Illustration von Nusha Ashjaee. ThoughtCo.
Proteine sind biologische Polymere zusammengesetzt aus Aminosäuren. Aminosäuren, die durch Peptidbindungen miteinander verbunden sind, bilden eine Polypeptidkette. Eine oder mehrere Polypeptidketten, die in eine 3-D-Form gedreht sind, bilden ein Protein. Proteine haben komplexe Formen, die verschiedene Falten, Schleifen und Kurven umfassen. Die Faltung von Proteinen erfolgt spontan. Chemische Verbindung zwischen Teilen der Polypeptidkette helfen dabei, das Protein zusammenzuhalten und ihm seine Form zu geben. Es gibt zwei allgemeine Klassen von Proteinmolekülen: globuläre Proteine und faserige Proteine. Globuläre Proteine sind im Allgemeinen kompakt, löslich und kugelförmig. Faserproteine sind typischerweise länglich und unlöslich. Globuläre und faserige Proteine können eine oder mehrere von vier Arten von Proteinstrukturen aufweisen.
Die vier Ebenen der Proteinstruktur unterscheiden sich durch den Grad der Komplexität in der Polypeptidkette. Ein einzelnes Proteinmolekül kann einen oder mehrere der Proteinstrukturtypen enthalten: Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur.
Primärstruktur beschreibt die einzigartige Reihenfolge, in der Aminosäuren zu einem Protein verbunden sind. Proteine werden aus einem Satz von 20 Aminosäuren konstruiert. Im Allgemeinen haben Aminosäuren die folgenden strukturellen Eigenschaften:
Bei allen Aminosäuren ist der Alpha-Kohlenstoff an ein Wasserstoffatom, eine Carboxylgruppe und eine Aminogruppe gebunden. Das "R" -Gruppe variiert zwischen Aminosäuren und bestimmt die Unterschiede zwischen diesen Proteinmonomere. Die Aminosäuresequenz eines Proteins wird durch die in der Zelle gefundenen Informationen bestimmt genetischer Code. Die Reihenfolge der Aminosäuren in einer Polypeptidkette ist einzigartig und spezifisch für ein bestimmtes Protein. Das Ändern einer einzelnen Aminosäure verursacht a Gen Mutation, was meistens zu einem nicht funktionierenden Protein führt.
Sekundärstruktur bezieht sich auf das Aufwickeln oder Falten einer Polypeptidkette, die dem Protein seine 3-D-Form verleiht. Es gibt zwei Arten von Sekundärstrukturen, die in Proteinen beobachtet werden. Ein Typ ist der Alpha (α) -Helix Struktur. Diese Struktur ähnelt einer Spiralfeder und ist durch Wasserstoffbrückenbindung in der Polypeptidkette gesichert. Die zweite Art der Sekundärstruktur in Proteinen ist die Beta (β) -Faltenblatt. Diese Struktur scheint gefaltet oder gefaltet zu sein und wird durch Wasserstoffbrückenbindung zwischen nebeneinander liegenden Polypeptideinheiten der gefalteten Kette zusammengehalten.
Quartärstruktur bezieht sich auf die Struktur eines Proteinmakromoleküls, das durch Wechselwirkungen zwischen mehreren Polypeptidketten gebildet wird. Jede Polypeptidkette wird als Untereinheit bezeichnet. Proteine mit quaternärer Struktur können aus mehr als einer der gleichen Arten von Proteinuntereinheiten bestehen. Sie können auch aus verschiedenen Untereinheiten bestehen. Hämoglobin ist ein Beispiel für ein Protein mit quaternärer Struktur. Hämoglobin, gefunden in der Blutist ein eisenhaltiges Protein, das Sauerstoffmoleküle bindet. Es enthält vier Untereinheiten: zwei Alpha-Untereinheiten und zwei Beta-Untereinheiten.
Die dreidimensionale Form eines Proteins wird durch seine Primärstruktur bestimmt. Die Reihenfolge der Aminosäuren legt die Struktur und die spezifische Funktion eines Proteins fest. Die eindeutigen Anweisungen für die Reihenfolge der Aminosäuren sind mit dem gekennzeichnet Gene in einer Zelle. Wenn eine Zelle einen Bedarf an Proteinsynthese wahrnimmt, wird die DNA löst sich und wird in eine transkribiert RNA Kopie des genetischen Codes. Dieser Vorgang wird aufgerufen DNA-Transkription. Die RNA-Kopie ist dann übersetzt ein Protein zu produzieren. Die genetische Information in der DNA bestimmt die spezifische Sequenz von Aminosäuren und das spezifische Protein, das produziert wird. Proteine sind Beispiele für eine Art von biologischem Polymer. Zusammen mit Proteinen, Kohlenhydrate, Lipide, und Nukleinsäuren bilden die vier Hauptklassen organischer Verbindungen im Leben Zellen.