پروتئین

پرُوتِئین ( به انگلیسی: protein ) از جمله مهم ترین اجزای بدن است که نقش های بسیار حیاتی و مهمی در بدن دارد. این مواد از توالی زنجیره های آمینواسیدی تشکیل شده اند که براساس نوع پروتئین، تعداد این آمینواسیدها می تواند تا چند هزار نیز برسد. پروتئین ها طبق نوع و محل حضورشان عملکرد متفاوتی دارند، از جمله این وظایف می توان به فعالیت آنزیمی به منظور کاتالیز فرایند، شناسایی میکروب ها و سلول های سرطانی، انتقال موادی مانند گازهای تنفسی و سیگنال دهی اشاره کرد این ماده جز مولکول های زیستی محسوب می شود.
پروتئین ها مانند زنجیری از یک کلاف سه بعدی بسپارهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می شوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروه های کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل می شوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند.
ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن مشخص می شود. اگرچه کد ژنتیک ۲۰ تا اسید آمینه استاندارد را معرفی می کند، اما در بعضی از اندامگان ها ( ارگانیسم ها ) کد ژنتیک شامل سلنوسیستئین و در بعضی از آرکی باکتری ها پیرولیزین می باشد. گاهی در پروتئین ها دگرگونی به وجود می آید: یا قبل از آنکه پروتئین بتواند به وظایفش در یاخته عمل کند یا به عنوان قسمتی از مکانیسم بازرسی. پروتئین ها معمولاًبه یکدیگر می پیوندند تا یک وظیفه ای را با یکدیگر انجام دهند که این خود باعث استوار شدن پروتئین می شود. چون ترتیب های نامحدودی در توالی و طول زنجیره اسید آمینه ها در تولید پروتئین ها وجود دارد، از این رو انواع بی شماری از پروتئین ها نیز می توانند وجود داشته باشند. [ ۱] پروتئین های درون یاخته ای در بخشی از سلول به نام ریبوزوم توسط آران ای ( RNA ) ساخته می شوند.
در ژانویه ۲۰۱۵ ( بهمن ۱۳۹۳ ) دانشمندان آمریکایی و استرالیایی موفق به بازیافت پروتئین شدند. آنان با استفاده از اوره و نوعی همزن مخصوص، تخم مرغ آب پز را دوباره به تخم مرغ خام تبدیل کردند. [ ۲]
ساختار پروتئین یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می شود که پروتئین به خود می گیرد. پروتئین دارای چهار نوع ساختار می باشد.
• ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته ای از اسیدهای آمینه می باشد گفته می شود. پروتئین ها پلی مرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده اند.
• ساختار دوم: به نظم های موضعی گفته می شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می گیرد. ساختار دوم پروتئین ها خود به چند دسته تقسیم می شود:ساختار دوم قسمتی از یک پروتئین؛ مارپیچ آلفا به رنگ خاکستری و صفحه بتا به رنگ قرمز نمایش داده شده
• مارپیچ آلفا ساده ترین و انعطاف پذیرترین ترتیب، کونفرماسیونی مارپیچی و راست گرد بود به نام مارپیچ آلفا. مارپیچ آلفا یکی از ساختارهای دوم رایج در پروتئین ها است. مارپیچ آلفا یک مارپیچ راست گرد است که ساختار آن هر ۴/۵ آنگستروم یک بار تکرار می شود. در هر دو مارپیچ آلفا، ۶/۳ اسید آمینه وجود دارد؛ یعنی هر ۵/۱ آنگستروم یک اسید آمینه در طول مارپیچ آلفا قرار می گیرد. هر گروه کربوکسیل و آمین در مارپیچ آلفا با اسید آمینه ای با فاصله چهار تا از خود، دارای باند هیدروژنی می باشد و این الگو در سراسر مارپیچ، غیر از چهار اسیدآمینه در دو انتهای آن تکرار شده است.
• صفحه های بتا: ساختار صفحه های بتا، ساختار دوم بسیار کشیده و چین دار می باشد. یکی از تفاوت های مهم صفحه های بتا با مارپیچ آلفا این است که اسیدآمینه هایی که معمولاً در ساختار اول زنجیره پروتئینی با فاصله زیاد از هم قرارگرفته اند، برای تشکیل این ساختار در مجاورت یکدیگر قرار می گیرند بنابراین صفحه های بتا تمایل به سختی داشته و انعطاف پذیری ناچیزی دارند. پیوندهای هیدروژنی بین رشته ای که میان گروه های CO یک رشته بتا و NH رشته بتای مجاور ایجاد می شوند، به صفحات بتا پایداری می بخشند و باعث می شوند که این صفحات ظاهری زیگزاگ داشته باشند.