Was sind Proteine?

Bevor wir etwas über die Monomere von Proteinen erfahren, wollen wir uns ansehen, was Proteine ​​sind. Proteine ​​sind die natürlichen Polymere, die in Lebensprozessen eine entscheidende Rolle spielen. Proteine ​​machen mehr als 50 % des Trockengewichts der Zellen aus und sind in größeren Mengen vorhanden als jedes andere Biomolekül. Daher unterscheiden sie sich stark von anderen wichtigen Arten von Biomolekülen, einschließlich Lipiden, Kohlenhydraten und Nukleinsäuren. Am wichtigsten ist, dass Proteine ​​aufgrund ihrer Struktur, Funktionen, physikalisch-chemischen Eigenschaften, Modifikation und ihrer Anwendungen, insbesondere in den fortschrittlichsten Bereichen der Wissenschaft wie Gentechnik, umweltfreundliche Materialien, neuartige Verbundwerkstoffe auf Basis erneuerbarer Quellen, die am umfassendsten untersuchten Biomoleküle sind. Proteine ​​sind als Biomoleküle für die Ausführung vieler wichtiger Funktionen in biologischen Systemen verantwortlich, darunter Enzymkatalyse (durch Enzyme), Abwehr (durch Immunglobuline, Toxine und Zelloberflächenantigene), Transport (durch zirkulierende Transporter), Unterstützung (durch Fasern), Bewegung (durch Bildung von Muskelfasern wie Kollagen, Keratin und Fibrin), Regulation (durch osmotische Proteine, Genregulatoren und Hormone) und Speicherung (durch Ionenbindung). Proteine ​​sind wichtige erneuerbare Ressourcen, die von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen wie Viren und Bakterien produziert werden. Einige wichtige pflanzliche Proteine ​​sind Zein, Sojaproteine ​​und Weizenproteine. Casein und Seidenfibroin sind einige Proteine, die in Tieren vorkommen. Beispiele für wichtige bakterielle Proteine ​​umfassen Lactatdehydrogenase, Chymotrypsin und Fumarase.

Proteine ​​werden durch das Zusammenfügen einer großen Anzahl von Monomereinheiten gebildet. Proteine ​​enthalten ein oder mehrere Polypeptide. Jede Polypeptidkette wird durch die Verbindung einer großen Anzahl von Aminosäuren durch chemische Bindungen gebildet, die als Peptidbindungen bekannt sind. Das Gen, das für dieses spezifische Protein kodiert, bestimmt die Sequenz der Aminosäuren. Sobald eine Polypeptidkette gebildet ist, faltet sie sich zu einer spezifischen dreidimensionalen Struktur zusammen, die für diese spezielle Polypeptidkette einzigartig ist. Die Konformation einer Polypeptidkette wird hauptsächlich durch die Aminosäuresequenz und mehrere schwache Wechselwirkungen zwischen den Teilen der Polymerkette bestimmt. Diese schwachen Wechselwirkungen können durch Wärmezufuhr oder Zugabe einer Chemikalie unterbrochen werden, die letztendlich die Konformation der Polypeptid-3-D-Struktur ändert. Dieser Störungsprozess ist bekannt als Denaturierung von Proteinen. Denaturierung wird letztendlich die funktionelle Aktivität von Proteinen stoppen. Daher ist die Struktur des Proteins sehr wichtig, um ihre Rollen beizubehalten.

Proteinstruktur

Die Proteinstruktur kann in Form von vier Strukturebenen diskutiert werden; primär, sekundär, tertiär und quaternär. Die Primärstruktur eines Proteins ist seine Aminosäuresequenz. Es gibt zwei Arten von Sekundärstrukturen; α-Helix und β-Faltblatt. Die Tertiärstruktur der Proteine ​​wird durch die dreidimensionale Struktur bestimmt, die entweder kugelig oder faserig sein kann. Die Tertiärstruktur ist komplexer und kompakter. Quartäre Struktur eines Proteins ist aufgrund seines höheren Grades an Faltungsmustern weitaus komplexer. Die meisten Proteine ​​mit Quartärstruktur enthalten Untereinheiten, die durch nicht vertragliche Bindungen zusammengehalten werden. Hämoglobin hat beispielsweise vier Untereinheiten.

Was sind die Monomere von Proteinen?

Ein Monomer ist die wichtigste funktionelle und strukturelle Einheit eines Polymers. Sie sind die Bausteine ​​von Polymeren. Das Monomer eines Proteins ist eine Aminosäure. Viele Aminosäuremoleküle verbinden sich durch Peptidbindungen zu Polypeptidketten. Zwei oder mehr Polypeptidketten werden zu großen Proteinen verbunden. Die Aminosäuresequenz bestimmt die Struktur und Funktion eines Proteins.

Allgemeine Struktur einer Aminosäure

Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die alle Proteine ​​im biologischen System bilden, indem sie sich in unterschiedlichen Sequenzen anordnen. Die Abfolge der Aminosäuren wird als Primärstruktur eines Proteins bezeichnet. Betrachtet man die chemische Formel eines Aminosäuremoleküls, enthält es drei Gruppen; Aminogruppe (-NH₂), Carbonsäuregruppe (-COOH) und Seitenkette (R-Gruppe), die für jede Aminosäure spezifisch ist. Die einfachste Aminosäure enthält ein Wasserstoffatom als R-Gruppe, bekannt als Glycin.

Verweise:

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