Fungsi serupa Perlindungan fisik dilakukan oleh protein struktural yang membentuk dinding sel beberapa protista (misalnya alga hijau Chlamydomonas) dan kapsid virus.

Fungsi pelindung fisik protein mencakup kemampuan darah untuk membeku, yang disediakan oleh protein fibrinogen yang terkandung dalam plasma darah. Fibrinogen tidak berwarna; ketika darah mulai menggumpal, ia dibelah oleh enzim [[tro setelah pembelahan, monomer terbentuk - fibrin, yang, pada gilirannya, berpolimerisasi dan mengendap menjadi benang putih). Fibrin yang mengendap membuat darah tidak cair, melainkan agar-agar. Dalam proses pembekuan darah, protein dasar - setelah terbentuk endapan, dari untaian fibrin dan sel darah merah, ketika fibrin dikompresi, membentuk bekuan darah merah yang kuat.

Fungsi pelindung bahan kimia

KE protein pelindung Sistem kekebalan juga mencakup interferon. Protein ini diproduksi oleh sel yang terinfeksi virus. Efeknya terhadap sel tetangga memberikan resistensi antivirus dengan menghalangi penggandaan virus atau perakitan partikel virus di sel target. Interferon juga memiliki mekanisme kerja lain, misalnya mempengaruhi aktivitas limfosit dan sel lain dari sistem kekebalan.

Fungsi pelindung aktif

Racun protein hewan

Tupai juga dapat berfungsi untuk melindungi diri dari predator atau menyerang mangsa. Protein dan peptida tersebut ditemukan dalam racun sebagian besar hewan (misalnya ular, kalajengking, cnidaria, dll.). Protein yang terkandung dalam racun memiliki mekanisme kerja yang berbeda-beda. Jadi, bisa ular viper sering kali mengandung enzim fosfolipase, yang menyebabkan rusaknya membran sel dan akibatnya hemolisis sel darah merah dan pendarahan. Racun Adder didominasi oleh neurotoksin; misalnya, racun krait mengandung protein α-bungarotoxin (penghambat reseptor asetilkolin nikotinat dan β-bungarotoxin (menyebabkan pelepasan asetilkolin secara konstan dari ujung saraf dan dengan demikian menghabiskan cadangannya); tindakan bersama Racun ini menyebabkan kematian akibat kelumpuhan otot.

Racun protein bakteri

Racun protein bakteri - toksin botulinum, toksin tetanospasmin yang dihasilkan oleh agen penyebab tetanus, toksin difteri dari agen penyebab difteri, toksin kolera. Banyak di antaranya merupakan campuran beberapa protein dengan mekanisme yang berbeda tindakan. Beberapa racun bakteri yang bersifat protein adalah racun yang sangat kuat; komponen toksin botulinum adalah bahan alami paling beracun yang diketahui.

Racun bakteri patogen dari genus Klostridium, rupanya, dibutuhkan oleh bakteri anaerob untuk mempengaruhi seluruh tubuh secara keseluruhan, menyebabkan kematiannya - hal ini memungkinkan bakteri untuk makan dan berkembang biak “dengan bebas dari hukuman”, dan setelah meningkatkan populasinya secara signifikan, meninggalkan tubuh dalam bentuk spora.

Signifikansi biologis dari racun dari banyak bakteri lain tidak diketahui secara pasti.

Racun tanaman protein

Pada tumbuhan, zat non protein (alkaloid, glikosida, dll) biasanya digunakan sebagai racun. Namun tumbuhan juga mengandung racun protein. Jadi, biji jarak (tanaman dari keluarga spurge) mengandung protein toksin risin. Toksin ini menembus sitoplasma sel usus, dan subunit enzimatiknya, yang bekerja pada ribosom, menghalangi translasi secara permanen.

Tautan

Yayasan Wikimedia.

2010.

Lihat apa itu “Fungsi pelindung protein” di kamus lain:

Istilah ini memiliki arti lain, lihat Protein (arti). Protein (protein, polipeptida) adalah zat organik bermolekul tinggi yang terdiri dari asam alfa amino yang dihubungkan dalam suatu rantai melalui ikatan peptida. Pada organisme hidup... ... Wikipedia

Kristal dari berbagai protein tumbuh di stasiun luar angkasa Mir dan selama penerbangan ulang-alik NASA. Protein yang sangat murni membentuk kristal pada suhu rendah, yang digunakan untuk mendapatkan model protein. Protein (protein, ... ... Wikipedia I Kulit (cutis) adalah organ kompleks yang merupakan penutup luar tubuh hewan dan manusia, yang melakukan berbagai fungsi fisiologis. ANATOMI DAN HISTOLOGI Pada manusia, luas permukaan ginjal adalah 1,5 2 m2 (tergantung tinggi badan, jenis kelamin, ... ...

Ensiklopedia kedokteran Jaringan cair beredar di sistem peredaran darah

manusia dan hewan; memastikan aktivitas vital sel dan jaringan serta kinerjanya dalam berbagai fungsi fisiologis. Salah satu fungsi utama K. adalah pengangkutan gas (O2 dari organ... ...- (Nerag), kelenjar lobular besar tubuh hewan, terlibat dalam proses pencernaan, metabolisme, sirkulasi darah, menjaga keteguhan internal. lingkungan tubuh. Terletak di bagian anterior rongga perut tepat di belakang... ...

I Lambung adalah bagian saluran pencernaan yang diperluas di mana pemrosesan makanan secara kimia dan mekanis dilakukan. Struktur perut hewan. Ada kelenjar kelenjar, atau pencernaan, yang dindingnya mengandung... ... Ensiklopedia Besar Soviet

DARAH- Gambar mikroskopis darah sapi, unta, kuda, domba, babi, anjing. Gambaran mikroskopis darah sapi (I>>), unta (II), kuda (III), domba (IV), babi (V), anjing (VI): 1 … … Kamus ensiklopedis kedokteran hewan

Anatomi manusia normal (sistematis) adalah bagian anatomi manusia yang mempelajari struktur yang “normal”, yaitu tubuh manusia yang sehat berdasarkan sistem organ, organ, dan jaringan. Organ bagian tubuh suatu bentuk tertentu dan desain,... ... Wikipedia

I (sanguis) jaringan cair yang mengangkut bahan kimia dalam tubuh (termasuk oksigen), sehingga terjadi integrasi proses biokimia yang terjadi di berbagai sel dan ruang antar sel ke dalam satu sistem... I Kulit (cutis) adalah organ kompleks yang merupakan penutup luar tubuh hewan dan manusia, yang melakukan berbagai fungsi fisiologis. ANATOMI DAN HISTOLOGI Pada manusia, luas permukaan ginjal adalah 1,5 2 m2 (tergantung tinggi badan, jenis kelamin, ... ...

Protein pelindung

Protein pelindung membantu melindungi tubuh dari serbuan bakteri penyerang, virus dan dari penetrasi protein asing (nama umum benda asing adalah antigen).

Peran protein pelindung dilakukan oleh imunoglobulin (nama lain adalah antibodi); mereka mengenali antigen yang telah masuk ke dalam tubuh dan mengikatnya dengan kuat.

