Selon la théorie d'Oparin-Haldane, la vie sur notre planète provient d'une gouttelette coacervée. C'était aussi une molécule de protéine. Autrement dit, la conclusion s'ensuit que ce sont ces composés chimiques qui sont à la base de toute vie qui existe aujourd'hui. Mais que sont les structures protéiques ? Quel rôle jouent-ils dans le corps et la vie des gens aujourd'hui ? Quels types de protéines existe-t-il ? Essayons de comprendre.
Protéines: un concept général
Du point de vue de la structure chimique, la molécule de la substance en question est une séquence d'acides aminés reliés entre eux par des liaisons peptidiques.
Chaque acide aminé a deux groupes fonctionnels:
- carboxylique -COOH;
- groupe amino -NH2.
C'est entre eux qu'une liaison se forme dans différentes molécules. Ainsi, la liaison peptidique a la forme -CO-NH. Une molécule de protéine peut contenir des centaines ou des milliers de ces groupes, cela dépendra de la substance spécifique. Les types de protéines sont très divers. Parmi eux, il y a ceux qui contiennent des acides aminés essentiels pour le corps, ce qui signifie qu'ils doivent être ingérés avec de la nourriture. Il existe des variétés qui remplissent des fonctions importantes dans la membrane cellulaire etson cytoplasme. Des catalyseurs biologiques sont également isolés - des enzymes, qui sont également des molécules de protéines. Ils sont largement utilisés dans la vie humaine et ne participent pas seulement aux processus biochimiques des êtres vivants.
Le poids moléculaire des composés considérés peut aller de plusieurs dizaines à plusieurs millions. Après tout, le nombre d'unités monomères dans une grande chaîne polypeptidique est illimité et dépend du type d'une substance particulière. La protéine sous sa forme pure, dans sa conformation native, peut être vue lors de l'examen d'un œuf de poule cru. Une masse colloïdale jaune clair, transparente et dense, à l'intérieur de laquelle se trouve le jaune - c'est la substance souhaitée. La même chose peut être dite pour le fromage cottage faible en gras, Ce produit est également une protéine presque pure sous sa forme naturelle.
Cependant, tous les composés considérés n'ont pas la même structure spatiale. Au total, quatre organisations de la molécule sont distinguées. Les types de structures protéiques déterminent ses propriétés et indiquent la complexité de la structure. Il est également connu que les molécules plus intriquées dans l'espace subissent un traitement intensif chez les humains et les animaux.
Types de structures protéiques
Il y en a quatre au total. Considérez ce que chacun d'eux est.
- Primaire. Représente la séquence linéaire habituelle d'acides aminés reliés par des liaisons peptidiques. Il n'y a pas de torsions spatiales, pas de spiralisation. Le nombre de liens inclus dans le polypeptide peut atteindre plusieurs milliers. Types de protéines avecstructure similaire - glycylalanine, insuline, histones, élastine et autres.
- Secondaire. Il est constitué de deux chaînes polypeptidiques torsadées en forme de spirale et orientées l'une vers l'autre par des spires formées. Dans ce cas, des liaisons hydrogène se forment entre eux, les maintenant ensemble. C'est ainsi qu'une seule molécule de protéine se forme. Les types de protéines de ce type sont les suivants: lysozyme, pepsine et autres.
- Conformation tertiaire. Il s'agit d'une structure secondaire densément tassée et enroulée de manière compacte. Ici, d'autres types d'interactions apparaissent, en plus des liaisons hydrogène - il s'agit de l'interaction de van der Waals et des forces d'attraction électrostatique, contact hydrophile-hydrophobe. Des exemples de structures sont l'albumine, la fibroïne, la protéine de soie et autres.
- Quaternaire. La structure la plus complexe, qui est constituée de plusieurs chaînes polypeptidiques enroulées en spirale, enroulées en boule et réunies en un globule. Des exemples tels que l'insuline, la ferritine, l'hémoglobine, le collagène illustrent une telle conformation protéique.
Si nous considérons en détail toutes les structures données des molécules d'un point de vue chimique, l'analyse prendra beaucoup de temps. En effet, plus la configuration est élevée, plus sa structure est complexe et intriquée, plus on observe de types d'interactions dans la molécule.
Dénaturation des molécules de protéines
L'une des propriétés chimiques les plus importantes des polypeptides est leur capacité à se décomposer sous l'influence de certaines conditions ou d'agents chimiques. Alors,par exemple, divers types de dénaturation des protéines sont répandus. Quel est ce processus ? Elle consiste en la destruction de la structure native de la protéine. C'est-à-dire que si initialement la molécule avait une structure tertiaire, elle s'effondrera après l'action d'agents spéciaux. Cependant, la séquence des résidus d'acides aminés reste inchangée dans la molécule. Les protéines dénaturées perdent rapidement leurs propriétés physiques et chimiques.
