Regulačná funkcia proteínov: opis, vlastnosti a vlastnosti

Proteíny sú vysokomolekulárne organické látky, ktoré pozostávajú z alfa-aminokyselín, ktoré sú spojené peptidovou väzbou do jedného reťazca. Ich hlavnou funkciou je regulácia. A o tom, čo a ako sa prejavuje, teraz je potrebné podrobne povedať.

Opis Procesu

Proteíny majú schopnosť prijímať a prenášať informácie. Preto regulujú procesy prebiehajúce v bunkách a v celom tele ako celku.

Táto akcia je reverzibilná a zvyčajne vyžaduje prítomnosť ligandu . Toto je zase názov chemickej zlúčeniny, ktorá tvorí komplex s biomolekulami a následne vyvoláva určité účinky (farmakologické, fyziologické alebo biochemické).

Je zaujímavé, že vedci pravidelne objavujú nové regulačné proteíny. Predpokladá sa, že dnes je známa iba malá časť z nich.

Proteíny, ktoré vykonávajú regulačnú funkciu, sa delia na odrody. A stojí za to povedať o každom z nich samostatne.

Funkčná klasifikácia

Je to dosť podmienené. Koniec koncov, jeden hormón môže vykonávať škála úlohy. Vo všeobecnosti však regulačná funkcia zabezpečuje postup bunky pozdĺž jej cyklu, ďalšiu transkripciu, transláciu, zostrih a aktivitu iných proteínových zlúčenín.

Všetko sa deje v dôsledku väzby s inými molekulami alebo v dôsledku enzymatického pôsobenia. Mimochodom, tieto látky zohrávajú veľmi dôležitú úlohu. Koniec koncov, enzýmy, ktoré sú komplexnými molekulami, urýchľujú chemické reakcie v živom organizme. A niektoré z nich potláčajú aktivitu iných proteínov.

Ale teraz môžeme sa hýbať k štúdiu klasifikácie druhov.

Bielkoviny sú hormóny

Majú vplyv na rôzne fyziologické procesy a priamo na metabolizmus. Hormonálne proteíny sa tvoria v endokrinných žľazách, po ktorých sa prenášajú krvou za účelom prenosu informačného signálu.

Šíria sa chaoticky. Pôsobia však výlučne na tie bunky, ktoré majú špecifické receptorové proteíny. Kontaktovať ich môžu iba hormóny.

Pomalé procesy sú spravidla regulované hormónmi. Patria sem vývoj tela a rast jednotlivých tkanív. Ale aj tu sú výnimky.

Taký je adrenalín-derivát aminokyselín, hlavný hormón drene nadobličiek. Jeho uvoľnenie vyvoláva účinok nervového impulzu. Zvyšuje sa srdcová frekvencia, zvyšuje sa krvný tlak a vyskytujú sa ďalšie reakcie. Ovplyvňuje aj pečeň – vyvoláva rozklad glykogénu. V dôsledku toho sa glukóza uvoľňuje do krvi a mozog a svaly ju používajú ako zdroj energie.

Receptorové proteíny

Majú tiež regulačnú funkciu. Ľudské telo je v skutočnosti komplexný systém, ktorý neustále prijíma signály z vonkajšie a vnútorné prostredie. Tento princíp sa pozoruje aj v práci jeho základných buniek.

Napríklad proteíny membránového receptora prenášajú signál z povrchu štruktúrno-elementárnej jednotky vo vnútri a paralelne ho transformujú. Regulujú bunkové funkcie väzbou na ligand umiestnený na receptore mimo bunky. Čo sa stane na konci? Aktivuje sa ďalší proteín vo vnútri bunky.

Stojí za zmienku jedna dôležitá nuansa. Prevažná väčšina hormónov ovplyvňuje bunku iba vtedy, ak je na jej membráne určitý receptor. Môže to byť glykoproteín alebo iný proteín.

Môže byť uvedený príklad-β2-adrenoreceptor. Nachádza sa na membráne pečeňových buniek. Ak dôjde k stresu, potom sa na ňu viaže molekula adrenalínu, v dôsledku čoho sa aktivuje β2-adrenoreceptor. Čo bude ďalej? Už aktivovaný receptor aktivuje g-proteín, ktorý ďalej viaže GTP. Po mnohých medzistupňoch dochádza k fosforolýze glykogénu.

Aký je záver? Receptor vykonal prvú akciu prenosu signálu, ktorý viedol k rozpadu glykogénu. Ukazuje sa, že bez nej by sa následné reakcie vyskytujúce sa vo vnútri bunky nevyskytli.

Transkripčné regulačné proteíny

Ďalšia téma, ktorej je potrebné venovať pozornosť. V biológii existuje koncept transkripčného faktora. Toto je názov proteínov, ktoré majú tiež regulačnú funkciu. Spočíva v riadení procesu syntézy mRNA na matrici DNA. Toto sa nazýva transkripcia – prenos genetických informácií.

