PROTETSKA SKUPINA: GLAVNE SKUPINE IN NJIHOVE FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

Prostetična skupina je fragment proteina, ki nima aminokislinsko narave je. V teh primerih se protein imenuje "heteroprotein" ali konjugirani protein, kjer se beljakovinski del imenuje apoprotein. V nasprotju s tem se molekule, sestavljene samo iz aminokislin, imenujejo holoproteini.

Beljakovine lahko razvrstimo glede na naravo protetične skupine: kadar je skupina ogljikov hidrat, lipid ali skupina hema, so beljakovine glikoproteini, lipoproteini in hemeproteini. Poleg tega so protetske skupine lahko zelo raznolike: od kovin (Zn, Cu, Mg, Fe) do nukleinskih kislin, fosforjeve kisline, med drugim.

V nekaterih primerih beljakovine potrebujejo dodatne komponente, da uspešno opravljajo svoje funkcije. Poleg protetskih skupin so še koencimi; Slednje se na beljakovine vežejo začasno, začasno in šibko, protetične skupine pa so trdno zasidrane na beljakovinski del.

Glavne protetične skupine in njihove funkcije

Biotin

Biotin je hidrofilni vitamin B kompleksa, ki sodeluje pri presnovi različnih biomolekul, vključno z glukoneogenezo, katabolizmom aminokislin in sintezo lipidov

Deluje kot protetična skupina za različne encime, kot so acetil-CoA karboksilaza (v oblikah, ki jih najdemo v mitohondrijih in v citosolu), piruvat karboksilaza, propionil-CoA karboksilaza in b-metilkrotonil-CoA karboksilaza.

Ta molekula se lahko navezuje na omenjene encime preko ostanka lizina in je odgovorna za transport ogljikovega dioksida. Funkcija biotina v organizmih presega njegovo vlogo protetične skupine: sodeluje pri embriogenezi, imunskem sistemu in ekspresiji genov.

Surovi jajčni beljak ima beljakovino, imenovano avidin, ki zavira normalno uporabo biotina; Zato priporočamo uživanje kuhanega jajca, ker toplota denaturira avidin in tako izgubi svojo funkcijo.

Heme skupina

Skupina hema je porfirinska molekula (velik heterociklični obroč), ki ima v svoji strukturi železove atome, ki se lahko reverzibilno vežejo na kisik ali oddajo in sprejmejo elektrone. Je protetična skupina hemoglobina, beljakovine, ki je odgovorna za transport kisika in ogljikovega dioksida.

V funkcionalnih globinih ima atom železa +2 naboj in je v stanju železove oksidacije, zato lahko tvori pet ali šest koordinacijskih vezi. Značilna rdeča barva krvi je posledica prisotnosti skupine heme.

Skupina heme je tudi protetska skupina drugih encimov, kot so mioglobini, citohromi, katalaze in peroksidaze.

Flavin mononukleotid in flavin adenin dinukleotid

Ti dve protetični skupini sta prisotni v flavoproteinih in izvirata iz riboflavina ali vitamina B ₂ . Obe molekuli imata aktivno mesto, ki je podvrženo reverzibilni reakciji oksidacije in redukcije.

Flavoproteini imajo zelo raznoliko biološko vlogo. Lahko sodelujejo v dehidrogeniranjem reakcije molekul, kot sukcinat, sodelujejo pri prevozu vodika v elektronski transportni verigi ali reagirajo s kisikom, ustvarjajo H ₂ O ₂ .

Pirolokinolinski kinon

V glikolizo in druge poti sodeluje protetična skupina kinoproteinov, razreda encimov dehidrogenaze, kot je glukoza dehidrogenaza.

Piridoksalni fosfat

Piridoksalni fosfat je derivat vitamina B ₆ . Najdemo ga kot protetično skupino encimov amino transferaze.

To je protetična skupina encima glikogen fosforilaza in je z njo povezana s kovalentnimi vezmi med aldehidno skupino in ε-amino skupino lizinskega ostanka v osrednjem območju encima. Ta skupina pomaga pri fosforolitični razgradnji glikogena.