Quels réactifs peuvent conduire au processus de destruction de la conformation ? Il y en a plusieurs.
- Température. Lorsqu'il est chauffé, il se produit une destruction progressive de la structure quaternaire, tertiaire et secondaire de la molécule. Visuellement, cela peut être observé, par exemple, lors de la friture d'un œuf de poule ordinaire. La "protéine" résultante est la structure primaire du polypeptide d'albumine qui se trouvait dans le produit brut.
- Radiation.
- Action avec des agents chimiques puissants: acides, alcalis, sels de métaux lourds, solvants (par exemple, alcools, éthers, benzène et autres).
Ce processus est parfois aussi appelé fusion moléculaire. Les types de dénaturation des protéines dépendent de l'agent sous l'action duquel elle s'est produite. De plus, dans certains cas, le processus inverse a lieu. C'est la renaturation. Toutes les protéines ne sont pas capables de restaurer leur structure, mais une partie importante d'entre elles peuvent le faire. Ainsi, des chimistes d'Australie et d'Amérique ont procédé à la renaturation d'un œuf de poule bouilli à l'aide de certains réactifs et d'une méthode de centrifugation.
Ce processus est important pour les organismes vivants dans la synthèse du polypeptidechaînes de ribosomes et d'ARNr dans les cellules.
Hydrolyse d'une molécule de protéine
En plus de la dénaturation, les protéines sont caractérisées par une autre propriété chimique - l'hydrolyse. C'est aussi la destruction de la conformation native, mais pas de la structure primaire, mais complètement des acides aminés individuels. Une partie importante de la digestion est l'hydrolyse des protéines. Les types d'hydrolyse des polypeptides sont les suivants.
- Chimique. Basé sur l'action des acides ou des alcalis.
- Biologique ou enzymatique.
Cependant, l'essence du processus reste inchangée et ne dépend pas des types d'hydrolyse des protéines qui ont lieu. En conséquence, des acides aminés sont formés, qui sont transportés vers toutes les cellules, organes et tissus. Leur transformation ultérieure consiste en la participation à la synthèse de nouveaux polypeptides, déjà ceux qui sont nécessaires à un organisme particulier.
Dans l'industrie, le processus d'hydrolyse des molécules de protéines est utilisé uniquement pour obtenir les bons acides aminés.
Fonctions des protéines dans le corps
Différents types de protéines, glucides, lipides sont des composants vitaux pour le fonctionnement normal de toute cellule. Et cela signifie tout l'organisme dans son ensemble. Par conséquent, leur rôle est largement dû au degré élevé d'importance et d'ubiquité au sein des êtres vivants. Plusieurs fonctions principales des molécules polypeptidiques peuvent être distinguées.
- Catalyseur. Elle est réalisée par des enzymes qui ont une structure protéique. Nous en reparlerons plus tard.
- Structural. Types de protéines et leursles fonctions dans le corps affectent principalement la structure de la cellule elle-même, sa forme. De plus, les polypeptides qui jouent ce rôle forment les cheveux, les ongles, les coquilles de mollusques et les plumes d'oiseaux. Ils sont aussi une certaine armature dans le corps de la cellule. Le cartilage est également composé de ces types de protéines. Exemples: tubuline, kératine, actine et autres.
- Réglementaire. Cette fonction se manifeste dans la participation des polypeptides à des processus tels que: la transcription, la traduction, le cycle cellulaire, l'épissage, la lecture de l'ARNm et autres. Dans chacun d'eux, ils jouent un rôle important en tant que contrôleur de la circulation.
- Signal. Cette fonction est assurée par des protéines situées sur la membrane cellulaire. Ils transmettent des signaux différents d'une unité à l'autre, ce qui entraîne une communication entre les tissus. Exemples: cytokines, insuline, facteurs de croissance et autres.
- Transports. Certains types de protéines et les fonctions qu'elles remplissent sont tout simplement vitales. Cela se produit, par exemple, avec la protéine hémoglobine. Il transporte l'oxygène de cellule en cellule dans le sang. Pour une personne, il est irremplaçable.
- Rechange ou sauvegarde. Ces polypeptides s'accumulent dans les plantes et les œufs d'animaux en tant que source de nutrition et d'énergie supplémentaires. Un exemple est les globulines.
- Motif. Une fonction très importante, surtout pour les organismes et les bactéries les plus simples. Après tout, ils ne peuvent se déplacer qu'à l'aide de flagelles ou de cils. Et ces organites, de par leur nature, ne sont rien de plus que des protéines. Des exemples de tels polypeptides sont les suivants: myosine, actine, kinésine et autres.
Il est évident que les fonctions des protéines dans le corps humain et d'autresles êtres vivants sont très nombreux et importants. Cela confirme une fois de plus que la vie sur notre planète est impossible sans les composés que nous envisageons.
