Lær om de 4 typene proteinstrukturer

De fire typene proteinstrukturer

Illustrasjon av Nusha Ashjaee. ThoughtCo.





Proteiner er biologiske polymerer består av aminosyrer . Aminosyrer, koblet sammen med peptidbindinger, danner en polypeptidkjede. En eller flere polypeptidkjeder vridd til en 3D-form danner et protein. Proteiner har komplekse former som inkluderer forskjellige folder, løkker og kurver. Folding i proteiner skjer spontant. Kjemisk binding mellom deler av polypeptidkjeden hjelper til med å holde proteinet sammen og gi det form. Det er to generelle klasser av proteinmolekyler: globulære proteiner og fibrøse proteiner. Kuleformede proteiner er generelt kompakte, løselige og sfæriske i form. Fibrøse proteiner er vanligvis forlengede og uløselige. Kuleformede og fibrøse proteiner kan ha en eller flere av fire typer proteinstruktur.

Fire proteinstrukturtyper

De fire nivåene av proteinstruktur skilles fra hverandre ved graden av kompleksitet i polypeptidkjeden. Et enkelt proteinmolekyl kan inneholde en eller flere av proteinstrukturtypene: primær, sekundær, tertiær og kvartær struktur.



1. Primærstruktur

Primær struktur beskriver den unike rekkefølgen aminosyrer er knyttet sammen for å danne et protein. Proteiner er laget av et sett med 20 aminosyrer. Generelt har aminosyrer følgende strukturelle egenskaper:

    Et karbon (alfa-karbonet) bundet til de fire gruppene nedenfor: Et hydrogenatom (H) En karboksylgruppe (-COOH) En aminogruppe (-NH2) En 'variabel' gruppe eller 'R' gruppe

Alle aminosyrer har alfa-karbon bundet til et hydrogenatom, en karboksylgruppe og en aminogruppe. De 'R' gruppe varierer mellom aminosyrer og bestemmer forskjellene mellom disse proteinmonomerer . Aminosyresekvensen til et protein bestemmes av informasjonen som finnes i cellene genetisk kode . Rekkefølgen av aminosyrer i en polypeptidkjede er unik og spesifikk for et bestemt protein. Å endre en enkelt aminosyre forårsaker en genmutasjon , som oftest resulterer i et ikke-fungerende protein.



2. Sekundær struktur

Sekundær struktur refererer til viklingen eller foldingen av en polypeptidkjede som gir proteinet sin 3D-form. Det er to typer sekundære strukturer observert i proteiner. En type er alfa (α) helix struktur. Denne strukturen ligner en spiralfjær og er sikret ved hydrogenbinding i polypeptidkjeden. Den andre typen sekundær struktur i proteiner er beta (β) plissert ark . Denne strukturen ser ut til å være foldet eller plissert og holdes sammen av hydrogenbinding mellom polypeptidenheter i den foldede kjeden som ligger ved siden av hverandre.

3. Tertiær struktur

Tertiær struktur refererer til den omfattende 3D-strukturen til polypeptidkjeden til en protein . Det er flere typer bindinger og krefter som holder et protein i sin tertiære struktur.

    Hydrofobe interaksjoneri stor grad bidra til folding og forming av et protein. 'R'-gruppen til aminosyren er enten hydrofob eller hydrofil. Aminosyrene med hydrofile 'R'-grupper vil søke kontakt med sitt vandige miljø, mens aminosyrer med hydrofobe 'R'-grupper vil søke å unngå vann og posisjonere seg mot midten av proteinet. ? Hydrogenbindingi polypeptidkjeden og mellom aminosyre 'R'-grupper bidrar til å stabilisere proteinstrukturen ved å holde proteinet i formen etablert av de hydrofobe interaksjonene.
  • På grunn av proteinfolding, ionisk binding kan oppstå mellom de positivt og negativt ladede 'R'-gruppene som kommer i nær kontakt med hverandre.
  • Folding kan også resultere i kovalent binding mellom 'R'-gruppene av cysteinaminosyrer. Denne typen binding danner det som kalles en disulfidbro . Interaksjoner kalt van der Waals styrker også bidra til stabilisering av proteinstruktur. Disse interaksjonene gjelder de attraktive og frastøtende kreftene som oppstår mellom molekyler som blir polariserte. Disse kreftene bidrar til bindingen som oppstår mellom molekyler.

4. Kvartær struktur

Kvartær struktur refererer til strukturen til et proteinmakromolekyl dannet av interaksjoner mellom flere polypeptidkjeder. Hver polypeptidkjede blir referert til som en underenhet. Proteiner med kvartær struktur kan bestå av mer enn én av samme type proteinunderenhet. De kan også være sammensatt av forskjellige underenheter. Hemoglobin er et eksempel på et protein med kvartær struktur. Hemoglobin, funnet i blod , er et jernholdig protein som binder oksygenmolekyler. Den inneholder fire underenheter: to alfa-underenheter og to beta-underenheter.

Hvordan bestemme proteinstrukturtype

Den tredimensjonale formen til et protein bestemmes av dets primære struktur. Rekkefølgen av aminosyrer etablerer et proteins struktur og spesifikke funksjon. De distinkte instruksjonene for rekkefølgen av aminosyrer er utpekt av gener i en celle. Når en celle oppfatter et behov for proteinsyntese, vil DNA nøster opp og blir transkribert til en RNA kopi av den genetiske koden. Denne prosessen kalles DNA-transkripsjon . RNA kopien er deretter oversatt å produsere et protein. Den genetiske informasjonen i DNA bestemmer den spesifikke sekvensen av aminosyrer og det spesifikke proteinet som produseres. Proteiner er eksempler på én type biologisk polymer. Sammen med proteiner, karbohydrater , lipider , og nukleinsyrer utgjør de fire hovedklassene av organiske forbindelser i livet celler .