Функции на протеините в растителната клетка

  • Структурен. Протеините са част от всички мембрани, обграждащи и проникващи в клетката и органелите. Елементите на цитоскелета (микротубули, микрофиламенти) са изградени от контрактилни протеини. Структурата на клетъчните стени включва структурния протеин екстензин. Когато се комбинира с ДНК, протеинът изгражда тялото на хромозомите, а когато се комбинира с РНК, той изгражда тялото на рибозомите. Разтворите на протеини с ниско молекулно тегло са част от течните фракции на клетките.
  • Ензимен (каталитичен). Всички биологични реакции в клетката протичат с участието на специални биологични катализатори - ензими, а всеки ензим е протеин.
  • Транспорт. Протеините участват в преноса на вещества през мембраните (протеини-носители от тип совалка и енергозависими, йонни канали; аквапорини - "водни пори").
  • Защитен. В растителните клетки, резистентни към патогени, се синтезират специфичниимунни протеини, които са: а) инхибитори на ензими на патогенни гъби, или б) ензими, които причиняват разрушаване на клетките на мицела на паразитни гъби (глюконази, хитинази); в) в плазмената мембрана на устойчивите на болести растителни клетки са вградени специални лектинови протеини, които специфично свързват (слепват) клетките на патогенните бактерии и гъбички, предотвратявайки по-нататъшното им разпространение. При стресови условия в растенията се засилва синтезът на специфични стресови протеини, които имат повишена устойчивост към въздействието на определени стресови фактори, например протеини на топлинен шок, криопротективни протеини.
  • Рецептор. В растителните клетъчни мембрани са вградени молекули на сложни протеини, главно гликопротеини, които играят ролята на рецептори, които селективно възприемат сигнали от външната среда, както и вътрешната среда на растителния организъм.
  • Резервен. отложени в семенатапротеини за съхранение, които се използват по време на покълването на семената.

Класификация на протеини

Простите протеини (протеини ) се разделят според тяхната разтворимост в определени разтворители:

  • Албумините се разтварят във вода.
  • Глобулините са протеини, разтворими в слаби разтвори на неутрални соли.
  • Проламините са силно разтворими в 60-80% етанол, характерни са само за зърнени семена, бедни са на незаменими аминокиселини, но съдържат много пролин и глутаминова киселина
  • Глутелините са силно разтворими в алкални разтвори (0,2-2,0% NaOH. Растителните протеини за съхранение се намират в семената на зърнени култури, заедно с проламини те образуват глутен - комплекс от протеини за съхранение на зърнени култури.
  • Хистони - алкални протеини, играят важна роля в структурата на хроматина (до 40-50% от масата на хромозомите, съдържат много основни аминокиселини - arg, lys)

Комплексните протеини (остаряло име за протеиди) се класифицират според химията на небелтъчната (простетичната) част на молекулата.

  • Липопротеини – различни мастноподобни вещества са простетична група. Те са част от клетъчните мембрани.
  • Металопротеини – комплекси от метални йони с протеини. Металопротеините често съдържат: Cu, Fe, Zn, Mo, Mn, Ni, Se, Ca и др.
  • Гликопротеини - съдържат въглехидратен компонент. Те са част от мембраните (рецепторна функция, защитна – лектини, реакция на аглутинация).
  • Нуклеопротеини - свързване на протеини с нуклеинови киселини (рибозоми, хромозоми).
  • .Хромопротеините са сложни протеини, чиято непротеинова част е оцветени съединения, например Fe-порфиринови структури; "жълти дихателни ензими", (флавиндехидрогенази, в съставакоито включват оцветени коензими FAD - флавинаденин динуклеотид и FMN - лавина аденин мононуклеотид; кръвен хемоглобин и др.

Ензими

Ензими или ензими ( от лат. fermentum, - фермент) - специфични катализатори от протеинова природа, ускоряващи хода на биохимичните реакции и играещи важна роля в метаболизма.

Общи ( 1-2)и специфични (3-6)свойства на ензима

  1. Те не се изразходват в процеса на катализа и не влизат в състава на крайните реакционни продукти, те напускат реакцията в първоначалния си вид.
  2. Те не могат да възбудят реакции, които противоречат на законите на термодинамиката, т.е. ускоряват само онези реакции, които могат да протичат без тях.
  3. По химическа природа всички ензими са протеини.
  4. Ефективността на ензимите е много по-висока в сравнение с небиологичните катализатори. 1 molFe разлага 10 -5 mol H2O2 за 1 min, а каталазата, съдържаща атомаFe - 10 5 mol.)
  5. Регулируемост. Активността на ензимите, скоростта на ензимните реакции се регулира в зависимост от нуждите на самата клетка.
  6. Специфичност. Те имат селективно действие върхусубстрати,т.е. върху онези вещества, чиято трансформация те катализират. Специфичността на ензимите може да бъде абсолютна (уреаза) или относителна (протеаза). Спецификата е в основата на международната класификация на ензимите.

Структурата на ензимите

Ензимите са глобуларни протеини; техните молекули могат да бъдат представени както от прости, така и от сложни протеини. В първия случай ензимите се наричат ​​еднокомпонентни, а във втория -двукомпонентни. Белтъчната част на двукомпонентните ензими се наричаапоензим, а небелтъчната част се наричакоензим. Свързването на протеиновата част и непротеиновата част на ензима може да се осъществи чрез йонни, водородни връзки, хидрофобни взаимодействия, по-рядко - с помощта на ковалентни връзки. Производни на нуклеотиди и витамини (NADP, FAD, FMN, ATP, UTP и др.), Метали (Fe, Cu, Mg, Mn, Zn, Mo ), както и други непротеинови съединения, например липоева киселина, глутатион, могат да служат като коензими.

Кофактори (активатори) - вещества с непротеинова природа (често метали -K, Ca, Mg, Mn, Zn, Mo, Cl ), повишават каталитичната активност на ензимите, стабилизирайки структурата на протеиновата част на ензима.Инхибитори - вещества, които инхибират активността на ензимите; те частично или напълно предотвратяват образуването на ензимно-субстратен комплекс (отрови, лекарства, йони на тежки метали и др.).

По време на ензимната реакция се осъществява контакт между ензима (E) исубстрат (S), образуват се междинни ензим-субстратни комплекси (ES). Областта на ензимната молекула, в която се осъществява свързването и превръщането на субстрата, се наричаактивно място. Активният център се намира във вдлъбнатина на повърхността на ензимната молекула.