რთული ცილა, გარდა თავად ცილოვანი კომპონენტისა, შეიცავს სხვა ხასიათის დამატებით ჯგუფს (პროთეზი). ნახშირწყლები, ლიპიდები, ლითონები, ფოსფორის მჟავის ნარჩენები, ნუკლეინის მჟავები მოქმედებს როგორც ეს კომპონენტი. ეს სტატია გეტყვით, თუ როგორ განსხვავდება მარტივი პროტეინები რთულისგან, რა ტიპებად იყოფა ეს ნივთიერებები და რა თვისებები აქვს მათ. განხილულ ნივთიერებებს შორის მთავარი განსხვავებაა მათი შემადგენლობა.
კომპლექსური ცილები: განმარტება
ეს არის ორკომპონენტიანი ნივთიერებები, რომლებიც მოიცავს მარტივ ცილას (პეპტიდური ჯაჭვები) და არაცილოვან ნივთიერებას (პროთეზური ჯგუფი). მათი ჰიდროლიზის პროცესში წარმოიქმნება ამინომჟავები, არაცილოვანი ნაწილი და დაშლის პროდუქტები. რით განსხვავდება მარტივი ცილები რთულისგან? პირველი შედგება მხოლოდ ამინომჟავებისგან.
კომპლექსური ცილების კლასიფიკაცია და დახასიათება
ეს ნივთიერებები იყოფა ტიპებად დამატებითი ჯგუფის ტიპის მიხედვით. კომპლექსამდეპროტეინებში შედის:
- გლიკოპროტეინები არის ცილები, რომელთა მოლეკულები შეიცავს ნახშირწყლების ნარჩენებს. მათ შორის გამოიყოფა პროტეოგლიკანები (უჯრედთაშორისი სივრცის კომპონენტები), რომლებიც თავიანთ სტრუქტურაში შედიან მუკოპოლისაქარიდებს. გლიკოპროტეინებში შედის იმუნოგლობულინები.
- ლიპოპროტეინები შეიცავს ლიპიდურ კომპონენტს. მათ შორისაა აპოლიპოპროტეინები, რომლებიც ასრულებენ ლიპიდების ტრანსპორტირების ფუნქციას.
- მეტალოპროტეინები შეიცავს ლითონის იონებს (სპილენძი, მანგანუმი, რკინა და ა.შ.) დაკავშირებულს დონორ-მიმღები ურთიერთქმედებით. ამ ჯგუფში არ შედის ჰემის პროტეინები, რომლებიც მოიცავს პროფირინის რგოლის ნაერთებს რკინით და მათ მსგავს ნაერთებს სტრუქტურით (კერძოდ, ქლოროფილი).
- ნუკლეოპროტეინები არის ცილები, რომლებსაც აქვთ არაკოვალენტური ბმები ნუკლეინის მჟავებთან (დნმ, რნმ). მათ შორისაა ქრომატინი, ქრომოსომების კომპონენტი.
- 5. ფოსფოპროტეინები, რომლებიც შეიცავს კაზეინს (ხაჭოს რთული ცილა), შეიცავს კოვალენტურად დაკავშირებულ ფოსფორმჟავას ნარჩენებს.
ქრომოპროტეინები გაერთიანებულია პროთეზის კომპონენტის ფერით. ამ კლასში შედის ჰემის პროტეინები, ქლოროფილები და ფლავოპროტეინები
გლიკოპროტეინების და პროტეოგლიკანების თავისებურებები
ეს ცილები რთული ნივთიერებებია. პროტეოგლიკანები შეიცავს ნახშირწყლების დიდ რაოდენობას (80-85%), ჩვეულებრივ გლიკოპროტეინებში, შემცველობა 15-20%. ურონის მჟავები წარმოდგენილია მხოლოდ პროტეოგლიკანის მოლეკულაში; მათი ნახშირწყლები ხასიათდება რეგულარული სტრუქტურით განმეორებადი ერთეულებით. როგორია რთული გლიკოპროტეინის ცილების სტრუქტურა და ფუნქცია? მათი ნახშირწყლების ჯაჭვები მოიცავს მხოლოდ 15 რგოლს და არარეგულარულია.სტრუქტურა. გლიკოპროტეინების სტრუქტურაში ნახშირწყლების შეერთება ცილოვან კომპონენტთან, როგორც წესი, ხორციელდება ამინომჟავების ნარჩენების მეშვეობით, როგორიცაა სერინი ან ასპარგინი.
