A fehérjék nélkülözhetetlen szerves anyagokamelynek mennyisége uralkodik az összes többi makromolekulánál, amelyek egy élő sejtben vannak jelen. Ezek a növényi és állati szervezetek szárazanyag-tömegének több mint felét teszik ki. A fehérjék funkciói a sejtben változatosak, ezek közül néhány még nem ismert a tudomány számára. Ennek ellenére „munkájuk” fő irányait jól tanulmányozták. Néhányra van szükség a sejtekben és szövetekben zajló folyamatok stimulálásához. Mások fontos ásványi vegyületeket szállítanak a sejtmembránon és az erekben az egyik szervről a másikra. Vannak, akik védik a testet az idegen gyakran kórokozó kórokozók ellen. Egy dolog világos - fehérjék nélkül a testünkben egyetlen folyamat zajlik.
A fehérjék funkciói a testben változatosak.Minden csoportnak van sajátos kémiai szerkezete, egy speciális „munkát” végez. Bizonyos esetekben többféle fehérje van összekapcsolva. Egy folyamat különféle szakaszaiért felelõsek. Vagy egyszerre többet is érinthetnek. Például a fehérjék szabályozó funkcióját enzimek és hormonok végzik. Ezt a jelenséget az adrenalin hormon emlékezetében el lehet képzelni. A mellékvese medulla termeli. Az erekbe jutva növeli az oxigén mennyiségét a vérben. Növekszik a vérnyomás, nő a cukortartalom. Ez serkenti az anyagcserét. Az adrenalin a hal, kétéltű és hüllő idegrendszerének közvetítője.
Számos áramlik az élő sejtekbenAz organizmusok biokémiai reakcióit magas hőmérsékleten, semleges pH-értékkel hajtják végre. Ilyen körülmények között az áthaladás sebessége túl alacsony, ezért speciális enzimeknek nevezett katalizátorokra van szükség. Valamennyi változatosságot 6 osztályba sorolják, amelyek különböznek a fellépés sajátosságaitól. Az enzimeket a sejtek riboszómáin szintetizálják. Az enzimológia ezeket vizsgálja.
Kétségtelen, hogy a szabályozói tevékenység enzimek nélkül lehetetlen.fehérje funkció. Nagy a szelektivitásuk. Tevékenységüket gátlók és aktivátorok szabályozzák. Ezenkívül az enzimek általában specifitást mutatnak a szubsztrátokkal szemben. Az enzimatikus aktivitás a test és különösen a sejtek körülményeitől is függ. Lefolyásukat befolyásolja a nyomás, a sav pH-ja, a hőmérséklet, az oldat ionszilárdsága, vagyis a sók koncentrációja a citoplazmában.
A szükségesa test ásványi és szerves anyagai. Szükség van építőanyagként és energiaforrásként a cellákban. De a beérkezésük mechanizmusa meglehetősen bonyolult. A sejtmembránok nem csak fehérjékből állnak. A biológiai membránok a kettős lipidréteg elvén épülnek fel. Között különféle fehérjék épülnek fel. Nagyon fontos, hogy a hidrofil helyek a membrán felületén és vastagságában hidrofóbok legyenek. Így egy ilyen szerkezet a héjat átjárhatatlanná teszi. Az olyan fontos alkotóelemek, mint a cukrok, a metil-ionok és az aminosavak, önmagukban nem képesek átjutni rajtuk, „segítség” nélkül. A speciális fehérjéket a citoplazmatikus membránon keresztül a citoplazmába szállítják, amelyek a lipidek rétegeiben vannak elhelyezve.
A fehérjék szállítási funkcióját azonban nem hajtják végrecsak az intercelluláris anyag és a sejt között. Néhány, a fiziológiai folyamatok szempontjából fontos anyagot el kell juttatni az egyik szervből a másikba. A vérátviteli protein például a szérumalbumin. Egyedülálló képességgel rendelkezik, hogy vegyületeket képezzen zsírsavakkal, amelyek megjelennek a zsírok emésztése során, a gyógyszerekkel és a szteroid hormonokkal. Fontos hordozófehérjék a hemoglobin (oxigénmolekulákat szállítanak), a transferrin (vasionokkal kombinálva) és a ceruplasmin (komplexek képezve a réztel).
Nagyon fontos az élettani folyamat soránA többsejtű komplex organizmusokban lezajló folyamatokban receptorfehérjék vannak. A plazmamembránba vannak felszerelve. Különböző típusú jelek érzékelésére és dekódolására szolgálnak, amelyek folyamatos áramlásban nemcsak a szomszédos szövetekből, hanem a külső környezetből is belépnek a sejtekbe. Jelenleg talán a leginkább tanulmányozott receptor fehérje az acetilkolin. Számos interneuronális érintkezésben található a sejtmembránon.
De a fehérjék jelző funkciója nemcsak a sejtek belsejében. Számos hormon kötődik a felszínén levő specifikus receptorokhoz. Egy ilyen képződött vegyület egy olyan jel, amely aktiválja a sejtek fiziológiai folyamatait. Az ilyen fehérjékre példa az inzulin, amely az adenilát-cikláz-rendszerben hat.
A fehérjék funkciói a sejtben különböznek.Néhányan részt vesznek immunválaszokban. Ez megvédi a testet a fertőzésektől. Az immunrendszer hatalmas számú limfocita szintetizálásával képes reagálni az azonosított idegen ágensekre. Ezek az anyagok képesek ezeknek a szereknek a szelektív károsítására, idegennek lehetnek a testre, például baktériumok, szupramolekuláris részecskék vagy rákos sejtek.
