הפילוסוף המפורסם אמר פעם:"החיים הם צורה של קיומם של גופים חלבונים." והוא צדק בהחלט, כי זה חומר אורגני זה הוא הבסיס של רוב האורגניזמים. חלבון Quaternary יש את המבנה המורכב ביותר ואת המאפיינים הייחודיים. המאמר שלנו יוקדש לו. גם לשקול את המבנה של מולקולות חלבון.
קבוצה גדולה של חומרים אורגניים משלבנכס משותף אחד. הם מורכבים מכמה יסודות כימיים. הם נקראים אורגנוגניים. אלה מימן, חמצן, פחמן וחנקן. הם מהווים חומר אורגני.
תכונה נפוצה נוספת היאכי הם כל biopolymers. אלה הם מקרומולקולות גדולות. הם מורכבים ממספר רב של חלקים חוזרים, הנקראים מונומרים. עבור פחמימות, אלה הם monosaccharides, עבור שומנים - גליצרין וחומצות שומן. אבל DNA ו- RNA מורכבים מנוקליאוטידים.
מונומרים חלבון הם חומצות אמינו, כל אחדאשר יש המבנה הכימי שלה. הבסיס של מונומר זה הוא אטום פחמן, הוא יוצר ארבע קשרים. הראשון הוא עם אטום מימן. והשני והשלישי, בהתאמה, נוצרים עם קבוצת אמינו וקרבוקס. הם קובעים לא רק את המבנה של מולקולות biopolymer, אלא גם את המאפיינים שלהם. הקבוצה האחרונה במולקולת חומצת האמינו נקראת רדיקלית. זוהי בדיוק קבוצת האטומים שבה כל מונומרים שונים זה מזה, אשר גורם מגוון עצום של חלבונים ויצורים חיים.
אחד המאפיינים האופייניים של אלה אורגניחומרים הם שהם יכולים להתקיים ברמות שונות של הארגון. זהו המבנה הראשוני, המשני, השלישוני, הרבעוני של החלבון. כל אחד מהם יש תכונות מסוימות ואיכויות.
מבנה החלבון הזה הוא הכי קלמבנה. זוהי שרשרת של חומצות אמינו המחוברים על ידי קשרים פפטידים. הם נוצרים בין קבוצות אמינו וקרבוקס של המולקולות השכנות.
כאשר שרשרת חומצות האמינו מתפתלתספירלה, המבנה המשני של החלבון נוצר. הקשר במולקולה כזו נקרא מימן, והאטומים שלו מהווים את האלמנטים בעלי אותו שם בקבוצות התפקודיות של חומצות אמינו. בהשוואה לאלה של פפטיד, יש להם חוזק נמוך בהרבה, אך הם מסוגלים לשמור על מבנה זה.
אבל המבנה הבא הוא סבך שבוספירלה של חומצות אמינו מפותלת. זה נקרא גם כדורית. זה קיים בזכות הקשרים הנובעים בין שאריות של חומצת אמינו מסוימת בלבד - ציסטאין. הם נקראים דיסולפיד. קשרים הידרופוביים ואלקטרוסטטיים תומכים גם במבנה זה. הראשונים הם תוצאה של משיכה בין חומצות אמינו במדיום מימי. בתנאים כאלה, שאריות הידרופובי שלהם למעשה "נדבקים זה לזה" ויוצרים כדורית. בנוסף, לרדיקלים של חומצות אמינו יש מטענים הפוכים שמושכים זה את זה. כתוצאה מכך נוצרים קשרים אלקטרוסטטיים נוספים.
המבנה הרבעוני של החלבון הוא הגבוה ביותרמסובך. זו תוצאה של מיזוג של כמה כדוריות. הם יכולים להשתנות הן בהרכב הכימי והן בארגון המרחבי. אם החלבון במבנה הרבעוני נוצר רק משאריות חומצות אמינו, זה פשוט. ביו-פולימרים כאלה נקראים גם חלבונים. אך במקרה בו רכיבים שאינם חלבונים נקשרים למולקולות אלה, מתעוררים חלבונים. לרוב מדובר בשילוב של חומצות אמינו עם פחמימות, שאריות חומצות גרעין וזרחן, ליפידים, אטומי ברזל ונחושת. בטבע ידועים גם קומפלקסים של חלבונים עם חומרים צבעוניים טבעיים - פיגמנטים. מבנה זה של מולקולות חלבון מורכב יותר.
הצורה המרחבית של המבנה הרבעוניחלבון הוא קריטי לתכונותיו. מדענים מצאו כי ביו-פולימרים פיליפיים או פיברריים אינם מתמוססים במים. הם מבצעים פונקציות חיוניות עבור אורגניזמים חיים. אז חלבוני שרירים אקטין ומיוזין מספקים תנועה, והקרטין הוא הבסיס לשערם של בני אדם ובעלי חיים. חלבונים ממבנה רבעוני או כדוריים מסיסים מאוד במים. תפקידם בטבע שונה. חומרים כאלה יכולים להעביר גזים כמו המוגלובין בדם, לפרק מזון כמו פפסין או לבצע תפקיד מגן, כמו נוגדנים.
חלבון מבנה רביעוני, במיוחדכדורית, יכולה לשנות את המבנה שלה. תהליך זה מתרחש בהשפעת גורמים שונים. לרוב מדובר בטמפרטורות גבוהות, חומצות מרוכזות או מתכות כבדות.
Если молекула белка раскручивается до цепи חומצות אמינו, תכונה זו נקראת denaturation. זהו תהליך הפיך. מבנה זה מסוגל ליצור שוב כדוריות של מולקולות. תהליך הפוך זה נקרא שינוי מחדש. אם מולקולות של חומצות אמינו נפרדות זו מזו וקשרי פפטיד נשברים, מתרחשת הרס. תהליך זה בלתי הפיך. לא ניתן לשחזר חלבון כזה. ההרס בוצע על ידי כל אחד מאיתנו כאשר ביצים מטוגנות מטוגנות.
לפיכך, המבנה הרבעוני של חלבון הוא סוג הקשר הנוצר במולקולה נתונה. הוא חזק דיו, אך תחת השפעת גורמים מסוימים הוא יכול לקרוס.
