Polypeptidi ja proteiini

Polypeptidit ja proteiinit ovat solun luonnollisia ja välttämättömiä orgaanisia yhdisteitä. Molemmat koostuvat aminohapoista. Aminohapot ovat luonnossa esiintyviä yhdisteitä, jotka liittävät yhteen muodostaen peptidejä, polypeptidejä ja proteiineja. Jokainen aminohappo sisältää yhden amiinin (-NH₂) ja yksi hydroksyyli (-COOH) -ryhmä sekä spesifinen sivuketju (R-ryhmä). Sivuketjuryhmä vaihtelee kooltaan, muodoltaan, lataukseltaan ja reaktiivisuutensa perusteella ja on siksi ainutlaatuinen kuhunkin aminohappoon. Monomeerisiä aminohappoja on 20 tyyppiä, jotka kykenevät yhdistämään toisiinsa eri yhdistelmissä, mikä antaa polypeptideille ja proteiineille suuren monimuotoisuuden.

Mikä on polypeptidi?

Polypeptidi on polymeeri, jossa on määritelty aminohapposekvenssi, joka on liittynyt yhteen kovalenttisten peptidisidosten kautta. Peptidisidos on seurausta kondensaatioreaktiosta kahden aminohapon välillä: yhden aminohapon karboksyyliryhmä reagoi viereisen aminohapon aminoryhmän kanssa vapauttamalla molekyyli vettä (H₂O). Lyhytketjuisia aminohappoja, joihin liittyy peptidisidoksia, kutsutaan peptideiksi. Peptidejä muodostetaan yleensä jopa 20-30 aminohapolla. Pidemmät ketjut sidoksissa olevien aminohappotähteiden kanssa spesifisellä sekvenssillä kutsutaan polypeptideiksi. Polypeptidit voivat sisältää jopa 4 000 tähdettä. Polypeptideille on tunnusomaista polypeptidirunko, joka muodostuu toistuvasta atomin sekvenssistä sidoksissa olevan aminohappoketjun ytimessä. Polypeptidi-runkoverkkoon kiinnittyneet ovat aminohapon spesifiset sivuketjut, R-ryhmä. Polypeptidit voivat kääntyä kiinteään rakenteeseen, joka muodostaa proteiinin. Polypeptidi muodostaa siten aminohappotähteiden lineaarisen sekvenssin, joka muodostaa proteiinin primaarisen rakenteen.

Mikä on proteiini?

Proteiinit ovat rakenteellisesti ja toiminnallisesti monimutkaisia ​​molekyylejä. Termiä "proteiini" käytetään kuvaamaan kolmiulotteista rakennetta, joka muodostuu yhden tai useamman polypeptidin taittamisen yhteydessä. Proteiinit edustavat neljän rakenteen organisointitasoa, jolloin polypeptidi on ensisijainen rakenne. Proteiinilla on toissijainen rakenne, kun polypeptidiketjut muodostavat a-heliksejä ja p-arkkeja. Proteiinin tertiäärinen rakenne muodostaa polypeptidiketjun täydellisen kolmiulotteisen organisoinnin. Kun proteiinikompleksiin liittyy useampia kuin yksi polypeptidiketju, proteiinirakenne merkitään kvaternääriksi. Polypeptidiketjujen taittaminen proteiinin muodostamiseksi perustuu useisiin heikkoihin, ei-kovalenttisiin sidoksiin, jotka muodostavat yhden ketjun eri osien tai jopa kahden tai useamman polypeptidiketjun välillä. Ei-kovalenttiset sidokset käsittävät polypeptidirungon atomit sekä sivuketjut R-ryhmän, ja niillä on kolme tyyppiä: vetysidoksia, ionisidoksia ja van der Waal-sidoksia. Suuri määrä heikkoja ei-kovalenttisia sidoksia toimivat rinnakkain ja niiden vahvuus yhdistetään taitetun proteiinin rakenteen vakauden varmistamiseksi. Proteiinijärjestön alusta on proteiinidomeeni. Se koostuu mistä tahansa polypeptidiketjun osasta, joka voi taipua itsenäisesti stabiiliksi rakenteeksi. Jokainen domeeni sisältää 40 - 350 aminohappoa. Pienin proteiini esittää yhden alueen, kun taas suuri proteiini voi sisältää jopa kymmeniä domeeneja. Kukin proteiinin domeeni liittyy tavallisesti erilliseen funktioon. Proteiinien toiminnalliset ominaisuudet riippuvat suurelta osin niiden rakenteesta ja muodoista, jotka mahdollistavat niiden vuorovaikutuksen muiden molekyylien kanssa. Nämä vuorovaikutukset ovat aina erityisiä ja valikoivia. Jokainen proteiini voi sitoutua ligandien sitoutumiskohtien kanssa suurella affiniteetilla yhteen tai vain muutamiin ligandeiksi kutsuttuihin molekyyleihin. Ligandin sitoutumispaikka on polypeptidiketjun kokoonpanon muodostamassa proteiinipinnassa oleva ontelo. Erilliset ligandin sitoutumiskohdat proteiinissa voivat sitoutua eri ligandeihin, säätää proteiinitoimintoa tai auttaa siirtämään proteiinia tietylle solulle solussa. Proteiinitoiminto riippuu tiiviisti sen rakenteesta. Yksi aminohapon muutos voi häiritä sen muotoa ja aiheuttaa toiminnan menetyksen.