Az egyik csoport - a "béta" limfociták - termelfehérjék, amelyek belépnek a véráramba. Nagyon érdekes funkciójuk van. Ezeknek a fehérjéknek fel kell ismerniük az idegen sejteket és a makromolekulákat. Ezután kapcsolatba lépnek velük, és komplexet képeznek, amely pusztításnak van kitéve. Ezeket a fehérjéket immunoglobulinoknak nevezzük. Az idegen komponensek maguk is antigének. És az ezeknek megfelelő immunglobulinok antitestek.
A testben a nagyon specializálódottstrukturális fehérjék is léteznek. Szükségesek a mechanikai szilárdsághoz. A sejtekben levő fehérjék ezen funkciói fontosak az alak megőrzéséhez és a test fiatalságának fenntartásához. A leghíresebb a kollagén. Ez a kötőszövetek extracelluláris mátrixának fő proteinje. Magasabb emlősöknél ez a fehérje teljes tömegének 1/4-ét teszi ki. A kollagént fibroblasztokban szintetizálják, amelyek a kötőszövet fő sejtjei.
Az ilyen fehérjefunkciók a sejtben hatalmasakérték. A kollagén mellett ismert egy másik szerkezeti protein is - az elasztin. Ez az extracelluláris mátrix alkotóeleme is. Az elasztin képes arra, hogy a szövetek bizonyos határokon belül nyújtsanak és könnyen visszatérjenek eredeti formájukba. A strukturális protein egy másik példája a fibroin, amelyet a selyemhernyó hernyókban találunk. Ez a selyemszálak fő alkotóeleme.
A fehérjéknek a sejtben betöltött szerepét nem lehet túlbecsülni.Részt vesznek az izmok munkájában. Az izmok összehúzódása fontos fiziológiai folyamat. Ennek eredményeként a makromolekulákként tárolt ATP kémiai energiává alakul. A folyamat közvetlen résztvevői két fehérje - aktin és miozin.
Ezek a motoros fehérjékrostos molekulák, amelyek a vázizmok összehúzódó rendszerében működnek. A nem izomszövetben is megtalálhatók az eukarióta sejtekben. A motoros fehérjék másik példája a tubulin. Beépülnek a mikrotubulusok, amelyek a flagella és cilia fontos eleme. A tubulint tartalmazó mikrotubulusok az állatok idegszövetének sejtjeiben is megtalálhatók.
A fehérjék védő szerepe a sejtben óriási.Részben egy olyan csoporthoz rendelik, amelyet általában antibiotikumoknak hívnak. Ezek természetes eredetű anyagok, amelyeket rendszerint baktériumokban, mikroszkopikus gombákban és más mikroorganizmusokban szintetizálnak. Céljuk más versengő szervezetek élettani folyamatainak elnyomása. Fehérje eredetű antibiotikumokat fedeztek fel a 40-es években. Forradalmasították az orvostudományt, erőteljes lendületet adva a fejlődésnek.
Az antibiotikumok nagyon kémiai természetűek.változatos csoport. Ezek különböznek a hatásmechanizmusban. Néhány zavarja a fehérjék szintézisét a sejtekben, a másik blokkolja a fontos enzimek termelését, a harmadik gátolja a növekedést, a negyedik a szaporodást. Például a jól ismert streptomycin kölcsönhatásba lép baktériumsejt riboszómákkal. Így a fehérje szintézis drasztikusan lelassul bennük. Ezek az antibiotikumok azonban nem lépnek kölcsönhatásba az emberi test eukarióta riboszómáival. Ez azt jelenti, hogy a magasabb emlősöknél ezek az anyagok nem mérgezőek.
Ezek messze vannak a sejtekben levő fehérjék összes funkciójától.Az antibiotikus anyagok táblázata lehetővé teszi számunkra, hogy meghatározzuk más, nagyon speciális tevékenységeket is, amelyeket ezek a speciális természetes vegyületek képesek gyakorolni a baktériumokra és nem csak. Jelenleg fehérje eredetű antibiotikumokkal foglalkoznak kutatásokkal, amelyek a DNS-sel való kölcsönhatás során megszakítják az örökletes információk megtestesítésével kapcsolatos folyamatokat. De bár ezeket az anyagokat csak onkológiai betegségek kemoterápiájában használják. Egy ilyen antibiotikus anyag példája az aktinomiciták által szintetizált daktinomicin.
A fehérjék a sejtben nagyon jól teljesítenekkonkrét és még rendkívüli is. Számos élő szervezet mérgező anyagokat - toxinokat - termel. Természetük szerint ezek fehérjék és komplex kis molekulatömegű szerves vegyületek. Például a gomba mérgező húsa egy sápadt mérges gomba.
Bizonyos fehérjék ellátásuk funkciójaállatok és növények embrióinak táplálása. Sok ilyen példa létezik. Pontosan ebben rejlik a fehérje fontossága a gabonamag sejtjében. Táplálják a feltörekvő növény rügyét a fejlődés korai szakaszában. Állatokban az étrendi fehérjék tojásalbumin és tejkazein.
A fenti példák csak a már létező részekkellően tanulmányozva. De a természetben sok rejtély létezik. Számos biológiai faj sejtjeiben található fehérjék egyediek, és jelenleg még nehéz osztályozni őket. A monellin például egy afrikai növényből származó és izolált protein. Íz édes, ám elhízott és nem mérgező. Kiváló helyettesítő lehet a cukor számára a jövőben. Egy másik példa egy olyan sarkvidéki halakban található protein, amely megakadályozza a vér fagyasztását, mivel ennek összehasonlítása szó szerinti fagyállóként hat. Számos rovarban a szárnycsuklásokban resilinnek nevezett fehérjét azonosítottak, amelynek egyedi, szinte ideális rugalmassága van. És ez nem minden olyan anyag példája, amelyet még meg kell vizsgálni és osztályozni.