გლიკოპროტეინების ფუნქციები:
- ისინი ბაქტერიული უჯრედის კედლის, შემაერთებელი ძვლისა და ხრტილოვანი ქსოვილის ნაწილია, კოლაგენისა და ელასტინის ბოჭკოების გარშემო.
- ითამაშე დამცავი როლი. მაგალითად, ანტისხეულებს, ინტერფერონებს, სისხლის კოაგულაციის ფაქტორებს (პროთრომბინი, ფიბრინოგენი) აქვთ ეს სტრუქტურა.
- არის რეცეპტორები, რომლებიც ურთიერთქმედებენ ეფექტორთან - მცირე არაცილოვან მოლეკულასთან. ეს უკანასკნელი, ცილასთან შეერთებით, იწვევს მისი კონფორმაციის ცვლილებას, რაც იწვევს გარკვეულ უჯრედშიდა პასუხს.
- შეასრულეთ ჰორმონალური ფუნქცია. გლიკოპროტეინებში შედის გონადოტროპული, ადრენოკორტიკოტროპული და ფარისებრი ჯირკვლის მასტიმულირებელი ჰორმონები.
- სისხლში არსებული ნივთიერებების და იონების გადატანა უჯრედის მემბრანის მეშვეობით (ტრანსფერინი, ტრანსკორტინი, ალბუმინი, Na+, K+ -ATPase).
გლიკოპროტეინის ფერმენტები მოიცავს ქოლინესტერაზას და ნუკლეაზას.
მეტი პროტეოგლიკანების შესახებ
ჩვეულებრივ, კომპლექსური ცილოვანი პროტეოგლიკანი თავის სტრუქტურაში მოიცავს ნახშირწყლების დიდ ჯაჭვებს განმეორებადი დისაქარიდის ნარჩენებით, რომელიც შედგება რაიმე სახის ურონომჟავისა და ამინო შაქრისგან. ოლიგო- ან პოლისაქარიდის ჯაჭვებს გლიკანებს უწოდებენ. პირველი ჩვეულებრივ შეიცავს 2-10 მონომერულ ერთეულს.
ნახშირწყლების ჯაჭვების აგებულებიდან გამომდინარე განასხვავებენ მათ სხვადასხვა ტიპს, მაგალითად, მჟავე.ჰეტეროპოლისაქარიდები დიდი რაოდენობით მჟავე ჯგუფებით ან გლიკოზამინოგლიკანებით, ამინო ჯგუფების ჩათვლით. ეს უკანასკნელი მოიცავს:
- ჰიალურონის მჟავა, რომელიც აქტიურად გამოიყენება კოსმეტოლოგიაში.
- ჰეპარინი, რომელიც ხელს უშლის სისხლის შედედებას.
- კერატანის სულფატები ხრტილისა და რქოვანას კომპონენტებია.
- ქონდროიტინის სულფატები ხრტილისა და სინოვიალური სითხის ნაწილია.
ეს პოლიმერები არის პროტეოგლიკანების კომპონენტები, რომლებიც ავსებენ უჯრედშორის სივრცეს, ინარჩუნებენ წყალს, ატენიანებენ სახსრების მოძრავ ნაწილებს და წარმოადგენენ მათ სტრუქტურულ კომპონენტებს. პროტეოგლიკანების ჰიდროფილურობა (წყალში კარგი ხსნადობა) საშუალებას აძლევს მათ შექმნან ბარიერი დიდი მოლეკულებისა და მიკროორგანიზმებისთვის უჯრედშორის სივრცეში. მათი დახმარებით იქმნება ჟელესმაგვარი მატრიცა, რომელშიც ჩაეფლო სხვა მნიშვნელოვანი ცილების ბოჭკოები, როგორიცაა კოლაგენი. მის ძაფებს პროტეოგლიკანურ გარემოში აქვს ხის ფორმა.
ლიპოპროტეინების თვისებები და ტიპები
კომპლექსურ ცილოვან ლიპოპროტეინს აქვს კარგად გამოხატული ორმაგი ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური ბუნება. მოლეკულის ბირთვს (ჰიდროფობიური ნაწილი) ქმნიან არაპოლარული ქოლესტერინის ეთერები და ტრიაცილგლიცერიდები.
