Proteine sind hochmolekulare organische Substanzen, die aus Alpha-Aminosäuren bestehen, die durch eine Peptidbindung zu einer einzigen Kette verbunden sind. Ihre Hauptfunktion ist die Regulierung. Und darüber, was und wie es sich manifestiert, ist es jetzt notwendig, im Detail zu erzählen.
Prozessbeschreibung
Proteine haben die Fähigkeit, Informationen zu empfangen und zu übermitteln. Damit verbunden ist ihre Umsetzung der Regulation der in den Zellen und im gesamten Körper ablaufenden Prozesse.
Diese Aktion ist reversibel und erfordert normalerweise die Anwesenheit eines Liganden. Dies wiederum ist der Name einer chemischen Verbindung, die mit Biomolekülen einen Komplex bildet und in der Folge bestimmte Wirkungen hervorruft (pharmakologische, physiologische oder biochemische).
Interessanterweise entdecken Wissenschaftler regelmäßig neue regulatorische Proteine. Es wird angenommen, dass heute nur noch ein kleiner Teil davon bekannt ist.
Proteine, die eine regulatorische Funktion erfüllen, werden in Sorten eingeteilt. Und jeder von ihnen ist es wert, einzeln besprochen zu werden.
FunktioniertKlassifikation
Sie ist ziemlich konventionell. Schließlich kann ein Hormon vielfältige Aufgaben übernehmen. Aber im Allgemeinen stellt die regulatorische Funktion die Bewegung der Zelle durch ihren Zyklus, die weitere Transkription, Translation, das Spleißen und die Aktivität anderer Proteinverbindungen sicher.
Alles geschieht durch Bindung an andere Moleküle oder durch enzymatische Wirkung. Diese Stoffe spielen übrigens eine sehr wichtige Rolle. Schließlich beschleunigen Enzyme als komplexe Moleküle chemische Reaktionen in einem lebenden Organismus. Und einige davon hemmen die Aktivität anderer Proteine.
Jetzt können Sie mit dem Studium der Artklassifikation fortfahren.
Proteine-Hormone
Sie wirken auf verschiedene physiologische Prozesse und direkt auf den Stoffwechsel ein. Proteinhormone werden in den endokrinen Drüsen gebildet, danach werden sie vom Blut transportiert, um ein Informationssignal zu übermitteln.
Sie verteilen sich willkürlich. Sie wirken jedoch ausschließlich auf jene Zellen, die über spezifische Rezeptorproteine verfügen. Nur Hormone können sie kontaktieren.
Langsame Prozesse werden in der Regel durch Hormone reguliert. Dazu gehören die Entwicklung des Körpers und das Wachstum einzelner Gewebe. Aber auch hier gibt es Ausnahmen.
Das ist Adrenalin - ein Derivat von Aminosäuren, dem Haupthormon des Nebennierenmarks. Seine Freisetzung provoziert die Wirkung eines Nervenimpulses. Die Herzfrequenz steigt, der Blutdruck steigt und andere Reaktionen treten auf. Es wirkt sich auch auf die Leber aus - es provoziert den Abbau von Glykogen. Als Ergebnis wird Glukose in das Blut und das Gehirn freigesetztmit Muskeln nutze es als Energiequelle.
Rezeptorproteine
Sie haben auch eine regulierende Funktion. Der menschliche Körper ist in der Tat ein komplexes System, das ständig Signale von der äußeren und inneren Umgebung empfängt. Dieses Prinzip wird auch in der Arbeit seiner konstituierenden Zellen beobachtet.
So leiten zum Beispiel Membranrezeptorproteine ein Signal von der Oberfläche einer elementaren Struktureinheit nach innen und wandeln sie gleichzeitig um. Sie regulieren Zellfunktionen, indem sie an einen Liganden binden, der sich auf einem Rezeptor außerhalb der Zelle befindet. Was passiert am Ende? Ein anderes Protein innerhalb der Zelle wird aktiviert.
Es lohnt sich, eine wichtige Nuance zu beachten. Die überwiegende Mehrheit der Hormone wirkt nur dann auf die Zelle, wenn sich auf ihrer Membran ein bestimmter Rezeptor befindet. Es kann ein Glykoprotein oder ein anderes Protein sein.
Man kann ein Beispiel geben - β2-adrenergen Rezeptor. Es befindet sich auf der Membran von Leberzellen. Tritt Stress auf, bindet das Adrenalinmolekül daran, wodurch der β2-adrenerge Rezeptor aktiviert wird. Was passiert als nächstes? Der bereits aktivierte Rezeptor aktiviert das G-Protein, das weiter GTP anlagert. Nach vielen Zwischenschritten kommt es zur Glykogenphosphorolyse.
Was ist die Schlussfolgerung? Der Rezeptor führte die erste Signalwirkung aus, die zum Abbau von Glykogen führte. Es stellt sich heraus, dass ohne sie die nachfolgenden Reaktionen innerhalb der Zelle nicht stattgefunden hätten.
Transkriptionsregulatorproteine
Noch einsThema, das behandelt werden muss. In der Biologie gibt es das Konzept eines Transkriptionsfaktors. So werden Proteine bezeichnet, die auch eine regulatorische Funktion haben. Es besteht darin, den Prozess der mRNA-Synthese auf einer DNA-Matrize zu steuern. Dies nennt man Transkription - die Übertragung genetischer Informationen.
