Μετουσία πρωτεΐνης:Τι είναι;
Βασικές έννοιες
Σε αυτό το άρθρο, θα μάθετε για τη μετουσίωση πρωτεΐνης. Επίσης, θα μάθετε τι προκαλεί τη μετουσίωση και τις επιπτώσεις της στο κυτταρικό περιβάλλον.
Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα
- Πρωτεΐνες και αμινοξέα
- Δίπλωμα πρωτεΐνης
- Ένζυμα – Λειτουργία και τύποι
- Διάγραμμα αμινοξέων
Οι πρωτεΐνες είναι ένα μακρομόριο που αποτελείται από οργανικές ενώσεις που ονομάζονται αμινοξέα. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς και παράγουν πολυπεπτιδικές αλυσίδες. Επιπλέον, αυτές οι αλυσίδες θα παράγουν διαφορετικά επίπεδα πρωτεϊνικής δομής:πρωτογενή, δευτερογενή, τριτογενή και τεταρτοταγή. Αυτές οι δομές στη συνέχεια αλλάζουν μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται μετουσίωση.
Τι είναι η μετουσίωση πρωτεΐνης;
Η μετουσίωση είναι η διαδικασία τροποποίησης της μοριακής δομής μιας πρωτεΐνης. Αυτό περιλαμβάνει τη διάσπαση δεσμών όπως οι δεσμοί υδρογόνου και οι ομοιοπολικοί δεσμοί (δισουλφιδικοί δεσμοί (S-S). Οι πρωτεΐνες γενικά έχουν συμπαγές σφαιρικό σχήμα ή είναι «διπλωμένοι» αντί να έχουν τυχαίες δομές. Επιπλέον, η μετουσίωση μπορεί να είναι αναστρέψιμη ή μη αναστρέψιμη. Για παράδειγμα, Οι πρωτεΐνες ενός τηγανισμένου αυγού δεν μπορούν να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση. Κατά συνέπεια, η ψύξη του θερμανθέντος γάλακτος αναγκάζει τις πρωτεΐνες στο γάλα να επανέλθουν στην αρχική τους μορφή.
Τι συμβαίνει όταν μια πρωτεΐνη μετουσιώνεται;
Όταν οι αδύναμοι δεσμοί (υδρογόνου) σπάνε, το φυσιολογικό σχήμα της πρωτεΐνης διαταράσσεται. Συγκεκριμένα, η δευτερογενής και τριτοταγής δομή διασπάται, αφήνοντας μια λυμένη αλυσίδα αμινοξέων. Είναι σημαντικό ότι η μετουσίωση συμβαίνει με φυσικά και χημικά μέσα, όπως τα ακόλουθα:
Μετουσίωση πρωτεΐνης ενζύμου
Η μετουσίωση μπορεί να επηρεάσει διαφορετικούς τύπους πρωτεϊνών όπως τα ένζυμα. Ένα ένζυμο είναι μια πρωτεΐνη που δρα ως καταλύτης για βιολογικές διεργασίες. Όλα τα ένζυμα έχουν μια δομή που ονομάζεται ενεργή θέση στην οποία μπορούν να συνδεθούν τα αντιδρώντα που ονομάζονται υποστρώματα. Αυτή η αντίδραση στη συνέχεια μετατρέπει τα υποστρώματα σε μόρια που ονομάζονται προϊόντα.
Όταν ένα ένζυμο μετουσιώνεται, είτε από αλλαγές θερμοκρασίας είτε από την παρουσία οργανικών διαλυτών, η δομή του ενζύμου θα διαταραχθεί. Αυτό στη συνέχεια αναγκάζει τη δομή να ξεδιπλωθεί και το υπόστρωμα δεν θα μπορεί πλέον να συνδεθεί με την ενεργή θέση. Επομένως, αυτό συνήθως προκαλεί απώλεια βιολογικής δραστηριότητας. Ένα μετουσιωμένο ένζυμο μπορεί να ανακτήσει τη λειτουργικότητα και την αρχική του δομή όταν υπάρχουν οι κατάλληλες συνθήκες.
Ένα παράδειγμα σημαντικού ενζύμου είναι η πεψίνη. Η πεψίνη είναι ένα ένζυμο που βρίσκεται στο στομάχι καθώς βοηθά στην πέψη των πρωτεϊνών με τη διάσπασή τους σε μικρότερα πεπτίδια. Το στομάχι περιέχει γαστρικούς υγρούς (έναν συνδυασμό υδροχλωρικού οξέος και ενζύμων) και η πεψίνη ευδοκιμεί σε αυτό το όξινο περιβάλλον (pH 1,5-2). Εάν το pH του περιβάλλοντος αυξηθεί (πάνω από pH 6), το ένζυμο πεψίνη μετουσιώνεται μη αναστρέψιμα. Η μετουσίωση της πεψίνης προκαλεί ακατάλληλη πέψη και μπορεί να οδηγήσει σε στομαχικές λοιμώξεις.
Πρωτεΐνες θερμικής καταπληξίας
Η μετουσίωση μπορεί επίσης να προκαλέσει βιολογικές αποκρίσεις όπως πρωτεΐνες θερμικού σοκ. Αυτές οι πρωτεΐνες παράγονται από τα κύτταρα του σώματος όταν εκτίθενται σε σκληρές και αγχωτικές συνθήκες. Αυτό μπορεί να προκληθεί από έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες ή κρύο, κατά τη διάρκεια της επούλωσης μιας πληγής, φλεγμονής ή υπεριώδους ακτινοβολίας. Αυτές οι πρωτεΐνες θερμικού σοκ χρησιμεύουν ως προστασία των κυττάρων του σώματος διατηρώντας την ακεραιότητά τους και διατηρώντας λειτουργικές τις οδούς σηματοδότησης για την επιβίωση των κυττάρων. Οι πιο μελετημένες πρωτεΐνες θερμικού σοκ είναι οι Hsp60, Hsp70 και Hsp90 και αυτή βασίζεται στη σειρά μεγέθους αντίστοιχα σε kilodaltons (60, 70,90).
