A különböző fehérjék - az orvos enciklopédiája
A fehérjék döntő szerepet játszanak az egyes sejtek és az egész multicelluláris szervezet létfontosságú aktivitásában, mivel funkcióik meglepően sokszínűek. A fehérjefüggvények sokféleségét az elsődleges szerkezetük és konformációjuk sajátosságai, az aktív helyszerkezet egyedisége és a specifikus ligandumok kötődési képessége határozza meg.
A peptidláncok lehetséges változatainak csak nagyon kis része képes stabil térszerkezetet kialakítani; a legtöbbjük nagyjából ugyanolyan Gibbs energiával bír, de különböző tulajdonságokkal.
A biológiai evolúció által kiválasztott ismert fehérjék elsődleges szerkezete biztosítja a fehérje működését meghatározó konformáció egyikének kivételes stabilitását.
Úgynevezett homológ fehérjék működik a különböző fajok ugyanazt a funkciót, mint például a hemoglobin összes gerincesben biztosít szállítási 02. citokróm c - mitokondriális fehérje részt vesz a folyamatokban a biológiai oxidáció. A legtöbb faj homológ fehérje:
- ugyanolyan vagy nagyon szoros molekulatömegűek;
- sok helyen ugyanazokat az aminosavakat tartalmazzák, amelyeket invariáns aminosavaknak neveznek;
- bizonyos pozíciókban jelentős különbségek vannak az aminosavakban - az úgynevezett változó aminosavmaradékok;
- homológ szekvenciákat tartalmaznak - az összehasonlított fehérjék aminosavszekvenciájában hasonló tulajdonságok halmaza (kivéve az azonos aminosavakat, ezek a szekvenciák különbözőek, de hasonlóak a fizikai-kémiai tulajdonságokban, aminosavgyökökben).
A citokróm mitokondriális fehérje, amely részt vesz a biológiai oxidációban. Az aminosavszekvencia több mint 60 fajban található. 27 pozícióban vannak invariáns aminosavmaradékok. Az élesztővel és a lovakkal végzett citokrómok 48 aminosavmaradványban különböznek, csirke és kacsa - 2 aminosav, csirke és pulyka azonos.
A homológ fehérjék aminosavszekvenciájának összehasonlítása:
1) a konzervatív, invariáns aminosav-maradékok fontosak e fehérjék egyedi térszerkezetének és biológiai funkciójának kialakításához;
2) a homológ fehérjék jelenléte a faj általános evolúciós eredetét jelzi;
3) a homológ fehérjékben változó aminosavmaradékok száma arányos az összehasonlítandó fajok filogenetikai különbségeivel;
4) egyes esetekben az aminosavszekvenciában bekövetkező kisebb változások zavart okozhatnak a fehérjék tulajdonságaiban és funkcióikban;
5), de az aminosavszekvencia minden változása nem okoz zavart a fehérjék biológiai funkcióiban;
6) a fehérjék szerkezetének és működésének legnagyobb megsértése az aminosavak helyébe lép:
- bejutni a hajtogatás magjába (egy aminosav-készlet, amelyből a konformáció kialakulása megkezdődik);
az aktív központba érkezve;
- a polipeptid lánc metszeteinél a tercier struktúra kialakulása során.
A sarlósejtes vérszegénység olyan betegség, amelyben HbS található a beteg vérében a HbA helyett. A p-lánc a 6-os pozícióban Glu helyett a Val. A valin jelenléte a HbS felületén a deoxy-HbS molekulák aggregálódásához, az oldhatatlan szálak képződéséhez és az eritrociták deformációjához vezet, amelyek gyakran sarló formájúak.
A Hb felszínén található szinte minden aminosavszubsztitúció ártalmatlan; A HbS kivételes kivétel.
Az evolúció során az egyik biológiai típusú helyettesítés során az aminosavmaradékok olyan különböző fehérjék megjelenéséhez vezethetnek, amelyek megfelelnek a kapcsolódó funkcióknak, és homológ aminosavszekvenciákat tartalmaznak.
Szorosan hasonló konformációjúak: egy a-helicének és / vagy p-szerkezetek számának és behelyettesítésének, a polipeptidláncok fordulatainak és görbületének nagy része hasonló vagy azonos.
A polipeptidlánc homológ régiói, hasonló konformáció és rokon funkciók fehérjék izolálódnak fehérjecsaládokban. Példák a fehérjecsaládokra:
A serin-proteinázok olyan fehérjék családjai, amelyek a proteolitikus enzimek funkcióját végzik.
