Wat zijn de monomeren van eiwitten

Wat zijn proteïnen

Voordat we leren over de monomeren van eiwitten, laten we eens kijken wat eiwitten zijn. Eiwitten zijn de natuurlijke polymeren die een vitale rol spelen in levensprocessen. Eiwitten maken meer dan 50% uit drooggewicht van cellen en zijn in grote hoeveelheden aanwezig dan enig ander biomolecuul. Daarom verschillen ze sterk van andere belangrijke typen biomoleculen, waaronder lipiden, koolhydraten en nucleïnezuren. Het belangrijkste is dat eiwitten de meest uitgebreid bestudeerde biomoleculen zijn vanwege hun structuur, functies, fysiochemische eigenschappen, modificatie en hun toepassingen, vooral op de meest geavanceerde gebieden in de wetenschap, zoals genetische manipulatie, milieuvriendelijk materiaal, nieuwe composieten op basis van hernieuwbare bronnen. Eiwitten als biomoleculen zijn verantwoordelijk voor het uitvoeren van vele belangrijke functies in biologische systemen, waaronder enzymkatalyse (door enzymen), afweer (door immunoglobulinen, toxinen en celoppervlakte-antigenen), transport (door circulerende transporters), ondersteuning (door vezels), beweging ( door het vormen van spiervezels zoals collageen, keratine en fibrine), regulatie (door osmotische eiwitten, genregulatoren en hormonen) en opslag (door ionbinding). Eiwitten zijn belangrijke hernieuwbare bronnen die worden geproduceerd door dieren, planten en micro-organismen zoals virussen en bacteriën. Enkele belangrijke plantaardige eiwitten omvatten zeïne, soja-eiwitten en tarwe-eiwitten. Caseïne en zijde-fibroïne zijn enkele eiwitten die bij dieren worden aangetroffen. Voorbeelden van belangrijke bacteriële eiwitten omvatten lactaatdehydrogenase, chymotrypsine en fumarase.

Eiwitten worden gevormd door het samenvoegen van een groot aantal monomeereenheden. Eiwitten bevatten één of meer polypeptiden. Elke polypeptideketen wordt gevormd door verbinding van een groot aantal aminozuren door chemische bindingen die bekend zijn als peptidebindingen. Het gen dat codeert voor dat specifieke eiwit bepaalt de sequentie van aminozuren. Zodra een polypeptideketen is gevormd, vouwt deze op om een ​​specifieke driedimensionale structuur te geven, die uniek is voor die specifieke polypeptideketen. De conformatie van een polypeptideketen wordt hoofdzakelijk bepaald door de aminozuursequentie en meervoudige, zwakke interacties tussen de delen van de polymeerketen. Deze zwakke interacties kunnen worden verstoord door het toepassen van warmte of door het toevoegen van een chemische stof die uiteindelijk de conformatie van de polypeptide-3D-structuur verandert. Dit verstoringsproces is bekend als denaturatie van eiwitten. Denaturatie zal uiteindelijk de functionele activiteit van eiwitten stoppen. Vandaar dat de structuur van het eiwit erg belangrijk is om hun rollen te behouden.

Eiwitstructuur

Eiwitstructuur kan worden besproken in termen van vier niveaus van structuren; primaire, secundaire, tertiaire en quartaire. De primaire structuur van een eiwit is de aminozuursequentie. Er zijn twee soorten secundaire structuren; a-helix en β-sheet. De tertiaire structuur van eiwitten wordt bepaald door de driedimensionale structuur, die bolvormig of vezelig kan zijn. De tertiaire structuur is complexer en compacter. Quaternaire structuur van een eiwit is veel complexer vanwege de hogere mate van vouwpatronen. De meeste van de eiwitten met quaternaire structuur bevatten subeenheden, die bij elkaar worden gehouden door niet-verbondsbindingen. Hemoglobine heeft bijvoorbeeld vier subeenheden.

Wat zijn de monomeren van eiwitten

Een monomeer is de belangrijkste functionele en structurele eenheid van een polymeer. Het zijn de bouwstenen van polymeren. Het monomeer van een eiwit is een aminozuur. Een groot aantal aminozuurmoleculen verenigt zich door peptidebindingen om polypeptideketens te vormen. Twee of meer polypeptideketens worden met elkaar verbonden om grote eiwitten te vormen. Aminozuursequentie bepaalt de structuur en functie van een eiwit.

Algemene structuur van een aminozuur

Er zijn 20 verschillende aminozuren die alle eiwitten in het biologische systeem vormen door ze in verschillende reeksen te rangschikken. De sequentie van aminozuren staat bekend als de primaire structuur van een eiwit. Bij het beschouwen van de chemische formule van een aminozuurmolecuul, bevat deze drie groepen; aminogroep (-NH₂), carbonzuurgroep (-COOH) en zijketen (R-groep), die specifiek is voor elk aminozuur. Het eenvoudigste aminozuur bevat een waterstofatoom als de R-groep die bekend staat als glycine.

Referenties:

Belgacem, M. N., & Gandini, A. (red.). (2008). Monomeren, polymeren en composieten uit hernieuwbare bronnen. Amsterdam: Elsevier. Moore, J. N., & Slusher, H. S. (1970). Biologie: een zoektocht naar orde in complexiteit. Grand Rapids: Zondervan Pub. Huis. Raven, P. H., & Johnson, G. B. (1988). Biologie begrijpen. St. Louis: Times Mirror / Mosby College Pub. Walsh, G. (2002). Eiwitten: biochemie en biotechnologie. Chichester: J. Wiley. Whitford, D. (2005). Eiwitten: structuur en functie. Hoboken, NJ: J. Wiley & Sons. Afbeelding Courtesy: "Protein primary structure" door National Human Genome Research Institute - (Public Domain) via Commons Wikimedia "AminoAcid ball" By GYassineMrabetTalk - created with Inkscape. - Eigen werk (Public Domain) via Commons Wikimedia