Erot polypeptidin ja proteiinin välillä

1. Määritelmä polypeptidi ja proteiini

Polypeptidi on polymeeri, joka on muodostettu määritellyllä aminohapposekvenssillä, jotka on liitetty yhteen kovalenttisten peptidisidosten kautta.

Proteiini on rakenteeltaan ja funktionaalisesti kompleksinen molekyyli, joka muodostuu yhden tai useamman polypeptidiketjun taittumisesta.

1. Rakenteelliset erot polypeptidissä ja proteiineissa

Polypeptidi esittää yksinkertaisen rakenteen, ja se koostuu polypeptidirungosta, joka muodostuu toistuvasta atomin sekvenssistä sidoksissa olevan aminohappoketjun ytimessä. Polypeptidi-runkoverkkoon kiinnittyneet ovat aminohapon spesifiset sivuketjut, R-ryhmä

Proteiini on toisaalta monimutkainen molekyyli, joka koostuu yhdestä tai useammasta polypeptidiketjusta, jotka taittuvat sekundaariseen, tertiääriseen tai kvaternääriseen rakenteeseen.

Proteiinimuoto pysyy stabiilina kolmella heikolla ei-kovalenttisella sidoksella: vetysidoksilla, ionisidoksilla ja van der Waal-sidoksilla.

1. Polypeptidin ja proteiinin toiminta

Polypeptidin pääasiallinen tehtävä on monimutkaisempien proteiinien ensisijainen rakenne. Polypeptideillä puuttuu kolmiulotteinen rakenne, joka mahdollistaa proteiinin sitoutumisen ligandiin ja toiminnallisuuden.

Toisaalta proteiinin rakenteellinen monimutkaisuus, sen stabiili muoto ja sen ligandin sitomispaikat antavat sille mahdollisuuden sitoutua spesifisesti ja suurella affiniteetilla tiettyihin ligandeihin, joita on säänneltävä ja osallistuttava useisiin elintärkeisiin solulisäaineiden metabolisiin reitteihin.

Polypeptidi vs. proteiini: Comparioson Table

Yhteenveto polypeptidistä vs. proteiini

Polypeptidit ja proteiinit ovat luonnossa esiintyviä ja solun orgaanisia yhdisteitä.

Vaikka aminohapot ovat niiden yhteinen ensisijainen komponentti, polypeptideillä ja proteiineilla on merkittäviä rakenteellisia ja toiminnallisia eroja:

1. Polypeptidi on yksinkertainen aminohappojen polymeeri, joka on liittynyt kovalenttisilla peptidisidoksilla, kun taas proteiini on monimutkainen molekyyli, jolle on tunnusomaista stabiili rakenne, joka koostuu yhdestä tai useammasta polypeptidiketjusta, joita pidetään yhdessä muiden kuin kovalenttisten sidosten kanssa.
2. Polypeptidin päätehtävä on proteiinin ensisijainen rakenne, kun taas proteiini on monimutkainen yhdiste, jossa ligandiä sitovat alueet mahdollistavat sen sitoutumisen spesifisiin ja erilaisiin molekyyleihin ja toimivat aktiivisesti solussa.