Ein berühmter Philosoph hat einmal gesagt: "Das Leben ist eine Existenzform von Eiweißkörpern." Und er hatte völlig Recht, denn diese organische Substanz ist die Grundlage der meisten Organismen. Quartäres Strukturprotein hat die komplexeste Struktur und einzigartige Eigenschaften. Unser Artikel wird ihm gewidmet sein. Wir werden auch die Struktur von Proteinmolekülen betrachten.
Was ist organische Substanz
Eine große Gruppe organischer Substanzen wird durch eine gemeinsame Eigenschaft vereint. Sie bestehen aus mehreren chemischen Elementen. Sie werden Bio genannt. Dies sind Wasserstoff, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff. Sie bilden organische Substanzen.
Ein weiteres gemeinsames Merkmal ist, dass sie alle Biopolymere sind. Dies sind große Makromoleküle. Sie bestehen aus einer großen Anzahl sich wiederholender Einheiten, die Monomere genannt werden. Bei Kohlenhydraten sind dies Monosaccharide, bei Lipiden Glycerin und Fettsäuren. Aber DNA und RNA bestehen aus Nukleotiden.
ChemikalieStruktur von Proteinen
Proteinmonomere sind Aminosäuren, von denen jede ihre eigene chemische Struktur hat. Dieses Monomer basiert auf einem Kohlenstoffatom, es bildet vier Bindungen. Der erste von ihnen - mit einem Wasserstoffatom. Und die zweite bzw. dritte werden mit einer Amino- und Carboxgruppe gebildet. Sie bestimmen nicht nur die Struktur von Biopolymermolekülen, sondern auch deren Eigenschaften. Die letzte Gruppe in einem Aminosäuremolekül wird als Radikal bezeichnet. Dies ist genau die Gruppe von Atomen, in der sich alle Monomere voneinander unterscheiden, wodurch eine riesige Vielf alt an Proteinen und Lebewesen entsteht.
Struktur eines Eiweißmoleküls
Eine der Eigenschaften dieser organischen Stoffe ist, dass sie auf verschiedenen Organisationsebenen existieren können. Dies ist die primäre, sekundäre, tertiäre, quaternäre Struktur des Proteins. Jeder von ihnen hat bestimmte Eigenschaften und Qualitäten.
Primärstruktur
Diese Proteinstruktur ist die einfachste. Es ist eine Kette von Aminosäuren, die durch Peptidbindungen verbunden sind. Sie werden zwischen den Amino- und Carboxygruppen benachbarter Moleküle gebildet.
Sekundärstruktur
Wenn sich eine Kette von Aminosäuren zu einer Helix windet, entsteht die Sekundärstruktur eines Proteins. Die Bindung in einem solchen Molekül wird Wasserstoff genannt, und seine Atome bilden die gleichen Elemente in den funktionellen Gruppen von Aminosäuren. Im Vergleich zu Peptiden haben sie viel weniger Kraft, sind aber in der Lage, diese Struktur zu h alten.
Tertiärstruktur
Aber die nächste Struktur ist eine Kugel, in die eine Spirale aus Aminosäuren gedreht ist. Es wird auch Globuli genannt. Es existiert aufgrund der Bindungen, die zwischen den Resten nur einer bestimmten Aminosäure - Cystein - entstehen. Sie werden Disulfide genannt. Diese Struktur wird auch durch hydrophobe und elektrostatische Bindungen unterstützt. Erstere sind das Ergebnis der Anziehung zwischen Aminosäuren in der aquatischen Umgebung. Unter solchen Bedingungen "kleben" ihre hydrophoben Reste praktisch zusammen und bilden ein Kügelchen. Außerdem haben Aminosäurereste entgegengesetzte Ladungen, die sich anziehen. Dadurch entstehen zusätzliche elektrostatische Bindungen.
Protein mit Quartärstruktur
Die Quartärstruktur eines Proteins ist die komplexeste. Dies ist das Ergebnis der Verschmelzung mehrerer Kügelchen. Sie können sich sowohl in ihrer chemischen Zusammensetzung als auch in ihrer räumlichen Organisation unterscheiden. Wenn ein Protein mit Quartärstruktur nur aus Aminosäureresten gebildet wird, ist es einfach. Solche Biopolymere werden auch Proteine genannt. Wenn jedoch an diese Moleküle Nicht-Protein-Komponenten angehängt werden, entstehen Proteine. Meistens ist dies eine Kombination von Aminosäuren mit Kohlenhydraten, Nuklein- und Phosphorsäureresten, Lipiden, einzelnen Eisen- und Kupferatomen. In der Natur sind auch Komplexe von Proteinen mit natürlichen Farbstoffen – Pigmenten – bekannt. Diese Struktur von Proteinmolekülen ist komplexer.
Die räumliche Form der Quartärstruktur eines Proteins istseine Eigenschaften zu definieren. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich fadenförmige oder fibrilläre Biopolymere nicht in Wasser auflösen. Sie erfüllen lebenswichtige Funktionen für lebende Organismen. So sorgen die Muskelproteine Aktin und Myosin für Bewegung und Keratin ist die Grundlage menschlicher und tierischer Haare. Sphärische oder globuläre Proteine der Quartärstruktur sind in Wasser hochlöslich. Ihre Rolle in der Natur ist eine andere. Solche Substanzen können Gase wie Bluthämoglobin transportieren, Nahrung wie Pepsin abbauen oder eine Schutzfunktion wie Antikörper ausüben.
Eiweißeigenschaften
Ein quartäres Protein, insbesondere ein globuläres, kann seine Struktur verändern. Dieser Prozess findet unter dem Einfluss verschiedener Faktoren statt. Dies sind am häufigsten hohe Temperaturen, konzentrierte Säuren oder Schwermetalle.
Wenn sich ein Proteinmolekül zu einer Kette von Aminosäuren aufwickelt, nennt man diese Eigenschaft Denaturierung. Dieser Vorgang ist reversibel. Diese Struktur ist in der Lage, wieder Kügelchen aus Molekülen zu bilden. Dieser umgekehrte Prozess wird als Renaturierung bezeichnet. Wenn sich die Aminosäuremoleküle voneinander entfernen und Peptidbindungen aufgebrochen werden, kommt es zum Abbau. Dieser Vorgang ist irreversibel. Ein solches Protein kann nicht wiederhergestellt werden. Zerstörung wurde von jedem von uns durchgeführt, als wir Eier gebraten haben.
Daher ist die Quartärstruktur eines Proteins die Art der Bindung, die in einem bestimmten Molekül gebildet wird. Es ist stark genug, aber unter dem Einfluss bestimmter Faktoren kann es zusammenbrechen.