Tako flavin mononukleotida in flavinadenindinukleotid zgoraj navedeno so nujno potrebni za pretvorbo piridoksin ali vitamina B ₆ do piridoksal fosfat.

Metilkobalamin

Metilkobalamin je enakovredna oblika vitamina B ₁₂ . Strukturno ima oktaedrski kobaltni center in vsebuje kovinsko-alkilne vezi. Med glavnimi presnovnimi funkcijami je prenos metilnih skupin.

Tiamin pirofosfat

Tiamin pirofosfat je protetska skupina encimov, ki sodelujejo v glavnih presnovnih poteh, kot so α-ketoglutarat dehidrogenaza, piruvat dehidrogenaza in transketolaza.

Na enak način sodeluje pri presnovi ogljikovih hidratov, lipidov in aminokislin z razvejano verigo. Vse encimske reakcije, za katere je potreben tiamin pirofosfat, vključujejo prenos aktivirane aldehidne enote.

Tiamin pirofosfat se sintetizira znotrajcelično s fosforilacijo vitamina B ₁ ali tiamina. Molekula je sestavljena iz pirimidinskega obroča in tiazolijevega obroča s CH-azidno strukturo.

Pomanjkanje tiamin pirofosfata povzroči nevrološke bolezni, znane kot sindrom beriberi in Wernicke - Korsakoff. Do tega pride, ker je edino gorivo v možganih glukoza, in ker kompleks piruvat dehidrogenaze zahteva tiamin pirofosfat, živčni sistem nima energije.

Molibdopterin

Molibdopterini so derivati ​​piranopterina; Sestavljajo jih piranski obroč in dva tiolata. So protetične skupine ali kofaktorji, ki jih najdemo v encimih, ki imajo molibden ali volfram.

Najdemo ga kot protetično skupino tiosulfate reduktaze, purinske hidroksilaze in formata dehidrogenaze.

Lipoična kislina

Lipoična kislina je protetična skupina lipoamida in je kovalentno vezana na proteinski del z lizinskim ostankom.

V zmanjšani obliki ima lipoinska kislina par sulfhidrilnih skupin, v oksidirani obliki pa ciklični disulfid.

Odgovoren je za zmanjšanje cikličnega disulfida v lipoični kislini. Poleg tega gre za protetično skupino transcetilaze in kofaktor različnih encimov, ki sodelujejo v ciklu citronske kisline ali v Krebsovem ciklu.

Je komponenta velikega biološkega pomena v dehidrogenazah alkatokislin, kjer so sulfhidrilne skupine odgovorne za transport vodikovih atomov in acilnih skupin.

Molekula je derivat oktanojske maščobne kisline in je sestavljena iz končnega karboksila in ditionalnega obroča.

Nukleinska kislina

Nukleinske kisline so protetske skupine nukleoproteinov, ki jih najdemo v jedrih celice, kot so histoni, telomeraza in protamin.

Reference

1. Aracil, CB, Rodríguez, poslanec, Magraner, JP, in Pérez, RS (2011). Osnove biokemije. Univerza v Valenciji.
2. Battaner Arias, E. (2014). Zbirka encimologije. Univerzitetne izdaje Salamanca.
3. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemija. Sem obrnil.
4. Devlin, TM (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Sem obrnil.
5. Díaz, AP, & Pena, A. (1988). Biokemija. Uredništvo Limusa.
6. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Človeška biokemija: osnovni tečaj. Sem obrnil.
7. Meléndez, RR (2000). Pomen presnove biotina. Journal of Clinical Research, 52 (2), 194–199.
8. Müller - Esterl, W. (2008). Biokemija. Osnove medicine in življenjskih ved. Sem obrnil.
9. Stanier, RY (1996). Mikrobiologija. Sem obrnil.
10. Teijón, JM (2006). Osnove strukturne biokemije. Uredništvo Tébar.
11. Vilches - Flores, A., & Fernández - Mejía, C. (2005). Vpliv biotina na izražanje genov in presnovo. Journal of Clinical Research, 57 (5), 716–724.