ساختار و عمل پروتئین ها (1)
پروتئین ها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت ملکول‌های زیستی هستند که از زیرواحدهایی بنام اسید آمینه ساخته شده‌اند.
در مطالب قبل دانستید که پروتئین ها دارای نقش های متعددی هستند. برخی در ساختار، برخی در تکوین، برخی در فرایند شیمیایی، برخی نقش کاتالیزوری، برخی در تشخیص بیماری و... نقش دارند.
ساختار پروتئین ها سلسله مراتبی می باشد. ساختار اول توالی خطی آمینو اسیدها است. ساختار دوم الگوی منظم پیوندهای هیدروژنی بین ریشه های نزدیک به هم (در ساختار اول) می باشد که می تواند تکرار شونده یا غیر تکرار شونده باشد. مارپیچ آلفا و رشته ها و صفحات بتا تکرار شونده و خم ها و لوپ ها غیر تکرار شونده می باشند. برخی از قسمت های یک پروتئین ساختاری نامنظم و انعطاف پذیر دارند و در مولکول های مختلف یک پروتئین، به طرق متفاوت تا می شوند. این نواحی پیچ تصادفی نام دارند و ساختار دوم (منظم) به حساب نمی آیند.
مهم این است که هر چند محتوای آمینو اسیدی هر قسمت در تعیین نوع ساختار دوم آن اهمیت دارد، پیوندهای هیدروژنی تشکیل دهنده ساختار دوم غالبا بین گروه های کربونیل و آمید (به ترتیب، کربوکسیل و آمینی که در پیوند پپتیدی شرکت کرده اند) از اسکلت پروتئین و نه بین زنجیره های جانبی برقرار می شوند.پروتئین ها از تعداد زیادی اسید آمینه ساخته شده‌اند. این اسیدهای آمینه توسط پیوندهای پپتیدی به یکدیگر اتصال یافته و زنجیر طویلی را ایجاد می‌کنند. با توجه به اینکه در جانداران انواع و اقسام پروتئین های مختلف وجود دارد تعجب آور نیست که در سنتز زنجیره‌های پلی پپتیدی تنها 20 نوع اسید آمینه مختلف شرکت می‌کند. ولی باید توجه داشت اگر یک زنجیره پلی پپتیدی را که دارای 50 اسید آمینه است در نظر بگیریم تنها با تغییر ترتیب قرار گرفتن این اسیدهای آمینه می‌توان سنتز 2050 زنجیر پلی پپتیدی را پیش بینی نمود.
شیمیدان آلمانی گ.ت.مولدر، در سال 1835، برای نخستین بار متذکر شد که رابطه نزدیکی میان پروتئین ها و موجودات زنده وجود دارد. او نام پروتئین ها را از واژه یونانی Proteios به معنی نخستین گرفت. زیرا چنین می‌اندیشید که پروتئین ها نقطه شروعی برای فهم شیمی حیات هستند. پیوند پپتیدی در ساختار پروتیئن ها از ترکیب عامل کربوکسیل یک اسید آمینه و عامل آمین اسید آمینه دیگر با از دست دادن یک مولکول آب بوجود می‌آید.
دانستید که در ساختار پروتئین‌ها چند ویژگی مشخص وجود دارد. ردیف اسیدهای آمینه‌ای که به صورت یک زنجیر به یکدیگر پیوند یافته‌اند، ساختار نوع اول دارند. زنجیر اسیدهای آمینه‌ای که براثر چرخشی به شکل مارپیچ در می‌آیند، ساختار نوع دوم است. این مارپیچ‌ها با پیوندهای هیدروژنی در جای خود می‌مانند، پیوندهای هیدروژنی یک اتم هیدروژن را به اتم اکسیژنی که در سومین آمین زیرین زنجیر است متصل می‌کند. ساختار نوع دوم دیگری از پروتئین‌ها شبیه یک ورقه است که در آن چند زنجیر اسید آمینه در کنار یکدیگر با پیوندهای هیدروژنی بهم متصل شده‌اند.
غالب خواص ابریشم را با این ساختار شبه ورقه‌ای می‌توان توضیح داد. شکل تابدار یا تا شده مارپیج ، ساختار نوع سوم است. یک نوع از ساختار سوم در کلاژن که یک بافت لیفی است ، یافت می شود. سه زنجیر اسید آمینه‌ای که به صورت مارپیچ‌های چپ – دست تابیده شده‌اند و سپس باهم به صورت یک ابر مارپیچ راست – دست تابیده شده است، یک لیف فوق‌العاده محکم ایجاد می‌کند. دسته‌هایی از این الیاف ، کلاژن بوجود می‌آورد. نوع دومی از ساختار سوم پروتئین کروی است که در آن زنجیر مارپیچ بصورت یک الگوی هندسی معینی تا شده و بهم تابیده شده است. بسیاری از آنزیمها پروتئین‌های کروی هستند. ساختارهای نوع سوم با انواع متفاوتی از پیوندهای شیمیایی بهم متصل می‌شوند.
ساختار سوم پروتئین صورت بندی کلی آن را در فضا مشخص می کند. ساختار سوم با برهمکنش میان رشته های دور و نزدیک مثل برهمکنش های آب گریز، پیوندهای هیدروژنی، پل های دی سولفید (بین ریشه های سیستئین) و پل های نمکی (بین ریشه هایی با بار مخالف) پایدار می شود.
ادامه دارد ...
منبع: http://gilane-ma1.blogfa.com
مرکز یادگیری سایت تبیان، مرجان سلیمانیان
