Proteine ​​contractile: funcții, exemple

Proteinele (polipeptide, proteine) sunt substanțe moleculare înalte, care conțin alfa-aminoacizi legați printr-o legătură peptidică. Compoziția proteinelor este determinată de organismele vii prin codul genetic. În mod obișnuit, sinteza utilizează un set de 20 aminoacizi standard.

Clasificarea proteinelor

Separarea proteinelor se efectuează pe diferite motive:

• Forma moleculei.
• Compoziție.
• Funcții.

Conform ultimului criteriu, proteinele sunt clasificate:

• Pe structura structurală.
• Nutritiv și rezervă.
• Transport.
• Contractile.

Proteine ​​structurale

Acestea includ elastină, colagen, keratină, fibroină. Polipeptidele structurale sunt implicate în formarea membranelor celulare. Ei pot crea canale în ele sau pot îndeplini alte funcții.

Nutrițional, proteine ​​de rezervă

Polipeptida nutritivă este cazeina. Datorită acesteia organismul în creștere este dotat cu calciu, fosfor și aminoacizi.

Proteinele de schimb sunt semințele plantelor cultivate, albusul de ou. Sunt consumate în stadiul de dezvoltare a embrionilor. În organismul uman, ca și la animale, proteinele nu sunt stocate. Acestea trebuie să fie primite în mod regulat cu alimente, în caz contrar este posibilă dezvoltarea distrofiei.

Polipeptide de transport

Un exemplu clasic de astfel de proteine ​​este hemoglobina. În sânge există și alte polipeptide implicate în mișcarea hormonilor, a lipidelor și a altor substanțe.

În membranele celulare există proteine ​​care au capacitatea de a transporta ioni, aminoacizi, glucoză și alți compuși prin membrana celulară.

Proteine ​​contractile

funcții aceste polipeptide sunt asociate cu activitatea fibrelor musculare. În plus, ele asigură circulația cilia și flagelul în protozoare. Proteinele contractile funcționează transportul organellelor în interiorul celulei. Datorită prezenței lor, formele celulare sunt modificate.

Exemple de proteine ​​contractile sunt miozina și actina. Merită spus că aceste polipeptide se găsesc nu numai în celulele fibrelor musculare. Contrar proteinele contractile în aproape toate țesuturile animalelor.

caracteristici

În celule, se găsește o polipeptidă individuală, tropomyosin. Proteine ​​prelungite la mușchi miozina este polimerul său. Formează un complex cu actină.

Proteine ​​contractante musculare nu se dizolvă în apă.

Rata de sinteză a polipeptidelor

Este reglementată de hormoni tiroidieni și steroizi. Pătrunzând în celulă, se leagă de receptori specifici. Complexul format pătrunde în nucleul celular și se leagă de cromatină. Datorită acestui fapt, viteza de sinteză a polipeptidelor la nivelul genelor este crescută.

Genele active oferă o sinteză îmbunătățită a unui ARN specific. Ea părăsește nucleul, este îndreptată spre ribozomi și activează sinteza unor structuri noi sau structurale proteine ​​contractile, enzime sau hormoni. Acesta este efectul anabolic al genelor.

Între timp, sinteza proteinelor în celule este un proces destul de lent. Aceasta necesită costuri mari de energie și materiale plastice. În consecință, hormonii nu sunt capabili să controleze rapid metabolismul. Sarcina lor esențială este de a reglementa creșterea, diferențierea și dezvoltarea celulelor în organism.

Contracția musculară

Este luminoasă un exemplu al funcției contractile a proteinelor. În cursul studiilor sa constatat că baza contracției musculare este modificarea proprietăților fizice ale polipeptidei.

Funcția contractilă este efectuată de către proteină actomyozina, care interacționează cu acidul adenozin trifosforic. Această legătură este însoțită de o contracție a miofibrililor. Această interacțiune poate fi observată în afara corpului.

De exemplu, dacă înmuiate în apă (macerate) fibrele musculare, lipsite de excitabilitate, influențează soluția adenozintrifosfat, declinul lor bruscă va începe o reducere similară în mușchiul viu. Această experiență are o mare importanță practică. El dovedește faptul că este necesară o reacție chimică pentru contracția musculară proteine ​​contractile cu o substanță bogată în energie.

Efectul vitaminei E

Pe de o parte, este principalul antioxidant intracelular. Vitamina E asigură protecția grăsimilor și a altor compuși oxidați ușor de oxidare. În același timp, acționează ca un purtător de electroni și participă la reacții de reducere a oxidării, care sunt asociate cu stocarea energiei eliberate.

Deficitul de vitamina E provoacă atrofia țesutului muscular: conținut proteină contractilă Myosinul scade brusc și este înlocuit cu colagenul - o polipeptidă inertă.

Specificitatea miozinei

Este considerat unul dintre cheia proteine ​​contractile. Acesta reprezintă aproximativ 55% din conținutul total de polipeptide din țesutul muscular.

Myosinul constă din filamente (fibre groase) din miofirilă. În moleculă există o parte fibrilă lungă, care are o structură dublu-elicoidală și capete (structuri globulare). În compoziția miozinei, se disting 6 subunități: 2 lanțuri grele și 4 lanțuri ușoare situate în partea globulară.

