تقسیم بندی پروتئینها از لحاظ ترکیب ساختمانی آنها!!؟

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار و عمل پروتئین ها:

پروتئین ها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت ‌ملکول‌های زیستی هستند که از زیرواحدهایی بنام اسید آمینه ساخته شده‌اند.

ساختار پروتئین ها:

پروتئین ها 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.

ساختمان اول:

ساختار اول توالی خطی آمینو اسیدها است.

ردیف اسید‌های آمینه‌ای که به صورت یک زنجیر به یکدیگر پیوند یافته‌اند، ساختار نوع اول دارند.

ساختار و عمل  پروتئین ها

ساختمان دوم:

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،

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.

 ساختار و عمل پروتئین ها

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.

تعجب آور نیست که در سنتز زنجیره‌های پلی پپتیدی تنها ۲۰ نوع اسید آمینه مختلف شرکت می‌کند.

ولی باید توجه داشت اگر یک زنجیره پلی پپتیدی را که دارای ۵۰ اسید آمینه است.

ساختار پروتئین ها

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.

ساختمان دوم:

 دانستید که در ساختار پروتئین‌ها چند ویژگی مشخص وجود دارد.

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.

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار پروتئین ها

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 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.

ساختمان سوم: (ساختار سوم)

ساختار پروتئین ها 

ساختارهای نوع سوم با انواع متفاوتی از پیوندهای شیمیایی بهم متصل می‌شوند.

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.

پروتئین‌های بدن پی در پی تجدید می‌شوند و این عمل با سنتز مجدد اسیدهای آمینه موجود در بدن صورت می‌گیرد.

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار پروتئین ها

ساختمان چهارم:

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار نوع چهارم پروتئین‌ها درجه تجمع واحدهای پروتئینی است.

هموگلوبین انسان که یک پروتئین کروی با وزن مولکولی ۶۸۰۰۰ است.

باید چهار زنجیر اسید آمینه بطور مناسبی تجمع یافته باشد تا هموگلوبین فعالی تشکیل شود.

انسولین نیز ترکیبی است : که در آن زیر واحدهایی از پروتئین بطوری مناسب، در یک ساختار نوع چهارم آرایش یافته اند.

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار چهارم

پروتئین از برهمکنش چند زیر واحد پلی پپتیدی حاصل می شود که با اتصالات غیر کووالان به هم متصل هستند.

از جالب ترین نمونه های ساختار چهارم، کپسید بعضی از ویروس ها مثل پولیو ویروس ها می باشد.

این کپسیدها از ۶۰ زیر واحد یکسان ساخته شده اند که به صورت یک بیست وجهی منتظم آرایش یافته اند.

هر وجه این بیست وجهی یک مثلث است که از سه زیر واحد تشکیل شده است.

هر زیر واحد چهار نوع زنجیره پلی پپتیدی دارد.

می توان بین ساختارهای دوم و سوم سطوح بیشتری نیز تعریف کرد.

ساختار و عمل پروتئین ها

ساختار پروتئین ها

یکی از این سطوح (فرا دوم)، موتیف ساختاری نام دارد.

هر موتیف ساختاری ترکیب مشخصی از عناصر ساختار دوم می باشد که معمولا در پروتئین های زیادی دیده می شود.

با وجود تنوع بسیار زیاد پروتئین ها، انواع موتیف های ساختاری تشکیل دهنده آنها محدود (احتمالا نزدیک به ۱۰۰۰) است.

برخی از پروتئین های برهمکنش دهنده با DNA دارای موتیف مارپیچ-خم-مارپیچ هستند.

در این موتیف، دو مارپیچ آلفای کوتاه با یک خم کوچک از یکدیگر جدا شده اند.

مارپیچ دومی (نزدیک به پایانه C) در این موتیف در شیار بزرگ DNA قرار می گیرد

و با بازها و نیز اسکلت قند فسفات DNA برهمکنش می دهد.

ساختار و عمل پروتئین ها

موتیف:

موتیف دو مارپیچ آلفا پهلو به پهلوی یکدیگر قرار گرفته و تا حدی به دور یکدیگر پیچیده اند.

در هر ۷ ریشه از هر مارپیچ (نزدیک به دو دور مارپیچ) ریشه های آب گریز قرار گرفته اند.

این ریشه ها از هر مارپیچ با مارپیچ دیگر برهمکنش می دهند و پیچ پیچیده را پایدار می کنند.

که در آن ریشه های آب گریز نام برده غالبا لوسین هستند.

در این پروتئین ها زیپرلوسین مستقیما با DNA برهمکنش نمی دهد،

بلکه در شکل گیری ساختار درست پروتئین برای اتصال به DNA نقش دارد.

موتیف های گوناگون در فعالیت های پروتئین ها از جمله در اتصال آنها به لیگاندهایی مثل DNA نقش دارند.

دومین:

دومین های ساختاری نیز بین ساختارهای دوم و سوم طبقه بندی می شوند.

به بخشی از پروتئین گفته می شود که مستقل از سایر بخش ها تا می خورد.

دومین ها معمولا بیش از ۴۰ ریشه دارند.

بسیاری از موتیف های ساختاری دومین ساختاری هم هستند و مستقل تا می شوند.

دومین عملکردی بخشی از پروتئین است که به تنهایی عملکرد خاصی را انجام می دهد.

 هر دومین عملکردی ممکن است از یک یا چند دومین ساختاری تشکیل شده باشد و می تواند کاتالیتیک (آنزیمی) و یا توانایی اتصال باشد.

بسیاری از فعال کننده های رونویسی دارای یک دومین اتصال به DNA و یک دومین فعال کننده رونئیسی هستند

و گاهی دومین های دیگری نیز دارند.

ساختار پروتئین ها