Was sind die Monomere der Proteine?

Was sind Proteine?

Bevor wir etwas über die Monomere von Proteinen erfahren, sollten wir uns ansehen, was Proteine ​​sind. Proteine ​​sind die natürlichen Polymere, die in Lebensprozessen eine entscheidende Rolle spielen. Proteine ​​machen mehr als 50% des Trockengewichts von Zellen aus und sind in größeren Mengen vorhanden als andere Biomoleküle. Daher unterscheiden sie sich stark von anderen Haupttypen von Biomolekülen, einschließlich Lipiden, Kohlenhydraten und Nukleinsäuren. Am wichtigsten sind jedoch Proteine, die aufgrund ihrer Struktur, ihrer Funktionen, ihrer physiochemischen Eigenschaften, ihrer Modifikation und ihrer Anwendung die am intensivsten untersuchten Biomoleküle sind, insbesondere in den am weitesten fortgeschrittenen Bereichen der Wissenschaft wie Gentechnik, umweltfreundliches Material und neuartige Verbundstoffe auf Basis erneuerbarer Quellen. Proteine ​​als Biomoleküle sind für die Ausführung vieler wichtiger Funktionen in biologischen Systemen verantwortlich, einschließlich Enzymkatalyse (durch Enzyme), Verteidigung (durch Immunglobuline, Toxine und Zelloberflächenantigene), Transport (durch zirkulierende Transporter), Unterstützung (durch Fasern), Bewegung ( durch Bildung von Muskelfasern wie Kollagen, Keratin und Fibrin), Regulation (durch osmotische Proteine, Genregulatoren und Hormone) und Lagerung (durch Ionenbindung). Proteine ​​sind wichtige erneuerbare Ressourcen, die von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen wie Viren und Bakterien produziert werden. Einige wichtige pflanzliche Proteine ​​umfassen Zein, Sojaproteine ​​und Weizenproteine. Kasein und Seidenfibroin sind einige Proteine, die in Tieren gefunden werden. Beispiele für bakterielle Hauptproteine ​​umfassen Lactatdehydrogenase, Chymotrypsin und Fumarase.

Proteine ​​werden durch Verbinden einer großen Anzahl von Monomereinheiten gebildet. Proteine ​​enthalten ein oder mehrere Polypeptide. Jede Polypeptidkette wird durch Verbinden einer großen Anzahl von Aminosäuren durch chemische Bindungen gebildet, die als Peptidbindungen bekannt sind. Das für dieses spezifische Protein kodierende Gen bestimmt die Aminosäuresequenz. Sobald eine Polypeptidkette gebildet ist, faltet sie sich zu einer spezifischen dreidimensionalen Struktur zusammen, die für diese bestimmte Polypeptidkette einzigartig ist. Die Konformation einer Polypeptidkette wird hauptsächlich durch die Aminosäuresequenz und mehrfache schwache Wechselwirkungen zwischen den Teilen der Polymerkette bestimmt. Diese schwachen Wechselwirkungen können durch Anwendung von Wärme oder Hinzufügen einer Chemikalie unterbrochen werden, die letztendlich die Konformation der Polypeptid-3-D-Struktur ändert. Dieser Unterbrechungsprozess ist bekannt als Denaturierung von Proteinen. Durch die Denaturierung wird letztlich die funktionelle Aktivität von Proteinen gestoppt. Daher ist die Struktur des Proteins sehr wichtig, um ihre Rollen zu erhalten.

Proteinstruktur

Die Struktur eines Proteins kann anhand von vier Strukturebenen diskutiert werden. primär, sekundär, tertiär und quartär. Das Primärstruktur eines Proteins ist seine Aminosäuresequenz. Es gibt zwei Arten von sekundäre Strukturen; α-Helix und β-Faltblatt. Das Tertiärstruktur von Proteinen wird durch die dreidimensionale Struktur bestimmt, die entweder kugelförmig oder faserig sein kann. Die Tertiärstruktur ist komplexer und kompakter. Quartärstruktur eines Proteins ist aufgrund seines höheren Faltungsmusters weitaus komplexer. Die meisten Proteine ​​mit quaternärer Struktur enthalten Untereinheiten, die durch Nichtbindungsbindungen zusammengehalten werden. Beispielsweise hat Hämoglobin vier Untereinheiten.

Was sind die Monomere der Proteine?

Ein Monomer ist die hauptsächliche funktionelle und strukturelle Einheit eines Polymers. Sie sind die Bausteine ​​von Polymeren. Das Monomer eines Proteins ist eine Aminosäure. Eine große Anzahl von Aminosäuremolekülen verbindet sich über Peptidbindungen zu Polypeptidketten. Zwei oder mehr Polypeptidketten sind miteinander verbunden, um große Proteine ​​zu bilden. Aminosäuresequenz bestimmt die Struktur und Funktion eines Proteins.

Allgemeine Struktur einer Aminosäure

Es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die alle Proteine ​​im biologischen System bilden, indem sie in verschiedenen Sequenzen angeordnet werden. Die Aminosäuresequenz ist als Primärstruktur eines Proteins bekannt. Wenn man die chemische Formel eines Aminosäuremoleküls betrachtet, enthält es drei Gruppen. Aminogruppe (-NH₂), Carbonsäuregruppe (-COOH) und Seitenkette (R-Gruppe), die für jede Aminosäure spezifisch ist. Die einfachste Aminosäure enthält ein Wasserstoffatom als R-Gruppe, bekannt als Glycin.

Verweise:

Belgacem, M. N. & Gandini, A. (Hrsg.). (2008). Monomere, Polymere und Verbundstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen. Amsterdam: Elsevier. Moore, J. N. & Slusher, H. S. (1970). Biologie: Eine Suche nach Ordnung in Komplexität. Grand Rapids: Zondervan Pub. Haus. Raven, P.H. & Johnson, G.B. (1988). Biologie verstehen. St. Louis: Times Mirror / Mosby College Pub. Walsh, G. (2002). Proteine: Biochemie und Biotechnologie. Chichester: J. Wiley. Whitford, D. (2005). Proteine: Struktur und Funktion. Hoboken, New Jersey: J. Wiley & Sons. Bild-Höflichkeit: "Protein-Primärstruktur" von National Human Genome Research Institute - (Public Domain) über Commons Wikimedia "AminoAcid-Kugel" von GYassineMrabetTalk - erstellt mit Inkscape. - Eigene Arbeit (Public Domain) über Commons Wikimedia