CC BY
1УДК 54 Какаджанова К.К., Юсубов Д., Матиев Д.
Какаджанова К.К.
преподаватель,
Туркменский государственный архитектурно-строительный институт
(г. Ашхабад, Туркменистан)
Юсубов Д.
студент,
Туркменский государственный архитектурно-строительный институт
(г. Ашхабад, Туркменистан)
Матиев Д.
студент,
Туркменский государственный архитектурно-строительный институт
(г. Ашхабад, Туркменистан)
ОСНОВА БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИЗНИ ИЛИ О СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИЯ И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ
Аннотация: в работе рассмотрены структурная организация и функции белков. Понимание структуры белков позволяет не только оценить их форму, но и предсказывать их функциональные свойства, взаимодействия с другими молекулами и участвовать в проектировании белков с определенными свойствами. Для исследований биохимии, фармакологии и разработки лекарств необходимо углубленное знание структурных уровней и функций белков.
Ключевые слова: организация белков, функции белков, химия.
Белки - это один из основных классов биологических макромолекул, обладающих широким спектром функций в организмах. Химия белков включает
в себя изучение их структурных и функциональных свойств, а также механизмов их взаимодействия с другими молекулами.
Структурная организация белков - это описание уровней организации белковой структуры, начиная от примарной структуры (последовательность аминокислот) и заканчивая кватернарной структурой (взаимное расположение и соединение подъединиц в сложных многоподъединичных белках).
Белок по своему строению состоит из нескольких уровней строения: Примарная структура белка - это его последовательность аминокислот, определяемая генетическим кодом. Здесь каждая аминокислота соединяется с соседней пептидной связью, образуя цепочку. Примарная структура является основным уровнем структуры белка, с которого начинается его формирование.
Вторичная структура: а-спираль представляет собой спираль, образованную полипептидной цепью. Это структурный элемент вторичной структуры белка, где пептидные связи формируются спиралью вокруг оси. Взаимодействия между водородными связями каждого четвертого аминокислотного остатка определяют стабильность а-спирали. Р-складки представляют собой листовидные структуры, где полипептидная цепь формирует складки или плиссировки. Взаимодействие гидрофильных и гидрофобных участков позволяет формировать стабильные Р-складки. Гидрофильные остатки обращены наружу, в то время как гидрофобные - внутрь складок.
Третичная структура: Третичная структура белка определяет его трехмерную пространственную конформацию. Здесь различные участки вторичной структуры и другие функциональные элементы соединяются в единую трехмерную форму. Взаимодействия различных участков, такие как гидрофобные взаимодействия, сольватация, дисульфидные связи, ионные связи и водородные связи, формируют устойчивую третичную структуру. Третичная структура белка может включать в себя различные функциональные домены, такие как активные центры, связывающие сайты или места для взаимодействия с другими молекулами. Эти домены определяют функции белка и его
специфичность по отношению к различным молекулам или реакциям. Свертывание белка в третичную структуру является критическим этапом в его формировании и функционировании. Оно происходит под влиянием физико-химических факторов и определяется последовательностью аминокислот. Неправильное свертывание может привести к дисфункции белка.
Кватернерная структура: Кватернерная структура характеризует взаимное расположение и соединение нескольких белковых молекул (подъединиц) в сложных многоподъединичных белках. Этот уровень определяет стереоспецифичность и функциональность этих структур, а также связи между подъединицами. Каждый уровень структурной организации важен для понимания свойств и функций белков. Понимание структурной организации помогает исследователям и биологам разрабатывать новые методы лечения, проектировать белки с определенными функциональными свойствами и раскрывать механизмы биологических процессов на молекулярном уровне.
Белки, называемые ферментами, играют ключевую роль в катализе химических реакций в клетках. Они повышают скорость реакций, не участвуя самостоятельно в химических превращениях. Ферменты специфичны к субстратам, с которыми они взаимодействуют, и обеспечивают селективность и точность катализируемых реакций. Некоторые белки используются для обеспечения структурной прочности клеток и тканей. Например, коллаген является белком, который составляет основу соединительной ткани и обеспечивает прочность кожи, суставов и других органов.
Определенные белки выполняют функцию транспорта различных веществ через мембраны клеток или по кровеносным сосудам. Например, гемоглобин транспортирует кислород в крови, а миозин участвует в транспорте веществ внутри клеток. Также, некоторые белки используются для хранения веществ в организме, например, ферритин для хранения железа. Многие белки выступают в качестве сигнальных молекул, обеспечивая взаимодействие между клетками, регулируя процессы роста, развития и дифференцировки. Примерами таких белков являются гормоны, цитокины, рецепторы на клеточной мембране.
Изучение химии белков имеет огромное значение для понимания биохимических процессов в организмах, разработки лекарств, создания новых методов диагностики болезней и инженерии белков с желаемыми свойствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Kessel A. Introduction to proteins. Structure, function and motion. 2018;
2. Arthur L. Introduction to protein science. 2016
Kakadzhanova K.K., Yusubov D., Matiev D.
Kakadzhanova K.K.
Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)
Yusubov D.
Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)
Matiev D.
Turkmen State Institute of Architecture and Civil Engineering (Ashgabat, Turkmenistan)
BASIS OF BIOLOGICAL LIFE OR STRUCTURAL ORGANIZATION AND FUNCTION OF PROTEINS
Abstract: the paper considers the structural organization and functions of proteins. Understanding the structure of proteins makes it possible not only to evaluate their shape, but also to predict their functional properties, interactions with other molecules and participate in the design of proteins with certain properties.
Keywords: protein organization, protein functions, chemistry.