გარეთ ჰიდროფილურ ზონაში არის ცილოვანი ნაწილი, ფოსფოლიპიდები, ქოლესტერინი. არსებობს ლიპოპროტეინების რამდენიმე სახეობა მათი სტრუქტურის მიხედვით.
ლიპოპროტეინების ძირითადი კლასები:
- მაღალი სიმკვრივის კომპლექსური ცილა (HDL, α-ლიპოპროტეინები). გადააქვს ქოლესტერინი ღვიძლში და პერიფერიულ ქსოვილებში.
- დაბალი სიმკვრივის (LDL, β-ლიპოპროტეინები). გარდაქოლესტერინი ტრანსპორტირდება ტრიაცილგლიცერიდებითა და ფოსფოლიპიდებით.
- ძალიან დაბალი სიმკვრივის (VLDL, პრე-β-ლიპოპროტეინები). შეასრულეთ LDL-ის მსგავსი ფუნქცია.
- ქილომიკრონები (XM). გადაიტანეთ ცხიმოვანი მჟავები და ქოლესტერინი ნაწლავებიდან საკვების მიღების შემდეგ.
სისხლძარღვთა ისეთი პათოლოგია, როგორიცაა ათეროსკლეროზი, ჩნდება სისხლში სხვადასხვა ტიპის ლიპოპროტეინების არასწორი თანაფარდობის შედეგად. შემადგენლობის მახასიათებლების მიხედვით, შეიძლება განისაზღვროს ფოსფოლიპიდების სტრუქტურის რამდენიმე ტენდენცია (HDL-დან ქილომიკრონებამდე): პროტეინის (80-დან 10%-მდე) და ფოსფოლიპიდების პროპორციის შემცირება, ტრიაცილგლიცერიდების პროცენტული მატება. 20-დან 90%-მდე.
მეტალოპროტეინებს შორის ბევრი მნიშვნელოვანი ფერმენტია
მეტალოპროტეინი შეიძლება შეიცავდეს რამდენიმე ლითონის იონებს. მათი არსებობა გავლენას ახდენს სუბსტრატის ორიენტაციაზე ფერმენტის აქტიურ (კატალიტიკურ) ადგილზე. ლითონის იონები ლოკალიზებულია აქტიურ ადგილზე და მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ კატალიზურ რეაქციაში. ხშირად იონი მოქმედებს როგორც ელექტრონის მიმღები.
მეტალების მაგალითები, რომლებიც შეიცავს ფერმენტული მეტალოპროტეინების სტრუქტურას:
- სპილენძი შედის ციტოქრომ ოქსიდაზას შემადგენლობაში, რომელიც ჰემთან ერთად შეიცავს ამ ლითონის იონს. ფერმენტი ჩართულია ატფ-ის წარმოქმნაში სასუნთქი ჯაჭვის მუშაობის დროს.
- რკინა შეიცავს ფერმენტებს, როგორიცაა ფერიტინი, რომელიც ასრულებს რკინის დეპონირების ფუნქციას უჯრედში; ტრანსფერინი - სისხლში რკინის მატარებელი; კატალაზა პასუხისმგებელია წყალბადის ზეჟანგის ნეიტრალიზაციის რეაქციაზე.
- თუთია არის ლითონის დამახასიათებელი თვისებაალკოჰოლის დეჰიდროგენაზა, რომელიც მონაწილეობს ეთილის და მსგავსი სპირტების დაჟანგვაში; ლაქტატდეჰიდროგენაზა - ფერმენტი რძემჟავას მეტაბოლიზმში; კარბოანჰიდრაზა CO2 და H2O-დან ნახშირმჟავას ფორმირების კატალიზება; ტუტე ფოსფატაზა, რომელიც ახორციელებს ფოსფორმჟავას ეთერების ჰიდროლიზურ გაყოფას სხვადასხვა ნაერთებით; α2-მაკროგლობულინი არის სისხლის პროტეაზის საწინააღმდეგო ცილა.
- სელენი არის თირეოპეროქსიდაზას ნაწილი, რომელიც მონაწილეობს ფარისებრი ჯირკვლის ჰორმონების ფორმირებაში; გლუტათიონ პეროქსიდაზა, რომელიც ასრულებს ანტიოქსიდანტურ ფუნქციას.