Di dalam tubuh mamalia, termasuk manusia, terdapat lima kelas imunoglobulin: M, G, A, D dan E, strukturnya, seperti namanya, berbentuk globular, selain itu semuanya dibangun dengan cara yang sama. Organisasi molekul antibodi ditunjukkan pada slide menggunakan contoh imunoglobulin kelas G. Molekul tersebut mengandung empat rantai polipeptida yang disatukan oleh tiga jembatan disulfida S-S(mereka ditampilkan di slide dengan ikatan valensi menebal dan simbol S besar ), selain itu, setiap rantai polimer mengandung jembatan disulfida intrachain .

Dua rantai polimer besar (berwarna biru) mengandung 400–600 residu asam amino.

Dua rantai lainnya (berwarna hijau) panjangnya hampir setengahnya, mengandung sekitar 220 residu asam amino. Keempat rantai disusun sedemikian rupa sehingga kelompok terminal H 2 N diarahkan ke arah yang sama.

Setelah tubuh bersentuhan dengan protein asing (antigen), sel-sel sistem kekebalan tubuh mulai memproduksi imunoglobulin (antibodi), yang terakumulasi dalam serum darah. Pada tahap pertama, pekerjaan utama dilakukan oleh bagian rantai yang berisi terminal H 2 N (pada Gambar 27, bagian yang sesuai ditandai dengan warna biru muda dan hijau muda). Ini adalah area penangkapan antigen. Dalam proses sintesis imunoglobulin, area ini dibentuk sedemikian rupa sehingga struktur dan konfigurasinya paling sesuai dengan struktur antigen yang mendekat (seperti kunci gembok, seperti enzim, tetapi tugasnya adalah dalam hal ini yang lain). Jadi, untuk setiap antigen, antibodi individual dibuat sebagai respons imun. Sangat “plastik” untuk mengubah struktur tergantung pada faktor eksternal Selain imunoglobulin, tidak ada protein yang diketahui dapat melakukannya. Enzim memecahkan masalah korespondensi struktural dengan reagen dengan cara yang berbeda - dengan bantuan sekumpulan besar berbagai enzim, mengandalkan segalanya kasus yang mungkin terjadi, dan imunoglobulin membangun kembali “alat kerja” tersebut setiap saat. Selain itu, daerah engsel imunoglobulin memberikan dua area penangkapan dengan beberapa mobilitas independen, sebagai hasilnya, molekul imunoglobulin dapat “menemukan” dua tempat yang paling nyaman untuk menangkap antigen sekaligus untuk memperbaikinya dengan aman, ini adalah mengingatkan pada tindakan makhluk krustasea.

Selanjutnya, rantai reaksi berurutan dari sistem kekebalan tubuh diaktifkan, imunoglobulin dari kelas lain dihubungkan, sebagai akibatnya, protein asing dinonaktifkan, dan kemudian antigen (mikroorganisme asing atau toksin) dihancurkan dan dikeluarkan.

Setelah kontak dengan antigen, konsentrasi maksimum imunoglobulin tercapai (tergantung pada sifat antigen dan karakteristik individu organisme itu sendiri) dalam beberapa jam (terkadang beberapa hari). Tubuh menyimpan ingatan akan kontak tersebut, dan dengan serangan berulang oleh antigen yang sama, imunoglobulin terakumulasi dalam serum darah lebih cepat dan dalam jumlah yang lebih besar - terjadi kekebalan yang didapat.

Klasifikasi protein yang diberikan ada di sampai batas tertentu bersifat kondisional, misalnya protein trombin, yang disebutkan di antara protein pelindung, pada dasarnya adalah enzim yang mengkatalisis hidrolisis ikatan peptida, sehingga termasuk dalam kelas protease.

Menuju protein pelindung protein sering disertakan bisa ular dan protein beracun beberapa tanaman, karena tugas mereka adalah melindungi tubuh dari kerusakan.

Ada protein yang fungsinya sangat unik sehingga sulit untuk diklasifikasikan. Misalnya, protein monellin, yang ditemukan pada tanaman Afrika, rasanya sangat manis dan telah dipelajari sebagai zat tidak beracun yang dapat digunakan sebagai pengganti gula untuk mencegah obesitas. Plasma darah beberapa ikan Antartika mengandung protein dengan sifat antibeku, yang mencegah darah ikan tersebut membeku.

Sifat pelindung memiliki protein dari sistem pembekuan darah, misalnya fibrinogen, trombin. Mereka berpartisipasi dalam pembentukan bekuan darah, yang menyumbat pembuluh darah yang rusak dan mencegah kehilangan darah.

5 Kontraktil dan motorik Protein memberi tubuh kemampuan untuk berkontraksi, mengubah bentuk dan bergerak, terutama otot. 40% dari massa seluruh protein yang terkandung dalam otot adalah miosin (mys, myos, Orang yunani. - otot). Molekulnya mengandung bagian fibrilar dan globular.

Molekul-molekul tersebut bergabung menjadi agregat besar yang mengandung 300–400 molekul.

Ketika konsentrasi ion kalsium berubah di ruang sekitar serat otot, terjadi perubahan konformasi molekul yang reversibel - perubahan bentuk rantai karena rotasi fragmen individu di sekitar ikatan valensi. Hal ini menyebabkan kontraksi dan relaksasi otot; sinyal untuk mengubah konsentrasi ion kalsium berasal dari ujung saraf di serat otot. Kontraksi otot buatan dapat disebabkan oleh tindakan impuls listrik, mengarah ke perubahan mendadak konsentrasi ion kalsium, inilah dasar rangsangan otot jantung untuk mengembalikan fungsi jantung.

Karena aktin meluncur relatif satu sama lain ( aktin) dan miosin ( miosin) protofibril menyebabkan kontraksi otot, serta kontraksi intraseluler non-otot. Pergerakan silia dan flagela dikaitkan dengan gesernya mikrotubulus yang bersifat protein relatif satu sama lain.

Beberapa ikan Arktik dan Antartika mengandung protein antibeku dalam darahnya yang mencegahnya membeku.

Beberapa protein, ketika menjalankan fungsinya, memberi sel kemampuan untuk berkontraksi atau bergerak. Protein ini termasuk aktin dan miosin - protein fibrilar yang terlibat dalam kontraksi otot rangka. Contoh lain dari protein tersebut adalah tubulin, dari mana organel seluler - mikrotubulus - dibangun. Mikrotubulus mengatur pemisahan kromatid selama pembelahan sel. Mikrotubulus - elemen penting silia dan flagela, dengan bantuan sel mana yang bergerak.

Namun, ada sejumlah besar protein yang memiliki fungsi unik yang tidak termasuk dalam klasifikasi sederhana ini.

6 Protein pengatur, lebih sering disebut hormon, terlibat dalam berbagai proses fisiologis.

Protein pengatur meliputi kelompok besar hormon protein terlibat dalam menjaga keteguhan lingkungan internal tubuh, yang mempengaruhi sel target tertentu.

Banyak hormon yang bersifat oligopeptida atau protein (misalnya insulin, glukagon [antagonis insulin], hormon adrenokortikotropik, dll.).

Hormon insulin terdiri dari dua rantai α yang dihubungkan oleh jembatan disulfida.

Insulin adalah hormon yang diproduksi di sel pulau Langerhans di pankreas. Ini memainkan peran penting dalam metabolisme glukosa dalam darah.

Selain itu, protein pengatur mencakup protein yang keterikatannya dengan protein lain atau struktur sel lain mengatur fungsinya. Misalnya, protein kalmodulin, dalam kompleks dengan empat ion Ca2+, dapat berikatan dengan beberapa enzim, sehingga mengubah aktivitasnya.

