Kompleksvalk sisaldab lisaks valgukomponendile endale ka teistsuguse iseloomuga lisarühma (proteesi). Selle komponendina toimivad süsivesikud, lipiidid, metallid, fosforhappejäägid, nukleiinhapped. See artikkel räägib teile, kuidas erinevad lihtsad valgud keerukatest, millisteks tüüpideks need ained jagunevad ja millised on nende omadused. Peamine erinevus vaadeldavate ainete vahel on nende koostis.
Keerulised valgud: määratlus
Need on kahekomponendilised ained, mis sisaldavad lihtsat valku (peptiidahelaid) ja mittevalgulisi aineid (proteesirühm). Nende hüdrolüüsi käigus moodustuvad aminohapped, mittevalguline osa ja lagunemissaadused. Mille poolest erinevad lihtsad valgud keerukatest? Esimesed koosnevad ainult aminohapetest.
Keeruliste valkude klassifikatsioon ja iseloomustus
Need ained jagunevad tüüpideks sõltuv alt lisarühma tüübist. Kompleksseksvalkude hulka kuuluvad:
- Glükoproteiinid on valgud, mille molekulid sisaldavad süsivesikute jääki. Nende hulgas eristatakse proteoglükaane (rakkudevahelise ruumi komponendid), mille struktuur sisaldab mukopolüsahhariide. Glükoproteiinide hulka kuuluvad immunoglobuliinid.
- Lipoproteiinid sisaldavad lipiidkomponenti. Nende hulka kuuluvad apolipoproteiinid, mis täidavad lipiidide transpordi funktsiooni.
- Metalloproteiinid sisaldavad metalliioone (vask, mangaan, raud jne), mis on seotud doonori-aktseptori interaktsiooni kaudu. Sellesse rühma ei kuulu heemvalgud, mis hõlmavad profüriinitsükli ühendeid rauaga ja nendega sarnaseid ühendeid (eriti klorofülli).
- Nukleoproteiinid on valgud, millel on mittekovalentsed sidemed nukleiinhapetega (DNA, RNA). Nende hulka kuulub kromatiin, kromosoomide komponent.
- 5. Fosfoproteiinid, mis hõlmavad kaseiini (kompleksne kohupiimavalk), sisaldavad kovalentselt seotud fosforhappejääke.
Kromoproteiine ühendab proteesikomponendi värv. Sellesse klassi kuuluvad heemivalgud, klorofüllid ja flavoproteiinid
Glükoproteiinide ja proteoglükaanide omadused
Need valgud on keerulised ained. Proteoglükaanid sisaldavad suures osas süsivesikuid (80-85%), tavalistes glükoproteiinides on sisaldus 15-20%. Uroonhapped esinevad ainult proteoglükaani molekulis, nende süsivesikuid iseloomustab korduvate ühikutega korrapärane struktuur. Mis on komplekssete glükoproteiinivalkude struktuur ja funktsioon? Nende süsivesikute ahelad sisaldavad ainult 15 lüli ja on ebaregulaarsed.struktuur. Glükoproteiinide struktuuris toimub süsivesikute ühendus valgukomponendiga tavaliselt aminohappejääkide kaudu, nagu seriin või aspargiin.
Glükoproteiinide funktsioonid:
- Need on osa bakteriraku seinast, side- ja kõhrekoest, ümbritsevad kollageeni- ja elastiinikiude.
- Mängige kaitsvat rolli. Näiteks on selline struktuur antikehadel, interferoonidel, vere hüübimisfaktoritel (protrombiin, fibrinogeen).
- on retseptorid, mis interakteeruvad efektoriga – väikese mittevalgu molekuliga. Viimane, liitudes valguga, viib selle konformatsiooni muutumiseni, mis toob kaasa teatud rakusisese vastuse.
- Teostada hormonaalset funktsiooni. Glükoproteiinide hulka kuuluvad gonadotroopsed, adrenokortikotroopsed ja kilpnääret stimuleerivad hormoonid.
- Edasi veres olevaid aineid ja ioone läbi rakumembraani (transferriin, transkortiin, albumiin, Na+, K+ -ATPaas).
Glükoproteiini ensüümide hulka kuuluvad koliinesteraas ja nukleaas.
Lisateavet proteoglükaanide kohta
Tavaliselt sisaldab kompleksvalgu proteoglükaan oma struktuuris suuri süsivesikute ahelaid korduvate disahhariidijääkidega, mis koosnevad mingist uroonhappest ja aminosuhkrust. Oligo- või polüsahhariidahelaid nimetatakse glükaanideks. Esimesed sisaldavad tavaliselt 2–10 monomeerset ühikut.
Sõltuv alt süsivesikute ahelate struktuurist eristatakse nende erinevaid tüüpe, näiteks hapuheteropolüsahhariidid, millel on suur hulk happelisi rühmi või glükoosaminoglükaane, sealhulgas aminorühmi. Viimaste hulka kuuluvad:
- Hüaluroonhape, mida kasutatakse aktiivselt kosmetoloogias.
- Hepariin, mis takistab vere hüübimist.
