Ordet "protein" kommer av det grekiska ordet proteios, som betyder "den främsta av sitt slag". Det myntades 1838, och visar bra på hur viktiga proteiner är.
Proteiner består av långa kedjor av aminosyror (eller egentligen α-aminosyror).
Proteiner består av långa kedjor av aminosyror.
En lång aminosyrakedja kallas också för en polypeptid eller peptidkedja.
En aminosyra har både en amingrupp (-NH2) och en karboxylgrupp (-COOH)
En α-aminosyra har följande generella struktur:
En generell aminosyra.
- "R" kan vara en väteatom eller en mer eller mindre komplicerad kolkedja.
Hur stora är proteiner?
Bovint (= från ko) insulin är ett ganska litet protein
Modell av peptidkedjan i bovint insulin.Insulin reglerar hur socker tas upp från blodet till muskler och fettvänad
Molekylvikt: 5733 g/mol
Antal aminosyrerester: 51 st
Antal peptidkedjor: 2 st
Bovint glutamatdehydrogenas är ett stort protein
Bovint glutamatdehydrogenas. Molekylvikt: c:a 1000000 g/mol
Antal aminosyrerester: c:a 8300 st
Antal peptidkedjor: c:a 40 st
En del proteiner har så många peptidkedjor, att de kanske snarast bör kallas proteinkomplex.
Proteinerna styr nästan allt som sker i cellen!
Man kan dela in proteinerna i åtta olika grupper beroende på deras biologiska funktion
1. Enzymer
Katalyserar reaktioner i cellen
Den absolut största delen av alla reaktioner som sker i cellen katalyseras av enzymer
2. Transportproteiner
Exempel
Hemoglobin. Hemoglobin
- Transporterar O2 i blodet
Lipoproteiner
- Bär lipider (fetter) i blodet från levern till andra organ.
Membranbundna transportproteiner
- Transporterar olika ämnen över cellmembranet
3. Näringsproteiner (upplagringsproteiner)
Lagrar näring åt organismen
Exempelvis ovalbumin (i fågelägg), kasein (i mjölk)
4. Kontraktila och motila proteiner
Aktin och myosin.
- Kontraktil = som drar sig samman (jfr kontrahera = dra samman)
- Motil = som rör sig
Aktin och myosin i musklerna, gör att de kan dra samman sig (kontrahera)
Flageller (både hos pro- och eukaryota organismer) är uppbyggda av proteiner
5. Strukturproteiner
Proteinerna som bygger upp senor, hud, hår & naglar
Läder, t.ex., består nästan helt av kollagen
6. Försvars-/attackproteiner
Immunoglobuliner (antikroppar), m.fl. immunförsvarsproteiner
Blodleveringsproteiner
- Fibrinogen, trombin
Gift hos ormar, grodor, spindlar etc. Dess toxiska komponent består ofta av proteiner.
7. Regulatoriska proteiner
Styr cellulära eller fysiologiska aktiviteten i cellerna
- Ex: hormoner
DNA-bindande proteiner
8. Övriga proteiner
Nyupptäckta, vars funktion man ännu ej förstår
Anti-frys-proteiner hos fiskar i kalla hav
Övrigt, helt enkelt.
Ett protein har fyra strukturnivåer
- Primärstruktur
- Sekundärstruktur
- Tertiärstruktur
- Kvartärstruktur
1. Primärstruktur
Själva aminosyrasekvensen.
Exempel: -Arg-Thr-Trp-Lys-Gly-Ala-Ile-
Primärstruktur hos alkoholdehydrogenas hos häst.
2. Sekundärstruktur
Vanligt förekommande strukturer av intilliggande aminosyror
Exempel:
- α-helixar (röda)
- β-plattor (gula)
- Svängar (blå)
Sekundärstruktur hos alkoholdehydrogenas från häst.
3. Tertiärstruktur
En polypeptids hela tredimensionella struktur
Tertiärstruktur hos alkoholdehydrogenas från häst.
4. Kvartärstruktur
Om proteinet består av flera polypeptider (subenheter), benämns deras sammansättning kvartärstruktur.
Om proteinet består av två exakt likadana subenheter kallas det en homodimer.
Om proteinet består av två olika subenheter kallas det en heterodimer
Många proteiner består av många olika subenheter. Ofta kallar man det då för ett helt proteinkomplex.
Kvartärstruktur hos alkoholdehydrogenas från häst.
Ett proteins funktion beror på aminosyrasekvensen
Vi skall nu titta närmare på proteinernas primärstruktur: Deras aminosyrasekvens.
Varje protein eller proteintyp har en unik aminosyrasekvens.
- Intuitiv slutsats: aminosyrasekvensen bestämmer proteinets funktion
Är detta sant?
Ja, ty:
- Som redan sagt, Varje protein eller proteintyp har en unik aminosyrasekvens.
- Många humana sjukdomar har kunnat kopplas till en förändring i en enda aminosyra i ett protein
- Proteiner med samma funktion i olika arter har ändå samma eller mycket snarlika aminosyrasekvenser
- Exempel: Ubiquitin (reglerar nedbrytning av andra proteiner i cellen).
Exakt likadan aminosyrasekvens i så pass skilda arter som bananflugan och människan. (Vilket naturligtvis också påvisar ett visst släktskap mellan de båda arterna – viktigare i detta sammanhanget kan dock kvävebassekvensen i DNA-kedjan vara).
- Exempel: Ubiquitin (reglerar nedbrytning av andra proteiner i cellen).
Hela aminosyrasekvensen behöver inte vara nödvändig för proteinets funktion
- Ett protein kan vara polymorft, d.v.s. hos en och samma art kan det finnas olika varianter med likvärdig funktion
- 20%-30% av människans proteiner har bedömts vara polymorfa
Vissa delar av aminosyrasekvensen är essentiella för proteinets funktion.
- Hur stor, och vilken del som är så viktig, varierar från protein till protein.