Protein pengikat DNA pengatur, dengan menempel pada saat-saat tertentu pada bagian DNA tertentu, dapat mengatur kecepatan pembacaan informasi genetik.

Kelenjar pituitari otak mensintesis hormon yang mengatur pertumbuhan tubuh. Ada protein pengatur yang mengontrol biosintesis berbagai enzim dalam tubuh.

Gambar tersebut menunjukkan - PROTEIN INSULIN - dalam bentuk model volumetrik dan dalam bentuk struktur tersier. Terdiri dari dua rantai heliks α yang dihubungkan oleh dua jembatan disulfida (bandingkan dengan Gambar 2, yang strukturnya ditunjukkan secara skematis)

MOLEKUL INSULIN, dibuat dari 51 residu asam amino, fragmen asam amino identik ditandai dengan warna latar belakang yang sesuai. Residu asam amino sistein yang terkandung dalam rantai (disingkat CIS) membentuk jembatan disulfida –S-S-, yang menghubungkan dua molekul polimer, atau membentuk jembatan dalam satu rantai.

Reseptor ( sinyal) fungsi protein

Beberapa protein tertanam di dalamnya membran sel, mampu mengubah strukturnya di bawah pengaruh lingkungan eksternal.

Ini adalah bagaimana sinyal diterima dari luar dan informasi dikirim ke dalam sel.

Contohnya adalah fitokrom- protein peka cahaya yang mengatur respon fotoperiodik tanaman, dan opsin - komponen rhodopsin pigmen - , protein membran integral yang ditemukan di sel retina.

Fitokrom (dari Phyto... dan bahasa Yunani chrome - warna, cat) adalah pigmen biru dari kelompok protein kompleks - kromoprotein; hadir dalam sel organisme fotosintetik. Ini pertama kali ditemukan oleh ahli biokimia Amerika W. Butler pada tahun 1959 di kotiledon bibit lobak yang ditanam dalam gelap.

Fitokrom kebiruan adalah pigmen yang tidak aktif secara fotosintesis.

Namun, telah diketahui bahwa sintesis biopolimer (DNA, RNA, protein), sistem biosintesis klorofil, karotenoid, antosianin, fosfat organik, dan vitamin berada di bawah kendali fitokrom. F. mempercepat pemecahan katabolik polisakarida, lemak dan protein cadangan, mengaktifkan respirasi sel dan fosforilasi oksidatif.

Enzim ada dalam dua bentuk yang dapat dikonversi - F660 dan F730, yang memiliki spektrum serapan berbeda. Di bawah pengaruh lampu merah dengan panjang gelombang = 660 nm, F660 yang tidak aktif berubah menjadi F730 yang aktif. Transformasi sebaliknya terjadi baik dalam gelap atau ketika disinari dengan lampu merah dengan λ = 730 nm. Dipercaya bahwa interkonversi ini disebabkan oleh isomerisasi cis-trans dari kromofor F. dan penataan ulang konformasi protein.

Molekul pemberi sinyal (hormon, neurotransmiter) bekerja pada proses intraseluler melalui interaksi dengan protein reseptor spesifik.

Hormon yang bersirkulasi dalam darah menemukan sel target dan bekerja pada sel tersebut dengan mengikat protein reseptor yang biasanya tertanam dalam membran sel. Untuk molekul pengatur hidrofobik yang melewati membran sel, reseptornya terlokalisasi di sitoplasma sel.

Molekul pemberi sinyal (hormon, neurotransmiter) bekerja pada proses intraseluler melalui interaksi dengan protein reseptor spesifik. Dengan demikian, hormon yang bersirkulasi dalam darah menemukan sel target dan bekerja padanya dengan mengikat protein reseptor secara spesifik, biasanya dibangun di dalam membran sel. Untuk molekul pengatur hidrofobik yang melewati membran sel, reseptornya terlokalisasi di sitoplasma sel.

Yang terpenting adalah fitokrom A dan B (phyA dan phyB). fitokrom A

Melakukan banyak fungsi fotoregulasi yang berbeda. Dengan partisipasinya, terjadi stimulasi dan penghambatan perkecambahan biji, induksi de-etiolasi, regulasi sintesis berbagai enzim, regulasi perkembangan akar, stimulasi pembungaan dan regulasi ritme sirkadian.

Siklus perubahan rhodopsin utama pada batang retina

RHODOPSIN (dari bahasa Yunani rhodon - mawar dan opsis - penglihatan), ungu visual, utama. pigmen visual pada batang retina vertebrata (kecuali ikan dan amfibi tertentu pada tahap awal perkembangan) dan hewan invertebrata.

Menurut kimia Di alam, rhodopsin merupakan protein kompleks (kromoprotein), yang meliputi 11-cis-retinal (gugus kromoforik), suatu glikoprotein, yaitu protein yang dikombinasikan dengan gula, dan lipid (yang disebut bagian opsin). mol. massa rhodopsin vertebrata adalah kira-kira. 40.000, cephalopoda - kira-kira. 70.000 R. - dasar. komponen struktural dan fungsional segmen luar batang (lihat Penglihatan, Retina, Fotoreseptor).

Tindakan visual dimulai dengan penyerapan kuantum cahaya oleh R. (spektrum serapan maksimum R. adalah sekitar 500 nm). Dalam hal ini, isomerisasi 11-cis-retinal terjadi menjadi bentuk trans sepenuhnya (lihat rumus), yang menyebabkan dekomposisi bertahap (fotolisis) molekul R., perubahan transpor ion di fotoreseptor dan munculnya listrik. sinyal yang ditransmisikan elemen saraf retina. Regenerasi R. dilakukan baik melalui sintesis dari 11-cis-retinal dan opsin yang dilepaskan setelah fotolisis, atau dengan penyerapan kuantum kedua oleh salah satu produk antara fotolisis, serta dalam proses sintesis cakram baru dari fotolisis. segmen luar retina ( jalur terakhir untuk tongkat utama).

DI DALAM membran sel Beberapa bakteri halofilik memiliki pigmen yang juga meliputi retinal, glikoprotein, dan lipid. Radapsin bakteri ini (strukturnya belum diketahui secara pasti) tampaknya berpartisipasi dalam fotosintesis bersama dengan pigmen bakteri lainnya.

Yang paling penting bagi kerja fitokrom adalah reversibilitasnya: kromoprotein ini (protein kompleks yang mengandung, selain asam amino, juga komponen pewarna) terdapat dalam dua bentuk yang dapat diubah menjadi satu sama lain.

Fitokrom biru 660 (Ф 660) memiliki serapan maksimum pada wilayah spektrum merah terang dengan panjang gelombang 660 nm, dan fitokrom hijau-biru 730 (Ф 730) - pada wilayah spektrum merah tua dengan panjang gelombang 730 nm.

Ketika disinari dengan lampu merah terang, F 660 yang tidak aktif berubah menjadi F 730 yang aktif secara fisiologis, dan ketika disinari dengan lampu merah tua, F 730 berubah menjadi F 660.

8 Protein makanan dan penyimpanan, seperti namanya, berfungsi sebagai sumber nutrisi internal, paling sering untuk embrio tumbuhan dan hewan, serta pada tahap awal perkembangan organisme muda.

Protein makanan meliputi albumen- komponen utama putih telur, serta kasein- protein utama susu.

Di bawah aksi enzim pepsin Kasein menggumpal di perut, yang memastikan retensinya di saluran pencernaan dan penyerapan yang efektif. Kasein mengandung fragmen semua asam amino yang dibutuhkan tubuh.