Sarcina principală a regiunii fibrilare este capacitatea de a forma mănunchiuri de filamente de miozină sau de protofibrili groși.

Pe capete se află locul activ al ATP-ase și centrul de legare a actinei. Aceasta asigură hidroliza ATP și asocierea cu filamentele actinice.

specie

Subtipurile de actină și myosin sunt:

• Damein flagella și protozoare cilia.
• Spectrin în membranele eritrocitelor.
• Membranele perisinaptice ale neuroteninei.

Pentru tipurile de actină și myosin, polipeptidele bacteriene responsabile de mișcarea diferitelor substanțe în gradient de concentrație. Acest proces se numește și chemotaxie.

Rolul adenozin trifosfatului

Dacă introduceți fire de actomozină într-o soluție de acid, adăugați ioni de potasiu și magneziu, puteți observa că acestea sunt scurtate. Aceasta împarte ATP. Acest fenomen indică faptul că dezintegrarea acidului adenozin trifosforic are o relație clară cu modificarea proprietăților fizico-chimice ale proteinei contractile și, prin urmare, a muncii mușchilor. Pentru prima dată acest fenomen a fost dezvăluit de Szent-Djyordy și Engelhardt.

Sinteza și descompunerea ATP au o importanță deosebită în procesul de conversie a energiei chimice în energie mecanică. În decăderea glicogenului, însoțită de producerea de acid lactic, ca și în defosforilarea adenozin trifosfatului și a acizilor fosfatici de creatină, nu este necesară participarea oxigenului. Aceasta explică capacitatea unui mușchi izolat de a funcționa în condiții anaerobe.

Fibrele musculare obosite atunci când operează într-un mediu anaerob pentru a acumula acid lactic și produsele formate în timpul descompunerii fosfocreatina si adenozina. Ca urmare, stocurile de substanțe care, după scindare cu energia necesară este eliberat epuizată. Dacă puneți un mușchi obosit în condiții care conțin oxigen, acesta îl va consuma. O anumită cantitate de acid lactic va începe să se oxideze. Ca urmare, se formează apă și dioxid de carbon. Energia eliberată este utilizată pentru kreatinfosfornoy resinteza, acizii adenozină și glicogen din produse de descompunere. Din acest motiv, musculare va dobândi din nou capacitatea de a lucra.

Muschii scheletici

Proprietățile individuale ale polipeptidelor pot fi explicate doar prin exemplul funcțiilor lor, adică contribuția lor la activități complexe. Printre putinele structuri pentru care sa stabilit o corelatie intre functiile proteinelor si organe, muschii scheletici merita o atentie deosebita.

Celula sa este activată datorită impulsurilor nervoase (semnale direcționate cu membrană). La nivel molecular, reducerea se bazează pe formarea ciclică a punților transversale datorită interacțiunilor periodice între actină, miozină și Mg-ATP. Proteinele de legare la calciu și ionii de Ca acționează ca intermediari între efectori și semnale nervoase.

Medierea limitează viteza de răspuns la impulsurile "on / off" și previne contracțiile spontane. În același timp, unele oscilații (oscilații) ale fibrelor musculare de zbor ale insectelor înaripate nu controlează ionii sau compușii moleculari similari, dar direct proteinele contractile. Datorită acestui fapt sunt posibile reduceri foarte rapide, care, după activare, se desfășoară independent.

Caracteristicile cristalelor lichide ale polipeptidelor

Când se scurtează fibrele musculare perioada de reticulare formată de modificările protofibrilului. Atunci când o rețea de filamente subțiri intră într-o structură de elemente groase, simetria tetragonală este înlocuită cu una hexagonală. Acest fenomen poate fi considerat o tranziție polimorfă în sistemul cu cristale lichide.

Caracteristicile proceselor mecanochemice

Ele sunt reduse la transformarea energiei chimice în energie mecanică. Activitatea ATP a membranelor celulare mitocondriale seamănă cu acțiunea sistemului muscular scheletic al musculaturii scheletice. Caracteristicile comune sunt de asemenea remarcate în proprietățile lor mecanochemice: ele sunt reduse sub influența ATP.

În consecință, proteina contractilă trebuie să fie prezentă în membranele mitocondriale. Și el este cu adevărat acolo. S-a stabilit că polipeptidele contractile sunt implicate în mecanochimie mitocondrială. Totuși, s-a constatat de asemenea că fosfatidilinozitolul (membranele lipidice) joacă un rol important în procese.

în plus

Molecula de proteine ​​miozina ajuta nu numai pentru a reduce muschii diferite, dar, de asemenea, pot participa la alte procese intracelulare. Acest lucru, în special, privind circulația organite de filamente de actină atașate la membrane, formarea citoscheletului și operarea și așa mai departe. Aproape întotdeauna, molecula oricum interactioneaza cu actina, proteina contractila doua cheie fiind.

S-a demonstrat că moleculele de actomozină pot varia în lungime sub influența energiei chimice eliberate atunci când un reziduu de acid fosforic este scindat din ATP. Cu alte cuvinte, acest proces provoacă contracția musculară.

Sistemul ATP acționează astfel ca un fel de baterie de energie chimică. Dacă este necesar, devine direct mecanică, cu medierea actomozinei. În acest caz, nu există o etapă intermediară, caracteristică proceselor de interacțiune a altor elemente, trecerea la energia termică.