Протеините (белтъците) са най-универсалните макромолекули (голeми молекули, често получени при полимеризацията на по-малки молекули - мономери) в живите организми и изпълняват ключови функции във всички биологични процеси. Те функционират като катализатори, транспортират и съхраняват други молекули като кислород, осигуряват механична поддръжка и имунна защита, генерират движение, предават нервни импулси и контролират растежа.
Няколко ключови свойства позволяват на протеините да участват в толкова широк спектър от функции:
Протеините са линейни полимери (линейни полимери), изградени от мономерни единици, наречени аминокиселини. Изграждането на огромен набор от макромолекули от ограничен брой мономерни блокове е повтарящ се модел в биохимията.
Функцията на даден протеин зависи от линейната последователност на аминокиселините, от които е изграден, но също е и пряко зависима и от неговата триизмерна структура. Протеините се огъват спонтанно в триизмерни структури, които се определят от последователността на аминокиселините в протеиновия полимер. По този начин протеините преминават от едноизмерния към триизмерния свят на молекулите, способни на различни дейности.
Протеините съдържат широк спектър от функционални групи. Тези функционални групи включват - алкохоли, тиоли, тиоетери, карбоксилни киселини, карбоксамиди и различни основни групи. Когато се комбинира в различни последователности, този набор от функционални групи определя широкия спектър от функции на протеина.
Например химическата реактивност, свързана с тези групи, е от съществено значение за функцията на ензимите - протеините, които катализират специфични химични реакции в биологичните системи.
Протеините могат да взаимодействат помежду си и с други биологични макромолекули, за да образуват по-сложни структури. Протеините в тези структури могат да действат синергично (съгласувано), за да генерират възможности, които не се предоставят от отделните компоненти на протеините. Тези структури включват макромолекули, които извършват точната репликация на ДНК, предаването на сигнали в клетките и много други съществени процеси.
Някои протеини са доста устойчиви, докато други показват ограничена гъвкавост. Устойчивите протеини могат да функционират като структурни елементи в цитоскелета (вътрешното скеле в клетките) или в съединителната тъкан.
Части от протеини с ограничена гъвкавост могат да действат като своеобразни пружини и лостове, които са от решаващо значение при функциите на протеините, за сглобяването на различни протеини помежду си и с други молекули в по-сложни структури, както и за предаването на информация в клетките и между клетките.
Библиография:
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. 5th edition.