- კალციუმი დამახასიათებელია α-ამილაზას სტრუქტურისთვის, ფერმენტი სახამებლის ჰიდროლიზური დაშლისათვის.
ფოსფოპროტეინები
რა შედის ფოსფოპროტეინების კომპლექსურ პროტეინებში? ამ კატეგორიას ახასიათებს ფოსფატის ჯგუფის არსებობა, რომელიც დაკავშირებულია ცილოვან ნაწილთან ამინომჟავების მეშვეობით ჰიდროქსილთან (ტიროზინი, სერინი ან ტრეონინი). რა ფუნქცია აქვს ფოსფორის მჟავას ცილის სტრუქტურაში? ის ცვლის მოლეკულის სტრუქტურას, აძლევს მას მუხტს, ზრდის ხსნადობას, მოქმედებს ცილის თვისებებზე. ფოსფოპროტეინების მაგალითებია რძის კაზეინი და კვერცხის ალბუმინი, მაგრამ ფერმენტები უმეტესად რთული ცილების ამ კატეგორიაშია.
ფოსფატის ჯგუფი თამაშობს მნიშვნელოვან ფუნქციურ როლს, რადგან ბევრი ცილა მას მუდმივად არ უკავშირდება. უჯრედში მუდმივად მიმდინარეობს ფოსფორილირების და დეფოსფორილირების პროცესები. შედეგად ხდება ცილების მუშაობის რეგულირება. მაგალითად, თუ ჰისტონები არის ცილები, რომლებიც დაკავშირებულია ნუკლეინის მჟავებთან, ისინი გადიანფოსფორილირებულ მდგომარეობაში, შემდეგ იზრდება გენომის (გენეტიკური მასალის) აქტივობა. ისეთი ფერმენტების აქტივობა, როგორიცაა გლიკოგენ სინთაზა და გლიკოგენ ფოსფორილაზა, დამოკიდებულია ფოსფორილირებაზე.
ნუკლეოპროტეინები
ნუკლეოპროტეინები არის ცილები, რომლებიც დაკავშირებულია ნუკლეინის მჟავებთან. ისინი წარმოადგენენ გენეტიკური მასალის შენახვისა და რეგულირების განუყოფელ ნაწილს, რიბოზომების მუშაობას, რომლებიც ასრულებენ ცილის სინთეზის ფუნქციას. ვირუსების სიცოცხლის უმარტივეს ფორმებს შეიძლება ეწოდოს რიბო- და დეზოქსირიბონუკლეოპროტეინები, რადგან ისინი შედგება გენეტიკური მასალისა და ცილებისგან.
როგორ ურთიერთქმედებენ დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავა (დნმ) და ჰისტონები? ქრომატინში განასხვავებენ დნმ-თან დაკავშირებულ 2 ტიპის ცილას (ჰისტონი და არაჰისტონი). პირველი მონაწილეობს დნმ-ის დატკეპნის საწყის ეტაპზე. ნუკლეინის მჟავის მოლეკულა ეხვევა ცილებს და ქმნის ნუკლეოსომებს. შედეგად მიღებული ძაფი მძივების მსგავსია, ისინი ქმნიან ზეგადახვეულ სტრუქტურას (ქრომატინის ფიბრილი) და სუპერკოჭას (ინტერფაზური ქრომონემა). ჰისტონის პროტეინების და უფრო მაღალი დონის ცილების მოქმედების გამო, უზრუნველყოფილია დნმ-ის განზომილების შემცირება ათასობითჯერ. საკმარისია შევადაროთ ქრომოსომების ზომა და ნუკლეინის მჟავის სიგრძე, რათა შევაფასოთ ცილების მნიშვნელობა (6-9 სმ და 10-6 მკმ, შესაბამისად).
რა არის ქრომოპროტეინები
ქრომოპროტეინები შეიცავს ძალიან მრავალფეროვან ჯგუფებს, რომლებსაც აქვთ მხოლოდ ერთი საერთო - პროთეზის კომპონენტში ფერის არსებობა. ამ კატეგორიის რთული ცილები იყოფა: ჰემოპროტეინებად (შეიცავს ჰემს სტრუქტურაში), ბადურის პროტეინებად (ვიტამინი A), ფლავოპროტეინებად (ვიტამინი B2),კობამიდის ცილები (ვიტამინი B12).