Ferritin, yang ditemukan pada jaringan hewan, mengandung ion besi.

Protein penyimpanan juga termasuk mioglobin, yang komposisi dan strukturnya mirip dengan hemoglobin. mioglobin fokus terutama pada di otot, peran utamanya adalah penyimpanan oksigen, yang diberikan hemoglobin kepadanya. Ia dengan cepat jenuh dengan oksigen (jauh lebih cepat daripada hemoglobin), dan kemudian secara bertahap memindahkannya ke berbagai jaringan, diikuti dengan aktivitas fisik dan kekurangan oksigen untuk pelepasannya.

Semua variasi fungsi ini berasal dari kumpulan 20 asam amino yang sangat sederhana yang membentuk rantai polipeptida suatu protein. Perbedaan jumlah dan kombinasi asam amino dalam rantai inilah yang menentukan keunikan protein tertentu.

Fungsi tubuh manusia menjadi jelas awal XIX abad. Para ilmuwan telah menetapkan zat-zat ini istilah Yunani"protein", dari kata protos - "utama, pertama".

Fitur utama dari ini senyawa kimia adalah bahwa mereka adalah dasar yang digunakan tubuh untuk membuat sel-sel baru. Fungsi lainnya adalah untuk memastikan proses pengaturan dan metabolisme; dalam menjalankan fungsi transportasi (misalnya, protein hemoglobin, yang mendistribusikan oksigen ke seluruh tubuh melalui aliran darah); dalam pembentukan serat otot; dalam pengelolaan banyak fungsi vital tubuh ( contoh cemerlang berfungsi sebagai protein insulin); dalam mengatur proses pencernaan, metabolisme energi; dalam melindungi tubuh.

Struktur kimia zat ini ditentukan oleh jumlah asam amino penyusunnya. molekul protein. Molekulnya berukuran cukup besar. Zat-zat ini adalah zat organik dengan berat molekul tinggi dan mewakili rantai asam amino yang dihubungkan oleh ikatan peptida. Komposisi asam amino protein ditentukan kode genetik. Banyaknya variasi kombinasi asam amino menimbulkan keragaman sifat molekul protein. Biasanya, mereka terhubung satu sama lain dan membentuk kompleks yang kompleks.

Klasifikasi protein belum diselesaikan, karena tidak semua protein telah dipelajari oleh para ilmuwan. Peran banyak dari mereka masih menjadi misteri bagi banyak orang. Selama ini protein dibagi menurut peran biologis dan menurut asam amino apa yang termasuk dalam komposisinya. Untuk nutrisi kita, bukan protein itu sendiri yang berharga, melainkan asam amino penyusunnya. Asam amino adalah salah satu jenisnya asam organik. Ada lebih dari 100 di antaranya. Tanpa mereka, proses metabolisme tidak mungkin terjadi.

Tubuh tidak dapat sepenuhnya menyerap protein yang didapat dari makanan. Kebanyakan dari mereka dihancurkan oleh cairan pencernaan yang asam. Protein dipecah menjadi asam amino. Tubuh “mengambil” asam amino yang dibutuhkannya setelah penguraian dan menyusunnya protein yang diperlukan. Dalam hal ini, transformasi beberapa asam amino menjadi asam amino lain dapat terjadi. Selain transformasi, mereka juga dapat disintesis secara mandiri di dalam tubuh.

Namun tidak semua asam amino bisa diproduksi oleh tubuh kita. Yang tidak disintesis disebut esensial, karena tubuh membutuhkannya dan hanya dapat diperoleh dari luar. Asam amino esensial tidak dapat digantikan oleh yang lain. Ini termasuk metionin, lisin, isoleusin, leusin, fenilalanin, treonin, valin. Selain itu, ada asam amino lain yang terbentuk secara eksklusif dari fenilalanin esensial dan metionin. Oleh karena itu, kualitas gizi tidak ditentukan oleh kuantitas protein yang masuk, tetapi oleh komposisi kualitatifnya. Misalnya kentang, kol putih, bit, kubis, polong-polongan, dan roti mengandung triptofan, lisin, dan metionin dalam jumlah besar.

Jalannya metabolisme protein dalam tubuh kita bergantung pada jumlah protein esensial yang cukup. Pemecahan dan transformasi beberapa zat menjadi zat lain terjadi dengan pelepasan dibutuhkan oleh tubuh energi.

Akibat aktivitas vital tubuh, beberapa protein terus-menerus hilang. Sekitar 30 g per hari hilang dari zat protein yang berasal dari luar. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan kerugiannya, makanan harus mengandung zat-zat ini dalam jumlah yang cukup untuk menjamin berfungsinya tubuh.

Konsumsi zat protein oleh tubuh bergantung pada berbagai faktor: melakukan pekerjaan fisik yang berat atau istirahat; keadaan emosional. Asupan protein harian untuk orang dewasa minimal 50 gram (kira-kira 0,8 gram per kilogram berat badan). Anak-anak, karena pertumbuhan dan perkembangan yang intensif, membutuhkan lebih banyak protein - hingga 1,9 gram per kilogram berat badan.

Namun, bahkan sejumlah besar protein yang dikonsumsi dalam makanan tidak menjamin jumlah asam amino yang seimbang di dalamnya. Oleh karena itu, pola makan harus bervariasi agar tubuh dapat memperoleh manfaat maksimal dalam bentuk asam amino yang berbeda. Kami tidak berbicara tentang fakta bahwa jika tidak ada triptofan dalam makanan yang Anda makan hari ini, besok Anda akan sakit. Tidak, tubuh “bisa” jumlah kecil menyimpan asam amino yang berguna dan menggunakannya bila diperlukan. Namun kapasitas kumulatif tubuh tidak terlalu tinggi, sehingga cadangan nutrisi harus diisi ulang secara rutin.

Jika karena keyakinan pribadi (vegetarianisme) atau alasan kesehatan (masalah pada saluran pencernaan dan makanan diet) Anda mempunyai pantangan makanan, maka Anda perlu berkonsultasi dengan ahli gizi untuk mengatur pola makan dan mengembalikan keseimbangan protein dalam tubuh.
Saat melakukan aktivitas olahraga yang intens, tubuh membutuhkan protein dalam jumlah besar. Diproduksi khusus untuk orang-orang seperti itu nutrisi olahraga. Namun asupan protein harus sesuai dengan aktivitas fisik yang dilakukan. Kelebihan zat-zat ini, bertentangan dengan kepercayaan populer, tidak akan menyebabkan peningkatan massa otot secara tajam.

Keanekaragaman fungsi protein mencakup hampir semua proses biokimia yang terjadi di dalam tubuh. Mereka bisa disebut katalis biokimia.
Protein membentuk sitoskeleton, yang mempertahankan bentuk sel. Tanpa protein, keberhasilan fungsi sistem kekebalan tubuh tidak mungkin terjadi.

Sumber makanan protein yang sangat baik adalah daging, susu, ikan, biji-bijian, kacang-kacangan, dan kacang-kacangan. Buah-buahan, beri, dan sayuran kurang kaya protein.

Protein pertama yang dipelajari untuk menentukan urutan asam aminonya adalah insulin. Atas prestasinya tersebut, F. Sanger menerima Hadiah Nobel pada tahun 60an abad lalu. Dan ilmuwan D. Kendrew dan M. Perutz sekaligus mampu mencipta struktur tiga dimensi mioglobin dan hemoglobin menggunakan teknik difraksi sinar-X. Untuk ini mereka juga dianugerahi Hadiah Nobel.

