يحدد التسلسل الخطي لبقايا الأحماض الأمينية في سلسلة عديد الببتيد التكوين ثلاثي الأبعاد للبروتين، وتحدد بنية البروتين وظيفته، وتحتوي جميع البروتينات على عناصر الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والكبريت، وقد يحتوي بعضها أيضًا على الفوسفور واليود وآثار من المعادن مثل الأيونات والنحاس والزنك والمنغنيز، وقد يحتوي البروتين على 20 نوعًا مختلفًا من الأحماض الأمينية، ويحتوي كل حمض أميني على مجموعة أمين في أحد طرفيه ومجموعة حمضية في الطرف الآخر وسلسلة جانبية مميزة.
ما هي البروتينات
البروتينات هي أكثر الجزيئات البيولوجية وفرة، وتوجد في جميع الخلايا، وهو أيضًا أكثر الجزيئات العضوية تنوعًا في الأنظمة الحية ويوجد بتنوع كبير؛ الآلاف من الأنواع المختلفة، وتتراوح في الحجم من الببتيدات الصغيرة نسبيًا إلى البوليمرات الكبيرة.
والبروتينات هي بوليمرات الأحماض الأمينية المرتبطة تساهميًا بالروابط الببتيدية، وتعبر الأساس للبروتينات هي العشرين من الأحماض الأمينية التي تحدث بشكل طبيعي، وبالتالي، فإن البروتينات هي بوليمرات الأحماض الأمينية.
ما هي خصائص البروتينات
الذوبان في الماء
- علاقة البروتينات بالماء معقدة.
- يعتمد التركيب الثانوي للبروتينات بشكل كبير على تفاعل روابط الببتيد مع الماء من خلال الروابط الهيدروجينية.
- تتشكل الروابط الهيدروجينية أيضًا بين البروتين (تركيبات ألفا وبيتا) والماء، والكرة الساكنة الغنية بالبروتين قابلة للذوبان أكثر من الهياكل الحلزونية.
- في البنية الثلاثية، يتسبب الماء في توجيه السلاسل والجذور المحبة للماء إلى الجزء الخارجي من الجزيء، بينما تميل السلاسل والجذور الكارهة للماء إلى التفاعل مع بعضها البعض داخل الجزيء (تأثير كاره للماء).
التمسخ وإعادة التشبع
- يمكن تغيير طبيعة البروتينات بواسطة عوامل مثل الحرارة واليوريا التي تتسبب في ظهور سلاسل متعددة الببتيد دون التسبب في التحلل المائي للروابط الببتيدية.
- تعمل عوامل تغيير الطبيعة على تدمير الهياكل الثانوية والثالثية، دون التأثير على البنية الأولية.
- إذا عاد البروتين المشوه إلى حالته الأصلية بعد إزالة عامل تغيير الطبيعة، فإن العملية تسمى إعادة التكوين.
وتشمل بعض عوامل تغيير الطبيعة:
- العوامل الفيزيائية: الحرارة، الإشعاع، الأس الهيدروجيني.
- العوامل الكيميائية: محلول اليوريا الذي يشكل روابط هيدروجينية جديدة في البروتين والمذيبات العضوية والمنظفات.
تجلط الدم
عندما تتغير طبيعة البروتينات بالحرارة، فتشكل مجاميع غير قادرة على الذوبان، وتُعرف باسم (coagulum)، وتعتبر جميع البروتينات غير قادرة حتى تتخثر بالحرارة، فقط القليل منها مثل الألبومين، والجلوبيولين قادر للتخثر بالحرارة.
النقطة الكهروضوئية
- النقطة المتساوية الكهربية (pI) هي الرقم الهيدروجيني الذي يساوي عنده عدد الشحنات الموجبة عدد الشحنات السالبة، والشحنة الإجمالية للحمض الأميني تساوي صفرًا.
- في هذه المرحلة، عندما تتعرض البروتينات لمجال كهربائي، لا تتحرك باتجاه الأنود أو الكاثود، ومن ثم تُستخدم هذه الخاصية لعزل البروتينات.
ويمكننا القول بأن البروتينات حيوية للنمو والإصلاح، ووظائفها لا حصر لها، ولديها أيضًا تنوع هائل في الوظائف البيولوجية وهي أهم المنتجات النهائية لمسارات المعلومات، وتعمل البروتينات التي تتكون من الأحماض الأمينية في العديد من الأدوار في الجسم (على سبيل المثال، مثل الإنزيمات والمكونات الهيكلية والهرمونات والأجسام المضادة).