Fonction protectrice des protéines
Les polypeptides peuvent protéger contre diverses influences: chimiques, physiques, biologiques. Par exemple, si le corps est en danger sous la forme d'un virus ou d'une bactérie de nature étrangère, les immunoglobulines (anticorps) entrent en conflit avec eux, jouant un rôle protecteur.
Si nous parlons d'effets physiques, alors la fibrine et le fibrinogène, qui sont impliqués dans la coagulation du sang, jouent ici un grand rôle.
Protéines alimentaires
Les types de protéines alimentaires sont les suivants:
- complet - ceux qui contiennent tous les acides aminés nécessaires à l'organisme;
- incomplet - ceux dans lesquels la composition en acides aminés est incomplète.
Cependant, les deux sont importants pour le corps humain. Surtout le premier groupe. Chaque personne, surtout pendant les périodes de développement intensif (enfance et adolescence) et de puberté, doit maintenir en elle un niveau constant de protéines. Après tout, nous avons déjà examiné les fonctions que remplissent ces molécules étonnantes, et nous savons que pratiquement aucun processus, aucune réaction biochimique en nous ne peut se passer de la participation des polypeptides.
C'est pourquoi vous devez consommer chaque jour des apports protéiques quotidiens, contenus dans les produits suivants:
- oeuf;
- lait;
- fromage cottage;
- viande et poisson;
- haricots;
- soja;
- haricots;
- cacahuètes;
- blé;
- avoine;
- lentilles et autres.
Si vous consommez 0,6 g d'un polypeptide par kg de poids par jour, une personne ne manquera jamais de ces composés. Si pendant longtemps le corps ne reçoit pas les protéines nécessaires, une maladie survient, qui porte le nom de famine en acides aminés. Cela entraîne de graves troubles métaboliques et, par conséquent, de nombreuses autres affections.
Protéines en cage
À l'intérieur de la plus petite unité structurelle de tous les êtres vivants - les cellules - se trouvent également des protéines. De plus, ils y remplissent presque toutes les fonctions ci-dessus. Tout d'abord, le cytosquelette de la cellule est formé, constitué de microtubules, de microfilaments. Il sert à maintenir la forme, ainsi qu'au transport à l'intérieur entre les organites. Divers ions et composés se déplacent le long des molécules de protéines, comme le long des canaux ou des rails.
Le rôle des protéines immergées dans la membrane et situées à sa surface est également important. Ici, ils remplissent à la fois les fonctions de récepteur et de signal, participent à la construction de la membrane elle-même. Ils montent la garde, ce qui signifie qu'ils jouent un rôle protecteur. Quels types de protéines dans la cellule peuvent être attribués à ce groupe ? Il existe de nombreux exemples, en voici quelques-uns.
- Actine et myosine.
- Élastine.
- Kératine.
- Collagène.
- Tubuline.
- Hémoglobine.
- Insuline.
- Transcobalamine.
- Transferrin.
- Albumin.
Il y a plusieurs centainesdifférents types de protéines qui se déplacent constamment dans chaque cellule.
Types de protéines dans le corps
Ils, bien sûr, une grande variété. Si vous essayez de diviser d'une manière ou d'une autre toutes les protéines existantes en groupes, vous pouvez obtenir quelque chose comme cette classification.
- Protéines globulaires. Ce sont ceux qui sont représentés par une structure tertiaire, c'est-à-dire un globule dense. Des exemples de telles structures sont les suivants: les immunoglobulines, une proportion importante d'enzymes, de nombreuses hormones.
- Protéines fibrillaires. Ce sont des threads strictement ordonnés avec la symétrie spatiale correcte. Ce groupe comprend les protéines à structure primaire et secondaire. Par exemple, la kératine, le collagène, la tropomyosine, le fibrinogène.
En général, de nombreuses caractéristiques peuvent servir de base à la classification des protéines dans le corps. Il n'y a encore personne.
Enzymes
Catalyseurs biologiques de nature protéique, qui accélèrent considérablement tous les processus biochimiques en cours. Le métabolisme normal est tout simplement impossible sans ces composés. Tous les processus de synthèse et de désintégration, d'assemblage de molécules et de leur réplication, traduction et transcription, et autres sont effectués sous l'influence d'un type spécifique d'enzyme. Des exemples de ces molécules sont:
- oxydoréductase;
- transférases;
- catalase;
- hydrolases;
- isomérase;
- lyases et autres.
Aujourd'hui, les enzymes sont utilisées dans la vie de tous les jours. Ainsi, dans la production de lingeLes poudres utilisent souvent des soi-disant enzymes - ce sont des catalyseurs biologiques. Ils améliorent la qualité du lavage tout en respectant le régime de température spécifié. Se lie facilement aux particules de saleté et les élimine de la surface des tissus.
Cependant, en raison de leur nature protéique, les enzymes ne tolèrent pas l'eau trop chaude ni la proximité de médicaments alcalins ou acides. En effet, dans ce cas, le processus de dénaturation se produira.