Sejarah penelitian

Selama 30-40 tahun berikutnya, penelitian dilakukan terhadap sebagian besar asam amino penyusun protein. Pada tahun 1894, A. Kossel, seorang ahli fisiologi Jerman, membuat asumsi bahwa asam amino adalah komponen struktural utama protein, dan mereka dihubungkan satu sama lain melalui ikatan peptida. Dia mencoba mempelajari urutan asam amino suatu protein.
Pada tahun 1926, peran dominan protein dalam tubuh akhirnya diketahui. Hal ini terjadi ketika ahli kimia Amerika D. Sumner membuktikan bahwa urease (enzim yang tanpanya banyak proses kimia tidak dapat terjadi) adalah protein.

Sangat sulit mengisolasi protein murni untuk kebutuhan ilmiah pada saat itu. Itulah sebabnya percobaan pertama dilakukan dengan menggunakan polipeptida yang dapat dimurnikan dengan biaya minimal jumlah yang signifikan- ini adalah protein darah, protein ayam, berbagai racun, enzim yang berasal dari pencernaan atau metabolisme, yang dilepaskan setelah penyembelihan sapi. Pada akhir tahun 50-an, pemurnian ribonuklease pankreas sapi dapat dilakukan. Zat inilah yang menjadi objek percobaan banyak ilmuwan.

DI DALAM ilmu pengetahuan modern penelitian protein berlanjut pada tingkat yang baru secara kualitatif. Ada cabang biokimia yang disebut proteomik. Sekarang, berkat proteomik, dimungkinkan untuk mempelajari tidak hanya protein murni yang diisolasi, tetapi juga perubahan paralel dan simultan dalam modifikasi banyak protein milik sel dan jaringan yang berbeda. Para ilmuwan sekarang secara teoritis dapat menghitung struktur protein dari urutan asam aminonya. Metode mikroskop krioelektron memungkinkan studi tentang kompleks protein besar dan kecil.

Sifat-sifat protein

Protein diklasifikasikan menurut tingkat kelarutannya; sebagian besar sangat larut dalam air. Namun, ada pengecualian. Fibroin (bahan dasar jaring laba-laba dan sutra) dan keratin (bahan dasar rambut pada manusia, serta wol pada hewan dan bulu pada burung) tidak larut.

Denaturasi

Dalam beberapa kasus, denaturasi bersifat reversibel; protein dapat dikembalikan ke keadaan normalnya menggunakan garam amonium. Denaturasi reversibel digunakan sebagai metode pemurnian protein.

Protein sederhana dan kompleks

Berdasarkan sifat kimia protein kompleks, lima kelas dibedakan:

• Glikoprotein.
• Kromoprotein.
• Fosfoprotein.
• Metaloprotein.
• Lipoprotein.

Kromoprotein adalah nama umum protein kompleks, yang meliputi flavoprotein, klorofil, hemoglobin, dan lain-lain.

Protein yang disebut fosfoprotein mengandung residu asam fosfat. Kelompok protein ini mencakup, misalnya kasein susu.

Metaloprotein adalah protein yang mengandung ion logam tertentu yang terikat secara kovalen. Diantaranya ada protein yang melakukan fungsi transportasi dan penyimpanan (transferrin, ferritin).

Protein kompleks lipoprotein mengandung residu lipid. Fungsinya adalah untuk mengangkut lipid.

Biosintesis protein

Kode genetik terdiri dari kodon. Kodon adalah unit informasi genetik yang terdiri dari residu nukleotida. Setiap kodon bertanggung jawab untuk menghubungkan satu asam amino ke protein. Jumlah totalnya adalah 64. Beberapa asam amino ditentukan bukan oleh satu, tetapi oleh beberapa kodon.

Fungsi protein dalam tubuh

Perlu dicatat bahwa klasifikasi protein menurut fungsinya agak sewenang-wenang, karena pada beberapa organisme hidup, protein yang sama dapat menjalankan beberapa fungsi berbeda. Protein melakukan banyak fungsi karena aktivitas enzimatiknya yang tinggi. Secara khusus, enzim tersebut termasuk protein motorik miosin, serta protein pengatur protein kinase.

Fungsi katalitik

Lebih dari 4.000 reaksi yang terjadi di tubuh kita memerlukan katalisis. Tanpa pengaruh enzim, reaksi berlangsung puluhan dan ratusan kali lebih lambat.
Molekul yang menempel pada enzim selama reaksi dan kemudian berubah disebut substrat. Enzim mengandung banyak asam amino, namun tidak semuanya berinteraksi dengan substrat, dan tentunya tidak semuanya terlibat langsung dalam proses katalisis. Bagian enzim yang menempel pada substrat dianggap sebagai situs enzimatik aktif.

Fungsi struktural

Fungsi pelindung

Pertahanan kekebalan melibatkan partisipasi protein yang ditemukan dalam darah atau cairan biologis lainnya dalam pembentukan respon perlindungan tubuh terhadap serangan mikroorganisme patogen atau kerusakan. Misalnya, imunoglobulin menetralisir virus, bakteri, atau protein asing. Antibodi yang diproduksi oleh sistem kekebalan tubuh menempel pada zat asing bagi tubuh, yang disebut antigen, dan menetralisirnya. Biasanya, antibodi disekresikan ruang antar sel atau difiksasi dalam membran sel plasmasit khusus.

Enzim dan substrat tidak terhubung terlalu erat, jika tidak, jalannya reaksi yang dikatalisis dapat terganggu. Namun kestabilan perlekatan antigen dan antibodi tidak dibatasi oleh apapun.

Perlindungan kimiawi terdiri dari pengikatan molekul protein ke berbagai racun, yaitu memastikan detoksifikasi tubuh. Peran paling penting dalam detoksifikasi tubuh kita dimainkan oleh enzim hati, yang memecah racun atau mengubahnya menjadi bentuk larut. Racun yang terlarut dengan cepat meninggalkan tubuh.

Fungsi regulasi

Fungsi sinyal

Sitokin dan protein hormon melakukan fungsi sinyal.
Hormon dibawa oleh darah. Ketika reseptor berikatan dengan hormon, hal itu memicu respons di dalam sel. Hormon mengatur konsentrasi zat dalam sel darah, serta pengaturan pertumbuhan dan reproduksi sel. Contoh protein tersebut adalah insulin yang terkenal, yang mengatur konsentrasi glukosa dalam darah.

Sitokin adalah molekul pembawa pesan peptida kecil. Mereka bertindak sebagai pengatur interaksi antara sel-sel yang berbeda, dan juga menentukan kelangsungan hidup sel-sel ini, menekan atau merangsang pertumbuhan dan aktivitas fungsionalnya. Tanpa sitokin, kerja sistem saraf, endokrin, dan kekebalan yang terkoordinasi tidak mungkin terjadi. Misalnya, sitokin dapat menyebabkan nekrosis tumor - yaitu penekanan pertumbuhan dan aktivitas sel inflamasi.

Fungsi transportasi

Fungsi cadangan (atau cadangan).

Fungsi reseptor protein

Fungsi motorik (atau gerakan).

Protein dalam metabolisme

Asam amino yang tidak disintesis oleh tubuh disebut asam esensial, dan oleh karena itu hanya dapat diperoleh dari luar.

