タンパク質は最も重要な有機物質ですその数は、生細胞に存在する他のすべての高分子よりも優勢です。それらは、植物と動物の両方の生物の乾物重量の半分以上を占めています。細胞内のタンパク質の機能は多様であり、それらのいくつかはまだ科学に知られていないままです。それでも、彼らの「仕事」の主な方向性はよく研究されています。細胞や組織で起こるプロセスを刺激するためにいくつかが必要です。他の人は重要なミネラル化合物を細胞膜を越えて血管を通してある器官から別の器官に運びます。いくつかは、外来の、しばしば病原体から体を保護します。一つはっきりしているのは、タンパク質なしでは私たちの体のプロセスは起こらないということです。
体内のタンパク質の機能は多様です。各グループには特定の化学構造があり、1つの特殊な「作業」を実行します。場合によっては、いくつかの種類のタンパク質が相互に関連しています。彼らは同じプロセスのさまざまな段階を担当しています。または、一度に複数に影響します。たとえば、タンパク質の調節機能は酵素やホルモンによって実行されます。この現象は、ホルモンのアドレナリンを思い出すことで想像できます。それは副腎髄質によって生成されます。血管に入ると、血液中の酸素量が増加します。血圧も上昇し、糖度が上昇します。これは代謝プロセスを刺激します。また、アドレナリンは魚、両生類、爬虫類の神経伝達物質です。
生きている細胞にたくさん流れる生物、生化学反応は高温で中性のpH値で実行されます。このような条件下では、通過速度が遅すぎるため、酵素と呼ばれる特殊な触媒が必要です。それらの多様性はすべて、アクションの特異性が異なる6つのクラスにまとめられています。酵素は細胞内のリボソーム上で合成されます。それらは酵素学の科学によって研究されています。
間違いなく、酵素なしで、規制タンパク質の機能。それらは作用の高い選択性を持っています。それらの活性は、阻害剤および活性剤によって調節することができます。さらに、酵素は一般に基質特異性を示します。また、酵素活性は、体内、特に細胞の状態に依存します。それらのコースは、圧力、酸性pH、温度、溶液のイオン強度、つまり細胞質内の塩の濃度に影響されます。
ケージは常に必要なものを受け取る必要があります体、ミネラル、有機物。それらは、セル内の建築材料およびエネルギー源として必要です。しかし、それらの受け取りのメカニズムはかなり複雑です。細胞膜はタンパク質だけでできているわけではありません。生体膜は、二重脂質層の原理に基づいて構築されています。それらの間に様々なタンパク質が埋め込まれています。親水性の領域が膜の表面にあり、疎水性の領域がその厚さであることが非常に重要です。したがって、この構造はシェルを不浸透性にします。糖、メトールのイオン、アミノ酸などの重要な成分は、「助け」なしにそれ自体を通過することはできません。それらは、脂質の層に埋め込まれている特殊なタンパク質によって、細胞膜を通って細胞質に輸送されます。
しかし、タンパク質の輸送機能は実行されていません細胞間物質と細胞の間だけ。生理学的プロセスに重要ないくつかの物質は、ある器官から別の器官に送達されなければなりません。たとえば、血液中の輸送タンパク質は血清アルブミンです。それは、脂肪の消化中に現れる脂肪酸、薬物、およびステロイドホルモンと化合物を形成する独特の能力に恵まれています。重要な担体タンパク質は、ヘモグロビン（酸素分子を送達する）、トランスフェリン（鉄イオンに結合する）、およびセルプラスミン（銅と複合体を形成する）です。
生理学の過程で非常に重要多細胞複合生物のプロセスには受容体タンパク質があります。それらは原形質膜に埋め込まれています。それらは、隣接する組織からだけでなく、外部環境からも細胞に継続的に流れ込んでいるさまざまな種類の信号の認識とデコードに役立ちます。現在、おそらく最も研究されている受容体タンパク質はアセチルコリンです。それは、細胞膜上の一連の介在ニューロン接触に位置しています。
しかし、タンパク質のシグナル伝達機能は実行されていませんセル内のみ。多くのホルモンは、その表面の特定の受容体に結合します。このような形成された接続は、細胞内の生理学的プロセスを活性化する信号です。そのようなタンパク質の例は、アデニル酸シクラーゼシステムで作用するインスリンです。
細胞内のタンパク質の機能は異なります。それらのいくつかは免疫応答に関与しています。これは、感染から体を保護します。免疫系は、膨大な数のリンパ球を合成することにより、同定された外来物質に応答することができます。これらの物質は、これらの薬剤を選択的に損傷する可能性があり、細菌、超分子粒子などの体に異物である可能性があり、または癌細胞である可能性があります。