ჰემოპროტეინები მათი ფუნქციების მიხედვით იყოფა არაფერმენტად (ჰემოგლობინი და მიოგლობინის ცილა) და ფერმენტებად (ციტოქრომები, კატალაზა, პეროქსიდაზა).
ფლავოპროტეინები, როგორც პროთეზის კომპონენტი შეიცავს ვიტამინი B2 ფლავინის მონონუკლეოტიდის (FMN) ან ფლავინის ადენინ დინუკლეოტიდის (FAD) წარმოებულებს. ეს ფერმენტები ასევე მონაწილეობენ რედოქს ტრანსფორმაციაში. მათ შორისაა ოქსიდორედუქტაზები.
რა არის ციტოქრომები?
როგორც ზემოთ იყო აღწერილი, ჰემი შედგება პორფირინისაგან. მის სტრუქტურაში შედის 4 პიროლის რგოლი და შავი რკინა. ჰემის ფერმენტების სპეციალური ჯგუფი - ციტოქრომები, რომლებიც განსხვავდებიან ამინომჟავების შემადგენლობით და პეპტიდური ჯაჭვების რაოდენობით, სპეციალიზირებულია რედოქს რეაქციების განსახორციელებლად, რაც უზრუნველყოფს ელექტრონების გადატანას რესპირატორულ ჯაჭვში. ეს ფერმენტები მონაწილეობენ მიკროსომურ დაჟანგვაში - ქსენობიოტიკების ბიოტრანსფორმაციის საწყისი რეაქციები, რაც იწვევს მათ ნეიტრალიზაციას და მრავალი ეგზოგენური და ეგზოგენური ნივთიერების გაცვლას, მაგალითად, სტეროიდები, გაჯერებული ცხიმოვანი მჟავები.
პროთეზირების ჯგუფის გავლენა
პროთეზირების ჯგუფი, რომელიც რთული ცილების ნაწილია, გავლენას ახდენს მის თვისებებზე: ცვლის მუხტს, ხსნადობას, თერმოპლასტიურობას. მაგალითად, ფოსფორის მჟავას ნარჩენებს ან მონოსაქარიდებს აქვთ ასეთი ეფექტი. რთული ცილის შემადგენლობაში შემავალი ნახშირწყლების ნაწილი იცავს მას პროტეოლიზისგან (ჰიდროლიზის პროცესის შედეგად განადგურება), გავლენას ახდენს მოლეკულების შეღწევაზე უჯრედში.გარსი, მათი გამოყოფა და დახარისხება. ლიპიდური ფრაგმენტი იძლევა ცილის არხების შექმნას წყალში ცუდად ხსნადი (ჰიდროფობიური) ნაერთების ტრანსპორტირებისთვის.
კომპლექსური ცილების სტრუქტურა და ფუნქციები მთლიანად დამოკიდებულია პროთეზირების ჯგუფზე. მაგალითად, ჰემოგლობინში რკინის შემცველი ჰემი აკავშირებს ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს. ჰისტონების, პროტამინების დნმ-თან ან რნმ-თან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოქმნილი ნუკლეოპროტეინების გამო გენეტიკური მასალა დაცულია, კომპაქტურად ინახება და რნმ უკავშირდება ცილის სინთეზის დროს. ნუკლეოპროტეინები არის ცილების და ნუკლეინის მჟავების სტაბილური კომპლექსები.
დასკვნა
ამგვარად, რთული ცილები ასრულებენ ფუნქციების ფართო სპექტრს ორგანიზმში. ამიტომ მაკრო და მიკროელემენტების მიღება ძალიან მნიშვნელოვანია ჯანმრთელობის შენარჩუნებისთვის. ლითონები მრავალი ფერმენტის ნაწილია. იცოდეთ ბიოქიმია, თქვენი ჯანმრთელობის მახასიათებლები და საცხოვრებელი ადგილის ეკოლოგიური მდგომარეობა, შეგიძლიათ დაარეგულიროთ თქვენი დიეტა. მაგალითად, გამოყავით ტერიტორიები, რომლებიც ხასიათდება ნებისმიერი ელემენტის დეფიციტით. კვების რაციონში მისი დამატებითი შეყვანა დანამატების სახით საშუალებას გაძლევთ შეავსოთ დეფიციტი.