Seseorang mendapat asam amino dari protein yang ditemukan dalam makanan. Protein mengalami denaturasi selama pencernaan di bawah pengaruh cairan asam lambung dan enzim. Beberapa asam amino yang diperoleh dari proses pencernaan digunakan untuk sintesis protein yang diperlukan, dan sisanya diubah menjadi glukosa melalui proses glukoneogenesis atau digunakan dalam siklus Krebs (ini adalah proses metabolisme). perincian).

Penggunaan protein sebagai sumber energi sangat penting dalam kondisi buruk, ketika tubuh menggunakan “cadangan darurat” internalnya - proteinnya sendiri. Asam amino juga merupakan sumber nitrogen yang penting bagi tubuh.

Tidak ada standar yang seragam untuk kebutuhan protein harian. Mikroflora yang menghuni usus besar, juga mensintesis asam amino, dan asam amino tersebut tidak dapat diperhitungkan saat menyusun standar protein.

Cadangan protein dalam tubuh manusia sangat minim, dan protein baru hanya dapat disintesis dari protein pembusukan yang berasal dari jaringan tubuh dan dari asam amino yang disuplai dengan makanan. Protein tidak disintesis dari zat-zat yang membentuk lemak dan karbohidrat.

Kekurangan protein
Kurangnya protein dalam makanan menyebabkan perlambatan pertumbuhan dan perkembangan yang parah pada anak-anak. Bagi orang dewasa, kekurangan protein berbahaya karena munculnya perubahan besar pada hati, perubahan kadar hormonal, dan terganggunya fungsi kelenjar. sekresi internal, penurunan daya cerna nutrisi, penurunan memori dan kinerja, masalah jantung. Semua fenomena negatif ini disebabkan oleh fakta bahwa protein terlibat dalam hampir semua proses tubuh manusia.

Pada tahun 70-an abad terakhir, kematian tercatat pada orang-orang yang telah lama mengikuti diet rendah kalori dengan kekurangan protein yang parah. Biasanya, penyebab langsung kematian dalam kasus ini adalah perubahan permanen pada otot jantung.

Kekurangan protein mengurangi resistensi imunitas terhadap infeksi, karena tingkat pembentukan antibodi menurun. Pelanggaran sintesis interferon dan lisozim (faktor pelindung) menyebabkan eksaserbasi proses inflamasi. Selain itu, kekurangan protein seringkali disertai dengan kekurangan vitamin, yang pada akhirnya juga menimbulkan akibat yang merugikan.

Kekurangan tidak mempengaruhi dengan cara terbaik pada produksi enzim dan penyerapan nutrisi penting. Kita tidak boleh lupa bahwa hormon adalah bentukan protein, oleh karena itu kekurangan protein dapat menyebabkan gangguan hormonal yang parah.

Aktivitas fisik apa pun merusak sel otot, dan semakin besar bebannya, semakin besar pula penderitaan otot. Untuk memulihkan sel otot yang rusak, Anda membutuhkan protein berkualitas tinggi dalam jumlah besar. Berlawanan dengan kepercayaan umum, aktivitas fisik hanya bermanfaat jika jumlah protein yang cukup disuplai ke tubuh melalui makanan. Selama aktivitas fisik yang intens, konsumsi protein sebaiknya mencapai 1,5 - 2 gram per kilogram berat badan.

Protein berlebih

Namun jika seseorang tidak berolahraga, dan pada saat yang sama mengonsumsi lebih dari 1,75 gram protein per kilogram berat badan, maka kelebihan protein menumpuk di hati, yang diubah menjadi senyawa nitrogen dan glukosa. Senyawa nitrogen (urea) harus dikeluarkan dari tubuh melalui ginjal.

Selain itu, bila terdapat kelebihan protein, reaksi asam tubuh, yang menyebabkan hilangnya kalsium karena perubahan rezim minum. Di samping itu makanan daging, kaya protein, seringkali mengandung purin, beberapa di antaranya disimpan di persendian selama metabolisme dan menyebabkan perkembangan asam urat. Perlu dicatat bahwa kelainan yang berhubungan dengan kelebihan protein jauh lebih jarang terjadi dibandingkan kelainan yang berhubungan dengan kekurangan protein.

Penilaian jumlah protein yang cukup dalam makanan dilakukan berdasarkan keadaan keseimbangan nitrogen. Tubuh terus-menerus mensintesis protein baru dan melepaskan produk akhir metabolisme protein. Protein mengandung nitrogen, yang tidak ditemukan dalam lemak atau karbohidrat. Dan jika nitrogen disimpan dalam tubuh sebagai cadangan, maka nitrogen secara eksklusif berada dalam komposisi protein. Selama pemecahan protein, protein harus dikeluarkan bersama urin. Agar tubuh berfungsi pada tingkat yang dibutuhkan, perlu untuk mengisi kembali nitrogen yang dibuang. Keseimbangan nitrogen berarti jumlah nitrogen yang dikonsumsi sesuai dengan jumlah yang dikeluarkan dari tubuh.

Nutrisi protein

Produk-produk ini merupakan sumber protein berkualitas tinggi, namun perlu diingat bahwa produk ini mengandung banyak lemak, jadi tidak disarankan untuk menggunakannya secara berlebihan dalam makanan Anda. Di samping itu jumlah besar protein, lemak berlebih juga akan masuk ke dalam tubuh.

Makanan pilihan kaya protein: keju kedelai, keju rendah lemak, daging sapi muda tanpa lemak, putih telur, keju cottage rendah lemak, ikan segar dan makanan laut, domba muda, ayam, daging putih.
Kurang disukai mengkonsumsi produk-produk seperti: susu dan yoghurt dengan tambahan gula, daging merah (tenderloin), daging ayam hitam dan kalkun, potongan tanpa lemak, keju cottage buatan sendiri, daging olahan berupa bacon, salami, ham.

Putih telur merupakan protein murni dan tidak mengandung lemak. Daging tanpa lemak mengandung sekitar 50% kilokalori yang berasal dari protein; dalam produk yang mengandung pati – 15%; dalam susu skim – 40%; dalam sayuran – 30%.

Aturan utama ketika memilih diet protein adalah sebagai berikut: lebih banyak protein per unit kalori dan koefisien kecernaan protein yang tinggi. Yang terbaik adalah mengonsumsi makanan yang rendah lemak dan tinggi protein. Informasi kalori dapat ditemukan pada kemasan produk apa pun. Data umum mengenai kandungan protein dan lemak pada produk-produk yang kandungan kalorinya sulit dihitung dapat ditemukan pada tabel khusus.

Protein yang diberi perlakuan panas lebih mudah dicerna karena mudah diakses oleh enzim di saluran pencernaan. Namun, perlakuan panas dapat mengurangi nilai biologis protein karena beberapa asam amino rusak.

Kandungan protein dan lemak pada beberapa makanan

Metabolisme protein

Tubuh dapat menghabiskan sekitar 15% dari total asupan kalori untuk asimilasi makanan.
Makanan tinggi protein berkontribusi terhadap peningkatan produksi panas selama metabolisme. Suhu tubuh sedikit meningkat, yang menyebabkan tambahan konsumsi energi untuk proses termogenesis.

Protein tidak selalu digunakan sebagai sumber energi. Hal ini disebabkan penggunaan mereka sebagai sumber energi bagi tubuh tidak menguntungkan, karena dari sejumlah lemak dan karbohidrat Anda bisa mendapatkan lebih banyak kalori dan jauh lebih efisien dibandingkan dari jumlah protein yang sama. Selain itu, jarang terjadi kelebihan protein dalam tubuh, dan jika ada, maka sebagian besar kelebihan protein tersebut digunakan untuk menjalankan fungsi plastik.

