin.
Jotkut proteiinit toimivateläinten ja kasvien alkioiden ravinnosta. Tällaisia esimerkkejä on monia. Tämä on proteiinin merkitys viljan siementen solussa. He ravitsevat kasvaneen kasvupaikan kehityksensä ensimmäisissä vaiheissa. Eläimissä ruokavalion proteiinit ovat munan albumiini ja maitokaseiini.
Yllä olevat esimerkit ovat vain osa, joka jo ontutkittu riittävästi. Luonnossa on kuitenkin monia mysteerejä. Monien lajien solussa olevat proteiinit ovat ainutlaatuisia, ja tällä hetkellä on vaikea luokitella niitä. Esimerkiksi monellini on proteiini, joka on löydetty ja eristetty afrikkalaisesta kasveista. Se maistuu makealta, mutta se ei aiheuta lihavuutta eikä ole myrkyllistä. Tulevaisuudessa tämä voi olla erinomainen korvike sokerille. Toinen esimerkki - eräissä arktisissa kaloissa löydetty proteiini estää veren jäätymisen, joka toimii jäätymisenestona tämän vertailun kirjaimellisessa mielessä. Useat hyönteiset siipien liitoksissa paljastivat kumiproteiinin, jolla on ainutlaatuinen, melkein ihanteellinen elastisuus. Tämä ei ole missään nimessä kaikki esimerkkejä aineista, joita ei vielä tutkita ja luokitella.