Ezek közé tartozik az emésztő enzimek - a kimotripszin, a tripszin, az elasztáz és sok véralvadási faktor (lásd a megfelelő szakaszokat). Ezek a fehérjék azonos aminosavakkal rendelkeznek a pozíciók 40% -ában és nagyon közeli konformációval (1.22. Ábra).
Ábra. 1.22. Az elasztáz (a) és a kimotripszin (b) térbeli szerkezetei.
Néhány aminosavszubsztitúció megváltoztatta e fehérjék szubsztrát-specifitását és a családon belüli funkcionális sokféleség kialakulását.
Összefoglaló. A legtöbb fehérje korlátozott számú ősi génből származik.
1. Molekulák formájában a fehérjéket két nagy csoportra lehet osztani: gömbölyű (gömb alakú) és fibrilláris (hosszúkás alakú).
2. A fehérje nem-aminosav részének jelenléte vagy hiánya egyszerű (csak aminosavakból álló) és komplex (nem-aminosav-jellegű komponenseket tartalmazó) komplexet tartalmaz.
3. A fehérjék által végzett funkciók alapján strukturális, kontraktilis transzportokra, katalitikus, védő, receptoros, szabályozó stb.
A komplex fehérje polipeptid részét apoproteinnek nevezik, a nem-aminosav komponens protéziscsoport, és az egész fehérjét holoproteinnek nevezik.
Mindegyik funkciós csoport tartalmaz hatalmas számú egyedi fehérjét.
A immunrendszer fontos szerepe fehérjék az immunglobulin szupercsalád, amely magában foglalja a 3 család fehérjéi: antitestek (immunglobulinok) T-limfocita-receptorok, fő hisztokompatibilitási komplex fehérjék - MHC 1. és 11. osztályok (fő hisztokompatibilitási komplex).
Mindegyikben van egy domén struktúra, tagjai immunopodobnyh homológ domének és hasonló funkciókat látnak - kölcsönhatásba idegen testek, vagy feloldjuk a vér, nyirok vagy a sejten kívüli folyadékok (antitest), vagy található a sejtek felszínén (saját vagy idegen).
Az antitestek a B limfociták által termelt specifikus fehérjék, amelyek az antigén nevű idegen szerkezet behatolására reagálnak.
Az antitestek szerkezetének jellemzői
1. A legegyszerűbb antitestmolekulák 4 polipeptidláncból állnak: 2 azonos fény-L, amely körülbelül 220 aminosavat és 2 azonos nehéz-H-et tartalmaz, amely 440-700 aminosavat tartalmaz. Mind a négy antitestláncot egy nem kovalens és 4 diszulfidkötéskészlet kapcsolja össze (1.23. Ábra).
2. Az antitest könnyű láncai 2 doménből állnak: a polipeptidlánc N-terminális régióján elhelyezkedő változó (VL) és a C-terminálison levő konstans (CL).
3. A nehéz láncokat jellemzően négy domén: egy variábilis (Vc), található az N-végén, és három konstans (CH1 CH2> CH.) (Lásd az ábrát 1,23 ..).
4. Minden immunglobulin doméneknek p-szeres felépítménye van, amelyben a két cisztein aminosav diszulfidkötéssel kapcsolódik.
5. A két konstans CH1 és CH2 domén között nagyszámú prolintartalmú hely van, amely zavarja a szekunder szerkezet kialakulását és a szomszédos H-láncok kölcsönhatását ebben a szegmensben. Ez a csuklórégió az ellenanyag molekulának rugalmasságát biztosítja.
Ábra. 1.23. Az IgG domain szerkezete.
6. A nehéz és könnyű láncok variábilis doménjei között 2 azonos antigénkötő régió van, ezért az ilyen antitesteket gyakran kétértékűnek nevezik.
Nem mindegyik lánc variábilis régiójának aminosavszekvenciája, de mindössze 20-30 aminosav található az egyes láncok hipervariábilis régióin, részt vesz az antigén antitesthez való kötődésében. Ezek a területek meghatározzák az egyes típusú antitestek egyedi képességét, hogy kölcsönhatásba lépjenek a megfelelő komplementer antigénnel.
Antitestek - a szervezet védelmi vonalainak egyike az idegen organizmusok ellen. Működésük két szakaszra osztható: az első szakasz - az antigén felismerése és kötődése az idegen organizmusok felszínére, amelyek az antigénkötő helyek jelenléte miatt fordulnak elő az antitestszerkezetben; a második lépés egy olyan eljárás megindítása, amelyen keresztül az antigént inaktiválják és elpusztítják. A második szakasz specifitása az antitestek osztályától függ.
Öt osztálya van a nehéz láncok, amelyek különböznek a szerkezet a konstans domének: 5, F, Y, és n, összhangban, amelyek megkülönböztetik az öt immunglobulin-osztályok: A, D, E, G és M.