Was kann man zu diesem Faktor sagen? Das Protein übt entweder unabhängig oder in Verbindung mit anderen Elementen eine regulatorische Funktion aus. Das Ergebnis ist eine Abnahme oder Zunahme der Bindungskonstante der RNA-Polymerase an regulierte Gensequenzen.
Transkriptionsfaktoren haben ein definierendes Merkmal - das Vorhandensein einer oder mehrerer DNA-Domänen, die mit bestimmten DNA-Regionen interagieren. Das ist wichtig zu wissen. Denn anderen Proteinen, die ebenfalls an der Regulation der Genexpression beteiligt sind, fehlen DNA-Domänen. Sie können daher nicht als Transkriptionsfaktoren eingestuft werden.
Proteinkinasen
Wenn man darüber spricht, welche Elemente eine regulatorische Funktion in Zellen haben, muss man auf diese Substanzen achten. Proteinkinasen sind Enzyme, die andere Proteine durch Phosphorylierung von Aminosäureresten mit Hydroxylgruppen in der Zusammensetzung modifizieren (dies sind Tyrosin, Threonin und Serin).
Was ist dieser Prozess? Die Phosphorylierung verändert oder modifiziert normalerweise die Funktion des Substrats. Die Aktivität des Enzyms kann sich übrigens auch ändern, ebenso wie die Position des Proteins in der Zelle selbst. Interessante Tatsache! Es wird geschätzt, dass etwa 30 % der Proteine dies könnendurch Proteinkinasen modifiziert werden.
Und ihre chemische Aktivität kann in der Absp altung der Phosphatgruppe von ATP und der weiteren kovalenten Bindung an den Rest einer beliebigen Aminosäure verfolgt werden. Somit haben Proteinkinasen einen starken Einfluss auf die zelluläre Vitalaktivität. Wenn ihre Arbeit gestört wird, können sich verschiedene Pathologien entwickeln, sogar einige Krebsarten.
Proteinphosphatase
Wenn wir die Merkmale und Beispiele der regulatorischen Funktion weiter untersuchen, sollten wir diesen Proteinen Aufmerksamkeit schenken. Die Wirkung der Proteinphosphatasen ist die Eliminierung von Phosphatgruppen.
Was bedeutet das? Einfach ausgedrückt führen diese Elemente eine Dephosphorylierung durch, ein Prozess, der das Gegenteil von dem ist, was als Ergebnis der Wirkung von Proteinkinasen auftritt.
Spleißregulierung
Du kannst sie auch nicht ignorieren. Spleißen ist ein Prozess, bei dem bestimmte Nukleotidsequenzen aus RNA-Molekülen entfernt werden und dann die im „reifen“Molekül erh altenen Sequenzen verbunden werden.
Wie hängt es mit dem Thema zusammen, das studiert wird? Innerhalb eukaryotischer Gene gibt es Regionen, die nicht für Aminosäuren kodieren. Sie werden Introns genannt. Zuerst werden sie während der Transkription in Prä-mRNA umgeschrieben, danach werden sie von einem speziellen Enzym herausgeschnitten.
Am Spleißen sind nur solche Proteine beteiligt, die enzymatisch aktiv sind. Nur sie sind in der Lage, der prem-RNA die gewünschte Konformation zu geben.
Übrigens gibt es immer noch das Konzept des alternativen Spleißens. Es ist sehr interessantProzess. Die daran beteiligten Proteine verhindern die Exzision einiger Introns, tragen aber gleichzeitig zur Entfernung anderer bei.
Kohlenhydratstoffwechsel
Regulatorische Funktionen im Körper werden von vielen Organen, Systemen und Geweben ausgeübt. Da es sich aber um Proteine handelt, ist auch die Rolle der Kohlenhydrate, die ebenfalls wichtige organische Verbindungen sind, erwähnenswert.
Dies ist ein sehr ausführliches Thema. Der Kohlenhydratstoffwechsel als Ganzes besteht aus einer Vielzahl enzymatischer Reaktionen. Und eine der Möglichkeiten seiner Regulierung ist die Umwandlung der Enzymaktivität. Dies wird durch die funktionierenden Moleküle eines bestimmten Enzyms erreicht. Oder als Ergebnis der Biosynthese neuer.
Man kann sagen, dass die Regulationsfunktion von Kohlenhydraten auf dem Feedback-Prinzip beruht. Zuerst provoziert ein Überschuss des Substrats, das in die Zelle gelangt, die Synthese neuer Enzymmoleküle, und dann wird ihre Biosynthese gehemmt (schließlich führt die Anhäufung von Stoffwechselprodukten genau dazu).
Regulation des Fettstoffwechsels
Ein letztes Wort dazu. Da es um Proteine und Kohlenhydrate ging, sollten auch Fette erwähnt werden.
Der Prozess ihres Stoffwechsels ist eng mit dem Kohlenhydratstoffwechsel verbunden. Wenn die Konzentration von Glukose im Blut ansteigt, nimmt der Abbau von Triglyceriden (Fetten) ab, wodurch ihre Synthese aktiviert wird. Eine Reduzierung seiner Menge wirkt dagegen hemmend. Dadurch wird der Fettabbau gefördert und beschleunigt.
Aus all dem folgt eine einfache und logische Schlussfolgerung. Die Beziehung zwischen Kohlenhydraten undDer Fettstoffwechsel zielt nur auf eine Sache ab - den Energiebedarf des Körpers zu decken.