Jika makanan kekurangan sumber energi dalam bentuk lemak dan karbohidrat, tubuh mulai menggunakan akumulasi lemak.

Jumlah protein yang cukup dalam makanan membantu mengaktifkan dan menormalkan metabolisme yang lambat pada orang-orang yang mengalami obesitas, dan juga membantu menjaga massa otot.

Jika protein tidak mencukupi, tubuh beralih menggunakan protein otot. Hal ini terjadi karena otot tidak begitu penting untuk menjaga fungsi tubuh. Sebagian besar kalori dibakar di serat otot, dan penurunan massa otot mengurangi pengeluaran energi tubuh.

Sangat sering, orang yang mengikuti berbagai diet untuk menurunkan berat badan memilih diet di mana sangat sedikit protein yang masuk ke dalam tubuh bersama makanan. Biasanya, ini adalah pola makan sayur atau buah. Selain merugikan, pola makan seperti itu tidak akan membawa apa-apa. Fungsi organ dan sistem yang kekurangan protein terhambat sehingga menyebabkan berbagai gangguan dan penyakit. Setiap pola makan harus diperhatikan dari sudut pandang kebutuhan tubuh akan protein.

Proses seperti asimilasi protein dan penggunaannya untuk kebutuhan energi, serta ekskresi produk metabolisme protein, memerlukan lebih cair. Untuk menghindari dehidrasi, sebaiknya konsumsi air putih sekitar 2 liter per hari.

Seperti makromolekul biologis lainnya (polisakarida, lipid, dan asam nukleat), protein juga demikian komponen yang diperlukan semua organisme hidup dan memainkan peran penting dalam kehidupan sel. Protein melakukan proses metabolisme. Mereka adalah bagian dari struktur intraseluler - organel dan sitoskeleton, disekresikan ke ruang ekstraseluler, di mana mereka dapat bertindak sebagai sinyal yang ditransmisikan antar sel, berpartisipasi dalam hidrolisis makanan dan pembentukan zat antar sel.

Klasifikasi protein menurut fungsinya cukup sewenang-wenang, karena protein yang sama dapat menjalankan beberapa fungsi. Contoh multifungsi yang dipelajari dengan baik adalah lisil-tRNA sintetase, enzim dari kelas sintetase aminoasil-tRNA, yang tidak hanya menempelkan residu lisin ke tRNA, tetapi juga mengatur transkripsi beberapa gen. Protein melakukan banyak fungsi karena aktivitas enzimatiknya. Jadi, enzimnya adalah protein motorik miosin, protein pengatur protein kinase, protein transpor natrium-kalium adenosin trifosfatase, dll.

Model molekul enzim urease bakteri Helicobacter pylori

Fungsi katalitik

Paling bagus fungsi yang diketahui protein dalam tubuh - katalisis berbagai reaksi kimia. Enzim adalah protein yang mempunyai sifat katalitik spesifik, yaitu setiap enzim mengkatalisis satu atau lebih reaksi serupa. Enzim mengkatalisis reaksi pemecahan molekul kompleks (katabolisme) dan sintesisnya (anabolisme), termasuk replikasi dan perbaikan DNA dan sintesis matriks RNA. Pada tahun 2013, lebih dari 5.000 ribu enzim telah dideskripsikan. Percepatan suatu reaksi akibat katalisis enzimatik bisa sangat besar: misalnya, reaksi yang dikatalisis oleh enzim orotidin 5"-fosfat dekarboksilase berlangsung 10 17 kali lebih cepat daripada reaksi yang tidak dikatalisis (waktu paruh dekarboksilasi asam orotik adalah 78 juta tahun tanpa enzim dan 18 milidetik dengan partisipasi enzim) Molekul yang menempel pada enzim dan berubah akibat reaksi disebut substrat.

Meskipun enzim biasanya terdiri dari ratusan residu asam amino, hanya sebagian kecil dari mereka yang berinteraksi dengan substrat, dan bahkan lebih kecil lagi - rata-rata 3-4 residu asam amino, seringkali terletak berjauhan dalam struktur primer - terlibat langsung dalam katalisis. Bagian molekul enzim yang memediasi pengikatan substrat dan katalisis disebut situs aktif.

Persatuan Internasional Biokimia dan Biologi Molekuler pada tahun 1992 mengusulkan tata nama hierarki akhir untuk enzim berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisisnya. Menurut tata nama ini, nama enzim harus selalu mempunyai akhiran - aza dan terbentuk dari nama reaksi yang dikatalisis dan substratnya. Setiap enzim diberi kode individual, yang memudahkan untuk menentukan posisinya dalam hierarki enzim. Berdasarkan jenis reaksi yang dikatalisisnya, semua enzim dibagi menjadi 6 kelas:

• CF 1: Oksidoreduktase yang mengkatalisis reaksi redoks;
• CF 2: Transferase yang mengkatalisis perpindahan gugus kimia dari satu molekul substrat ke molekul substrat lainnya;
• CF 3: Hidrolase yang mengkatalisis hidrolisis ikatan kimia;
• EF 4: Lyase yang mengkatalisis pemutusan ikatan kimia tanpa hidrolisis dengan formasi ikatan rangkap di salah satu produk;
• EC 5: Isomerase yang mengkatalisis perubahan struktural atau geometris pada molekul substrat;
• EC 6: Ligase yang mengkatalisis pembentukan ikatan kimia antar substrat akibat hidrolisis ikatan difosfat ATP atau trifosfat serupa.

Fungsi struktural

Lebih detailnya: Fungsi struktural protein, Protein fibrilar

Protein struktural sitoskeleton, seperti semacam penguat, memberi bentuk pada sel dan banyak organel serta terlibat dalam perubahan bentuk sel. Sebagian besar protein struktural berbentuk filamen: misalnya, monomer aktin dan tubulin berbentuk globular, protein larut, tetapi setelah polimerisasi mereka membentuk filamen panjang yang membentuk sitoskeleton, yang memungkinkan sel mempertahankan bentuknya. Kolagen dan elastin adalah komponen utama zat antar sel jaringan ikat (misalnya tulang rawan), dan dari yang lain protein struktural Keratin terdiri dari rambut, kuku, bulu burung dan beberapa cangkang.

Fungsi pelindung

Lebih detailnya: Fungsi pelindung protein

Ada beberapa jenis fungsi pelindung protein:

1. Perlindungan fisik. Perlindungan fisik tubuh disediakan oleh Kolagen - protein yang membentuk dasar zat antar sel jaringan ikat (termasuk tulang, tulang rawan, tendon, dan lapisan dalam kulit (dermis)); keratin, yang menjadi dasar sisik tanduk, rambut, bulu, tanduk dan turunan epidermis lainnya. Biasanya, protein tersebut dianggap sebagai protein dengan fungsi struktural. Contoh protein dalam kelompok ini adalah fibrinogen dan trombin, yang berperan dalam pembekuan darah.
2. Perlindungan bahan kimia. Pengikatan racun oleh molekul protein dapat memastikan detoksifikasinya. Enzim hati memainkan peran yang sangat penting dalam detoksifikasi pada manusia, memecah racun atau mengubahnya menjadi bentuk larut, yang memfasilitasi pembuangannya dengan cepat dari tubuh.
3. Perlindungan kekebalan. Protein yang membentuk darah dan cairan biologis lainnya terlibat dalam respons pertahanan tubuh terhadap kerusakan dan serangan patogen. Protein dari sistem komplemen dan antibodi (imunoglobulin) termasuk dalam protein kelompok kedua; mereka menetralisir bakteri, virus atau protein asing. Antibodi yang merupakan bagian dari sistem kekebalan adaptif menempel pada zat, antigen, yang asing bagi organisme tertentu, dan dengan demikian menetralisirnya, mengarahkannya ke tempat kehancuran. Antibodi dapat disekresikan ke dalam ruang ekstraseluler atau tertanam dalam membran limfosit B khusus yang disebut sel plasma.

