A fehérjék

I. A fehérjék jelentősége

• sejtek felépítésében fontos szerepük van
• minden sejtben játszódó folyamatban részt vesznek
• biokémiai folyamatok katalizátora
• különböző molekulák szállítása
• szerepe van a sejt alakjának kialakításában, transzportfolyamatok végrehajtásában, lehetővé teszik, hogy a sejt reagálni tudjon az ingerekre
• autotróf élőlények szervetlen nitrogénvegyületekből kiindulva építik fel saját fehérjéiket
• heterotróf élőlények viszont csak kész szerves vegyületekből tudják felépíteni őket

II. Aminosavak, a fehérjék építőegységei

• fehérjesavak alapvető építőegységei az aminosavak
• fehérjék felépítésében kb. 20 aminosav vesz részt (oldalláncaik felépítésében térnek el egymástól)
• két aminosav peptidkötéssel kapcsolódik össze
• több száz aminosavegységből létrejönnek a polipeptidláncok
• felépítésük változatos
• aminosavak sorrendjének döntő hatása van a fehérjemolekula felépítésére és tulajdonságaira

Amionósavak és fehérjék

Elsődleges szerkezet: az aminosavak kapcsolódási sorrendje

a. peptidláncok különböző térbeli formákat vehetnek fel α-hélixszerkezet

• csavarmenet-szerű vonulat
• hidrogénkötések rögzítik

b. β-lemezszerkezet

• peptidláncok szakaszosan fekszenek egymás mellett
• hidrogénkötések rögzítik

(Az elsődleges szerkezet meghatározásához alkalmazott eljárások: Edman lebontás és tömegspektrometria.)

Másodlagos szerkezet: a peptidlánc α-hélix vagy β-lemez típusú hajtogatódása

• láncmolekula különböző mozgásokat végezve tömör szerkezetté áll össze
• apoláris oldalláncok a molekula belsejébe, a poláris oldalláncok a molekula felületére kerülnek (van der Waals kölcsönhatás)
• ionos kötések és diszulfidhidak segítik a harmadlagos szerkezet kialakulását

Harmadlagos szerkezet: a fehérjét alkotó lánc teljes térbeli elrendeződése

• fehérjék egy része nem marad meg egyedüli egységnek, hanem több egységből álló óriásmolekulát alakít
• vér hemoglobin-molekulája négy egységből áll
• kolloid mérettartományba tartoznak, vizes fázisban kolloidrendszert alkotnak

Negyedleges szerkezet: óriás fehérjemolekulák egységeinek térbeli összekapcsolódása és elrendeződése

• A pepidláncok lehetnek azonosak, vagy eltérőek.

III. A fehérjék megváltozása

• érzékeny a külső hatásokra
• csak megfelelő körülmények között végzik működésüket
• fehérjék denaturációja

IV. Csoportosításuk

Összetételük szerint:

• egyszerű fehérjék: teljes hidrolízisük során csak aminosavak keletkeznek
• összetett fehérjék: molekulájuk más, nem fehérje jellegű csoportot is tartalmazna (pl.: lipoproteinek, flavoproteinek, foszforproteinek, glikoproteinek, stb.)

Funkciójuk szerint:

• Hormonok, pl.: az inzulin (az első fehérje, melynek aminosav szekvenciája megismerhettük)
• Enzimek
• Védőfehérjék
• Toxinok
• Motorfehérjék, pl.: miozin
• Struktúrfejérjék, pl.: kollagén
• Tartalékfehérjék, pl.: kazein
• Transzportfehérjék, pl.: hemoglobin