グループの1つ-「ベータ」-リンパ球-は生成します血流に入るタンパク質。それらは非常に興味深い機能を持っています。これらのタンパク質は、外来細胞や高分子を認識しなければなりません。それからそれらはそれらと結合し、破壊されなければならない複合体を形成します。これらのタンパク質は免疫グロブリンと呼ばれます。外来成分自体が抗原です。そしてそれらに対応する免疫グロブリンは抗体です。
ボディでは、高度に専門化されていることに加えて、構造タンパク質もあります。それらは機械的強度を提供するために必要です。細胞内のタンパク質のこれらの機能は、形を維持し、体を若く保つために重要です。最も有名なのはコラーゲンです。これは、結合組織の細胞外マトリックスの主要なタンパク質です。高等哺乳類では、タンパク質の総質量の最大1/4です。コラーゲンは、結合組織の主要な細胞である線維芽細胞で合成されます。
細胞内のタンパク質のそのような機能は巨大です意味。コラーゲンに加えて、別の構造タンパク質が知られています-エラスチン。また、細胞外マトリックスの構成要素でもあります。エラスチンは、特定の制限内で伸び、簡単に元の形状に戻る能力を生地に与えることができます。構造タンパク質の別の例は、カイコの幼虫に見られるフィブロインです。絹糸の主成分です。
細胞内のタンパク質の役割を過大評価することはできません。彼らはまた、筋肉の働きにも参加しています。筋肉の収縮は重要な生理学的プロセスです。その結果、高分子の形で保存されたATPは化学エネルギーに変換されます。このプロセスに直接参加するのは、アクチンとミオシンの2つのタンパク質です。
これらのモータータンパク質は骨格筋の収縮系で機能する糸状分子。それらは真核細胞の非筋肉組織にも見られます。モータータンパク質の別の例はチューブリンです。べん毛や繊毛の重要な要素である微小管は、そこから作られています。また、チューブリンを含む微小管は、動物の神経組織の細胞に見られます。
タンパク質は細胞内で大きな役割を果たします。一部には、一般的に抗生物質と呼ばれるグループに割り当てられています。これらは天然由来の物質であり、原則としてバクテリア、微視的真菌、その他の微生物で合成されます。それらは、他の競合する生物の生理学的プロセスを抑制することを目的としています。タンパク質由来の抗生物質は40年代に発見されました。彼らは医学に革命をもたらし、開発に強力な推進力を与えました。
それらの化学的性質により、抗生物質は非常に多様なグループ。また、作用機序も異なります。いくつかは細胞内のタンパク質の合成を妨害し、2番目は重要な酵素の生産をブロックし、3番目は成長を阻害し、4番目は生殖を阻害します。たとえば、よく知られているストレプトマイシンは細菌細胞のリボソームと相互作用します。したがって、それらのタンパク質の合成は急激に遅くなります。さらに、これらの抗生物質は人体の真核生物のリボソームと相互作用しません。これは、これらの物質が高等哺乳類にとって毒性がないことを意味します。
これらは、細胞内のタンパク質のすべての機能からはほど遠いです。抗生物質の表では、これらの特定の天然化合物が細菌だけでなく、細菌に及ぼすことができる他の高度に特殊化された作用を決定することもできます。現在、タンパク質由来の抗生物質に関する研究が進行中であり、これはDNAと相互作用すると、遺伝情報の具体化に関連するプロセスを混乱させます。しかし、これまでのところ、そのような物質は腫瘍性疾患の化学療法でのみ使用されています。そのような抗生物質の例は、放線菌によって合成されるダクチノマイシンである。
細胞内のタンパク質は非常に機能します特定の、さらには並外れた。多くの生物が有毒物質、つまり毒素を生成します。その性質上、これらはタンパク質と複雑な低分子量有機化合物です。一例は、キノコの淡いヒキガエルの有毒な歯髄です。
いくつかのタンパク質は提供する機能を持っています動物や植物の胚の栄養。そのような例はたくさんあります。穀物種子の細胞におけるタンパク質の重要性は、まさにこれにあります。それらは、その開発の初期段階で新興の植物の芽を養うでしょう。動物では、食物タンパク質は卵白アルブミンとミルクカゼインです。
上記の例は、すでに存在する部分にすぎません十分に研究された。しかし、自然界には多くの謎があります。多くの生物種の細胞内のタンパク質は独特であり、現在、それらを分類することさえ困難です。たとえば、モネリンはアフリカの植物から発見され分離されたタンパク質です。肥満や毒性を引き起こすことなく、甘い味がします。将来的には砂糖の優れた代替品になる可能性があります。別の例は、この比較の文字通りの意味で不凍液として作用することによって血液が凍結するのを防ぐいくつかの北極の魚に見られるタンパク質です。多くの昆虫で、レシリンと呼ばれるタンパク質が翼の関節で発見されました。これは、独特の、ほぼ理想的な弾力性を持っています。そして、これらはまだ研究され分類されていない物質のすべての例からは程遠いです。