Fungsi regulasi

Lebih detailnya: Aktivator (protein), Proteasome, Fungsi pengaturan protein

Banyak proses di dalam sel diatur oleh molekul protein, yang tidak berfungsi sebagai sumber energi atau bahan pembangun sel. Protein ini mengatur perkembangan sel melalui siklus sel, transkripsi, translasi, penyambungan, aktivitas protein lain, dan banyak proses lainnya. Fungsi regulasi protein dilakukan baik melalui aktivitas enzimatik (misalnya, protein kinase) atau melalui ikatan spesifik dengan molekul lain. Dengan demikian, faktor transkripsi, protein aktivator dan protein penekan, dapat mengatur intensitas transkripsi gen dengan mengikat urutan pengaturnya. Pada tingkat translasi, pembacaan banyak mRNA juga diatur oleh pelekatan faktor protein.

Peran paling penting dalam pengaturan proses intraseluler dimainkan oleh protein kinase dan protein fosfatase - enzim yang mengaktifkan atau menekan aktivitas protein lain dengan menempelkan atau menghilangkan gugus fosfat ke dalamnya.

Fungsi sinyal

Lebih detailnya: Fungsi sinyal protein, Hormon, Sitokin

Fungsi sinyal protein adalah kemampuan protein untuk berfungsi sebagai zat pemberi sinyal, mentransmisikan sinyal antar sel, jaringan, organ, dan organisme. Fungsi pensinyalan sering digabungkan dengan fungsi pengaturan, karena banyak protein pengatur intraseluler juga mengirimkan sinyal.

Fungsi pensinyalan dilakukan oleh protein - Hormon, Sitokin, faktor pertumbuhan, dll.

Hormon dibawa dalam darah. Kebanyakan hormon hewan adalah protein atau peptida. Pengikatan suatu hormon pada reseptornya merupakan sinyal yang memicu respon sel. Hormon mengatur konsentrasi zat dalam darah dan sel, pertumbuhan, reproduksi dan proses lainnya. Contoh protein tersebut adalah insulin, yang mengatur konsentrasi glukosa dalam darah.

Sel berinteraksi satu sama lain menggunakan protein pemberi sinyal yang ditransmisikan melalui zat antar sel. Protein tersebut mencakup, misalnya, sitokin dan faktor pertumbuhan.

Sitokin adalah molekul pemberi sinyal peptida. Mereka mengatur interaksi antar sel, menentukan kelangsungan hidup mereka, merangsang atau menekan pertumbuhan, diferensiasi, aktivitas fungsional dan apoptosis, dan memastikan koordinasi tindakan sistem kekebalan, endokrin dan saraf. Contoh sitokin adalah faktor nekrosis tumor, yang mengirimkan sinyal inflamasi antar sel tubuh.

Fungsi transportasi

Lebih detailnya: Fungsi transportasi protein

Protein larut yang terlibat dalam pengangkutan molekul kecil harus memiliki afinitas tinggi terhadap substrat bila berada dalam konsentrasi tinggi dan mudah dilepaskan di area dengan konsentrasi substrat rendah. Contoh protein transpor adalah hemoglobin, yang mengangkut oksigen dari paru-paru ke jaringan lain dan karbon dioksida dari jaringan ke paru-paru, dan sebagai tambahan, protein homolognya, ditemukan di semua kerajaan organisme hidup.

Beberapa protein membran terlibat dalam pengangkutan molekul kecil melintasi membran sel, mengubah permeabilitasnya. Komponen lipid pada membran bersifat kedap air (hidrofobik), yang mencegah difusi molekul polar atau bermuatan (ion). Protein transpor membran biasanya dibagi menjadi protein saluran dan protein pembawa. Protein saluran mengandung pori-pori internal berisi air yang memungkinkan ion (melalui saluran ion) atau molekul air (melalui protein aquaporin) bergerak melintasi membran. Banyak saluran ion dikhususkan untuk mengangkut hanya satu ion; jadi, potasium dan saluran natrium sering membedakan antara ion-ion serupa dan hanya membiarkan satu dari ion-ion tersebut melewatinya. Protein pengangkut mengikat, seperti enzim, setiap molekul atau ion yang diangkut dan, tidak seperti saluran, dapat menghantarkan arus transportasi aktif menggunakan energi ATP. “Pembangkit listrik sel” - ATP sintase, yang mensintesis ATP karena gradien proton, juga dapat diklasifikasikan sebagai protein transpor membran.

Fungsi cadangan (cadangan).

Protein ini termasuk apa yang disebut protein cadangan, yang disimpan sebagai sumber energi dan materi dalam benih tumbuhan (misalnya globulin 7S dan 11S) dan telur hewan. Sejumlah protein lain digunakan dalam tubuh sebagai sumber asam amino, yang pada gilirannya merupakan prekursor zat aktif biologis yang mengatur proses metabolisme.

Fungsi reseptor

Lebih detailnya: Reseptor sel

Reseptor protein dapat ditemukan di sitoplasma dan tertanam di membran sel. Salah satu bagian dari molekul reseptor merasakan sinyal, seringkali berupa bahan kimia, dan dalam beberapa kasus cahaya, dampak mekanis(misalnya peregangan) dan rangsangan lainnya. Ketika suatu sinyal bekerja pada bagian tertentu dari molekul - protein reseptor - terjadi perubahan konformasi. Akibatnya, konformasi bagian lain dari molekul yang mentransmisikan sinyal ke komponen seluler lainnya berubah. Ada beberapa mekanisme transmisi sinyal. Beberapa reseptor mengkatalisis tertentu reaksi kimia; yang lain berfungsi sebagai saluran ion yang membuka atau menutup ketika dipicu oleh sinyal; yang lain lagi secara khusus mengikat molekul pembawa pesan intraseluler. Pada reseptor membran, bagian molekul yang berikatan dengan molekul sinyal terletak di permukaan sel, dan domain yang mentransmisikan sinyal ada di dalam.

Fungsi motorik (motorik).

Seluruh kelas protein motorik memberikan pergerakan tubuh, misalnya kontraksi otot, termasuk penggerak (miosin), pergerakan sel-sel dalam tubuh (misalnya pergerakan leukosit amoeboid), pergerakan silia dan flagela, dan juga aktif dan terarah. transportasi intraseluler (kinesin, dynein). Dynein dan kinesin mengangkut molekul sepanjang mikrotubulus menggunakan hidrolisis ATP sebagai sumber energi. Dynein mengangkut molekul dan organel dari bagian perifer sel menuju sentrosom, kinesin - dalam arah yang berlawanan. Dynein juga bertanggung jawab atas pergerakan silia dan flagela pada eukariota. Varian sitoplasma miosin dapat mengambil bagian dalam pengangkutan molekul dan organel sepanjang mikrofilamen.