- Kerataansulfaadid on kõhre ja sarvkesta komponendid.
- Kondroitiinsulfaadid on osa kõhrest ja sünoviaalvedelikust.
Need polümeerid on proteoglükaanide komponendid, mis täidavad rakkudevahelist ruumi, hoiavad kinni vett, määrivad liigeste liikuvaid osi ja on nende struktuurikomponendid. Proteoglükaanide hüdrofiilsus (hea lahustuvus vees) võimaldab neil luua barjääri suurtele molekulidele ja mikroorganismidele rakkudevahelises ruumis. Nende abiga luuakse tarretisesarnane maatriks, millesse on sukeldatud teiste oluliste valkude, näiteks kollageeni, kiud. Selle proteoglükaanisöötmes olevad ahelad on puukujulised.
Lipoproteiinide omadused ja tüübid
Keerulisel valgulipoproteiinil on täpselt määratletud kahekordne hüdrofiilne ja hüdrofoobne olemus. Molekuli tuuma (hüdrofoobse osa) moodustavad mittepolaarsed kolesterooli estrid ja triatsüülglütseriidid.
Hüdrofiilsest tsoonist väljas on valguosa, fosfolipiidid, kolesterool. Sõltuv alt nende struktuurist on mitut tüüpi lipoproteiinivalke.
Peamised lipoproteiinide klassid:
- Kõrge tihedusega kompleksvalk (HDL, α-lipoproteiinid). Viib kolesterooli maksa ja perifeersesse kudedesse.
- Madala tihedusega (LDL, β-lipoproteiinid). Välja arvatudkolesterooli transpordivad triatsüülglütseriidid ja fosfolipiidid.
- Väga madala tihedusega (VLDL, pre-β-lipoproteiinid). Tehke LDL-ga sarnane funktsioon.
- külomikronid (XM). Transpordivad rasvhappeid ja kolesterooli soolestikust pärast söömist.
Selline veresoonte patoloogia nagu ateroskleroos tekib erinevat tüüpi lipoproteiinide vale vahekorra tagajärjel veres. Vastav alt koostise omadustele võib fosfolipiidide struktuuris (HDL-st külomikroniteni) tuvastada mitmeid suundumusi: valkude (80-lt 10%) ja fosfolipiidide osakaalu vähenemine, triatsüülglütseriidide protsendi suurenemine (20 kuni 90%).
Metalloproteiinide hulgas on palju olulisi ensüüme
Metalloproteiin võib sisaldada mitme metalli ioone. Nende olemasolu mõjutab substraadi orientatsiooni ensüümi aktiivses (katalüütilises) kohas. Metalliioonid paiknevad aktiivses kohas ja mängivad olulist rolli katalüütilises reaktsioonis. Sageli toimib ioon elektroni aktseptorina.
Ensümaatiliste metalloproteiinide struktuuris sisalduvate metallide näited:
- Vask sisaldub tsütokroomoksüdaasi koostises, mis koos heemiga sisaldab selle metalli iooni. Ensüüm osaleb ATP moodustumisel hingamisahela toimimise ajal.
- Raud sisaldab ensüüme, nagu ferritiin, mis täidab rakus raua ladestamise funktsiooni; transferriin - raua kandja veres; katalaas vastutab vesinikperoksiidi neutraliseerimisreaktsiooni eest.
- Tsink on metallile iseloomulikalkoholdehüdrogenaas, mis osaleb etüül- ja sarnaste alkoholide oksüdeerimisel; laktaatdehüdrogenaas - piimhappe metabolismi ensüüm; karboanhüdraas, mis katalüüsib süsihappe moodustumist CO2 ja H2O; leeliseline fosfataas, mis teostab fosforhappe estrite hüdrolüütilist lõhustamist erinevate ühenditega; α2-makroglobuliin on proteaasivastane verevalk.
- Seleen on osa türeoperoksidaasist, mis osaleb kilpnäärmehormoonide moodustamises; glutatioonperoksüdaas, mis täidab antioksüdantset funktsiooni.
- K altsium on iseloomulik tärklise hüdrolüütilise lagundamise ensüümi α-amülaasi struktuurile.
Fosfoproteiinid
Mida sisaldavad fosfoproteiinide kompleksvalgud? Seda kategooriat iseloomustab fosfaatrühma olemasolu, mis on valguosaga seotud hüdroksüüliga aminohapete kaudu (türosiin, seriin või treoniin). Mis on fosforhappe funktsioon valgu struktuuris? See muudab molekuli struktuuri, annab sellele laengu, suurendab lahustuvust, mõjutab valgu omadusi. Fosfoproteiinid on näiteks piimakaseiin ja munaalbumiin, kuid ensüümid kuuluvad enamasti sellesse kompleksvalkude kategooriasse.
Fosfaatrühmal on oluline funktsionaalne roll, kuna paljud valgud ei ole sellega püsiv alt seotud. Rakus toimuvad pidev alt fosforüülimise ja defosforüülimise protsessid. Selle tulemusena viiakse läbi valkude töö reguleerimine. Näiteks kui histoonid on nukleiinhapetega seotud valgud, siis need mööduvadfosforüülitud olekusse, siis genoomi (geneetilise materjali) aktiivsus suureneb. Selliste ensüümide nagu glükogeeni süntaas ja glükogeeni fosforülaas aktiivsus sõltub fosforüülimisest.