Čo možno povedať o tomto faktore? Proteín vykonáva regulačnú funkciu buď samostatne, alebo spolu s inými prvkami. Výsledkom je zníženie alebo zvýšenie väzbovej konštanty RNA polymerázy na sekvencie regulovaného génu.

Transkripčné faktory majú definujúcu vlastnosť-prítomnosť jeden alebo viac domén DNA interagujúcich so špecifickými miestami DNA. Je to dôležité vedieť. Koniec koncov, iným proteínom, ktoré sa tiež podieľajú na regulácii génovej expresie, chýbajú domény DNA. To znamená, že ich nemožno pripísať transkripčným faktorom.

Proteínkinázy

Keď hovoríme o tom, ktoré prvky vykonávajú regulačnú funkciu v bunkách, je potrebné tieto látky pozorne sledovať. Proteínkinázy sú enzýmy, ktoré modifikujú iné proteíny fosforyláciou aminokyselinových zvyškov s hydroxylovými skupinami v kompozícii (sú to tyrozín, treonín a serín).

Čo je tento proces? Počas fosforylácie sa funkcia substrátu zvyčajne mení alebo upravuje. Mimochodom, môže sa tiež meniť aktivita enzýmu, ako aj poloha proteínu v samotnej bunke. Zaujímavý fakt! Predpokladá sa, že asi 30% proteínov môže byť modifikovaných proteínkinázami.

A ich chemická aktivita sa dá vysledovať pri štiepení fosfátovej skupiny z ATP a ďalšom kovalentnom pripojení k zvyšku aminokyseliny. Proteínkinázy majú teda silný vplyv na bunkovú aktivitu. Ak je ich práca narušená, môžu sa vyvinúť rôzne patológie, dokonca aj niektoré typy rakoviny.

Proteínové Fosfatázy

Pokračovanie v štúdiu vlastností a príkladov regulačnej funkcie je potrebné venovať pozornosť sú vyrobené pre tieto proteíny. Účinok uskutočňovaný proteínovými fosfatázami spočíva v štiepení fosfátových skupín.

Čo to znamená? Jednoducho povedané, tieto prvky vykonávajú defosforyláciu – opačný proces, ku ktorému dochádza v dôsledku pôsobenia proteínkináz.

Regulácia spájania

Tiež to nemožno ignorovať. Zostrih je proces, pri ktorom sa z molekúl RNA odstránia niektoré nukleotidové sekvencie a potom sa spoja sekvencie, ktoré sa zachovali v" zrelej " molekule.

Čo to má spoločné so študovanou témou? Vo vnútri eukaryotických génov sú oblasti, ktoré nekódujú aminokyseliny. Nazývajú sa intróny. Najskôr sa počas transkripcie prepíšu na pre-mRNA, potom ich špeciálny enzým "vyreže".

Na spájaní sa podieľajú iba tie proteíny, ktoré sú enzymaticky aktívne. Iba oni sú schopní poskytnúť požadovanú konformáciu prem-RNA.

Mimochodom, existuje aj koncept alternatívneho spájania. Toto je veľmi zaujímavý proces. Proteíny, ktoré sa na ňom podieľajú, zabraňujú vyrezávaniu niektorých nitrónov, ale zároveň prispievajú k odstráneniu iných.

Metabolizmus uhľohydrátov

Regulačné funkcia v tele vykonáva mnoho orgánov, systémov a tkanív. , ale keďže hovoríme o bielkovinách, potom stojí za to povedať aj o úlohe sacharidov, ktoré sú tiež dôležitými organickými zlúčeninami.

Toto je veľmi podrobná téma. Metabolizmus uhľohydrátov ako celok predstavuje obrovské množstvo enzymatických reakcií. A jednou z možností jeho regulácie je transformácia enzýmovej aktivity. , dosahuje sa to vďaka fungujúcim molekulám určitého enzýmu. Alebo v dôsledku biosyntézy nových.

Dá sa povedať, že regulačná funkcia sacharidov je založená na princípe spätnej väzby. Po prvé, prebytok substrátu, ktorý vstupuje do bunky, vyvoláva syntézu nových molekúl enzýmov a potom je inhibovaná ich biosyntéza (koniec koncov, k tomu vedie akumulácia metabolických produktov).

Regulácia metabolizmu tukov

O tom na konci. Keďže sa hovorilo o bielkovinách a sacharidoch, mali by sa spomenúť aj tuky.

Proces ich metabolizmu je úzko spojený s uhľohydrátom. Ak sa koncentrácia glukózy v krvi zvýši, potom sa rozpad triglyceridov (tukov) zníži, v dôsledku čoho sa aktivuje ich syntéza. Zníženie jeho množstva má naopak retardačný účinok. V dôsledku toho sa rozklad tukov zvyšuje a urýchľuje.

Z toho všetkého vyplýva jednoduchý a logický záver. Vzťah metabolizmu uhľohydrátov a tukov je zameraný iba na jednu vec – zabezpečiť energetické potreby tela.