A nehéz láncok szerkezeti jellemzői konformációt adnak a nehéz láncok csuklópántjainak és C-terminális régióinak.
Az antigénnek az antitesthez történő kötődése után az állandó domének konformációs változása meghatározza az antigén eltávolításának útját a szervezetben.
Az M immunoglobulinok kétféleképpen képződnek:
A monomer forma a fejlődő B-limfocita által termelt antitestek első osztályát jelenti. Ezt követően sok B-sejt kapcsolódik az antitestek egyéb osztályaihoz, de ugyanolyan anti-tigens kötőhelyekkel.
Az IgM beágyazódik a membránba, és antigént felismerő receptorként szolgál. Az IgM beépülése a sejtmembránba lehetséges a hidrofób aminosav-maradékok jelenléte miatt a 25 farokrészben.
Az IgM titráló forma 5 monomer alegységet tartalmaz, amelyek diszulfidkötések és további polipeptid J-lánc kapcsolódnak egymáshoz (1.24. Ábra).
Ábra. 1.24. Az IgM szekréciós formájának szerkezete.
Az ilyen formájú monomerek nehéz láncai nem tartalmaznak hidrofób farkot. A pentamer 10 antigénkötő hely.
Az IgM szekréciós formája az antitestek fő osztályát választja ki a vérben, primer immunválaszral.
Az IgM kötődése az antigénhez megváltoztatja az IgM konformációját és indukálja annak kötődését a komplementrendszer első komponenséhez és ennek a rendszer aktiválódásához. Ha az antigén a mikroorganizmus felszínén helyezkedik el, a komplement rendszer károsítja a sejtmembrán integritását és a baktériumsejtek halálát.
Kvantitatív értelemben az immunglobulinok ezen osztálya dominál a vérben (az összes Ig Igének 75% -a). IgG monomerek, amelyek az antitestek fő osztályát másodlagos immunválaszt váltják be a vérbe.
Az IgG és a mikroorganizmusok felületi antigénjeinek kölcsönhatása után az antigén-antitest komplex:
képes kötni és aktiválni a komplement rendszer fehérjéit;
- kölcsönhatásba léphet a makrofágok és neutrofilek specifikus receptorával, ami az antigén-antitest-komplexek fagocitózisához és azok pszichózisához vezet fagoszómákban;
-IgG az egyetlen Ig-osztály, amely bejuthat a placenta gátba és biztosítja a magzat fertőzések intrauterin védelmét.
Az antitestek fő csoportja, a titkokban (tej, nyál, a légzőrendszer és a bélrendszer titkai).
Az IgA elsősorban dimer formában szekretálódik, ahol a monomerek egy további J-láncon keresztül kapcsolódnak egymáshoz (1.25. Ábra).
A szekréció után az IgE-t C-terminális helyük köti a megfelelő hóstestek és bazofilek megfelelő receptoraihoz. Ennek eredményeképpen ezek a sejtek felszínén lévő antigének receptorakká válnak (1.26. Ábra).
Ábra. 1.25. Az IgA szerkezete.
Az IgA nem lép kölcsönhatásba a komplement rendszer és a fagocita sejtek, de az ellenanyag kötődését mikroorganizmusok megakadályozzák a tapadást a hámsejtek és a behatolás a szervezetben.
Immunglobulin E monomerek mutatjuk, ahol az E nehéz lánc tartalmazhat, valamint a> x lánc variábilis 1 és 4 konstans domént.
Hozzákapcsolása után az antigénnek a megfelelő antigén-kötő helyek az IgE sejtek kap jelet szekrécióját biológiailag aktív anyagok (hisztamin, szerotonin), amelyek nagyrészt felelősek a fejlesztés a gyulladásos válasz és a megnyilvánulása az allergiás reakciók, mint például az asztma, csalánkiütés, szénanátha.
Ábra. 1.26. Az IgE kölcsönhatása az antigénnel az árboccella felszínén.
A D immunglobulinok szérumban nagyon kis mennyiségben vannak jelen, monomerek. A nehéz 8 láncban 1 változó és 3 konstans domén van. Végezze el a B-limfociták receptorainak szerepét; egyéb funkciók még ismeretlenek.
A kölcsönhatás antigének specifikus receptorokkal felületén B-limfociták eredményeit az átviteli ezen jelek a sejt és a befogadás mechanizmusok szaporítására a limfocita klón.
Legnépszerűbb:
A NŐI BETEGSÉGEK KEZELÉSE nbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbsp A CSATLAKOZÁSOK KEZELÉSE nbspnbspnbspnbspnbspnbspnbspnbsp A TEETH KEZELÉSE