Nukleoproteiinid
Nukleoproteiinid on valgud, mis on seotud nukleiinhapetega. Need on lahutamatu osa geneetilise materjali säilitamisest ja reguleerimisest, ribosoomide tööst, mis täidavad valgusünteesi funktsiooni. Viiruste lihtsamaid eluvorme võib nimetada ribo- ja desoksüribonukleoproteiinideks, kuna need koosnevad geneetilisest materjalist ja valkudest.
Kuidas interakteeruvad desoksüribonukleiinhape (DNA) ja histoonid? Kromatiini puhul eristatakse kahte tüüpi DNA-ga seotud valke (histoon ja mittehistoon). Esimesed osalevad DNA tihendamise algfaasis. Nukleiinhappemolekul ümbritseb valke, moodustades nukleosoomid. Saadud niit sarnaneb helmestega, need moodustavad ülikeerdunud struktuuri (kromatiinfibrill) ja superspiraali (faasidevaheline kromoneem). Tänu histooni valkude ja kõrgema taseme valkude toimele väheneb see DNA mõõtmetes tuhandeid kordi. Valkude tähtsuse hindamiseks piisab kromosoomide suuruse ja nukleiinhappe pikkuse võrdlemisest (vastav alt 6-9 cm ja 10-6 µm).
Mis on kromoproteiinid
Kromoproteiinid sisaldavad väga erinevaid rühmi, millel on vaid üks ühine joon – värvi olemasolu proteesikomponendis. Selle kategooria kompleksvalgud jagunevad: hemoproteiinid (sisaldavad struktuuris heemi), võrkkesta valgud (A-vitamiin), flavoproteiinid (vitamiin B2),kobamiidvalgud (vitamiin B12).
Hemoproteiinid liigitatakse nende funktsioonide järgi mitteensümaatilisteks (hemoglobiin ja müoglobiini valk) ja ensüümideks (tsütokroomid, katalaas, peroksidaas).
Flavoproteiinid sisaldavad proteesina B2-vitamiini flaviinmononukleotiidi (FMN) või flaviinadeniindinukleotiidi (FAD) derivaate. Need ensüümid osalevad ka redoks-transformatsioonides. Nende hulka kuuluvad oksidoreduktaasid.
Mis on tsütokroomid?
Nagu ülalpool kirjeldatud, koosneb heem porfüriinist. Selle struktuur sisaldab 4 pürroolirõngast ja raudrauda. Spetsiaalne heemensüümide rühm - tsütokroomid, mis erinevad aminohapete koostise ja peptiidahelate arvu poolest, on spetsialiseerunud redoksreaktsioonide läbiviimisele, mis tagavad elektronide ülekande hingamisahelas. Need ensüümid osalevad mikrosomaalses oksüdatsioonis – ksenobiootikumide biotransformatsiooni algreaktsioonides, mis viivad nende neutraliseerimisele, ning paljude eksogeensete ja eksogeensete ainete, näiteks steroidide, küllastunud rasvhapete vahetuses.
Proteesirühma mõju
Keeruliste valkude osaks olev proteeside rühm mõjutab selle omadusi: muudab selle laengut, lahustuvust, termoplastilisust. Näiteks fosforhappe jäägid või monosahhariidid omavad sellist mõju. Kompleksvalgu koostises sisalduv süsivesikute osa kaitseb seda proteolüüsi eest (hävimine hüdrolüüsiprotsessi tulemusena), mõjutab molekulide tungimist läbi raku.membraan, nende sekretsioon ja sorteerimine. Lipiidifragment võimaldab luua valgukanaleid vees halvasti lahustuvate (hüdrofoobsete) ühendite transportimiseks.
Keeruliste valkude struktuur ja funktsioonid sõltuvad täielikult proteesirühmast. Näiteks hemoglobiinis sisalduv rauda sisaldav heem seob hapnikku ja süsihappegaasi. Tänu histoonide, protamiinide ja DNA või RNA interaktsiooni tulemusena tekkivatele nukleoproteiinidele on geneetiline materjal kaitstud, talletatud kompaktselt, RNA seotakse valgusünteesi käigus. Nukleoproteiinid on stabiilsed valkude ja nukleiinhapete kompleksid.
Järeldus
Seega täidavad kompleksvalgud organismis väga erinevaid funktsioone. Seetõttu on makro- ja mikrotoitainete tarbimine tervise säilitamiseks nii oluline. Metallid on osa paljudest ensüümidest. Teades biokeemiat, oma tervise iseärasusi ja elukoha ökoloogilist seisundit, saad ise oma toitumist kohandada. Näiteks eraldage territooriumid, mida iseloomustab mis tahes elemendi puudujääk. Selle täiendav lisamine dieeti toidulisandite kujul võimaldab teil puudujääki korvata.
