انواع پروتئینها

 

پروتئین ، یک نوع ماده زیستی می-باشد که از زیر واحدهایی به نام اسید آمینه تشکیل یافته و دارای تقسیم بندیهای مختلفی می-باشد که هر کدام از این تقسیم بندیها ، سعی دارند پروتئینها را از یک جهت خاص بررسی کنند.پروتئینها از مولکولهای اساسی سلولها هستند که بیش از نیمی از وزن خشک آنها را می-سازند.

در ساختار همه اندامکها و اجزای فعال سلولها یافت می-شوند و در ساخت و کار آنها نقش بنیادی دارند. بخش مهمی از ساختار غشای سلول و اندامکها ، اسکلت سلولی ، اتصالهای سلولی از پروتئینهای ساختاری (ساختمانی) متنوعی تشکیل شده است. پروتئینهای آنزیمی ابزار کار سلول سلولند و در انجام واکنشهای بیوشیمیایی سلولها به عنوان کاتالیزور ضرورت دارند. برخی پروتئینها عمل دفاعی دارند (پادتنها) و برخی در اعمال مهم زیستی دیگری نقش دارند.

 

برای مثال ، هموگلوبین و هموسیانین انتقال گازهای تنفسی را انجام می-دهند و یا سیتوکرومها انتقال الکترونها و پدیده-هایی از اکسایش و کاهش را عهده-دار هستند. برخی هورمونها ، ساختار پروتئینی دارند مثل انسولین و بسیاری از مولکولهایی که به عنوان نشانه در برقراری ارتباطهای درون سلولی و بین سلولی عمل می-کنند، ساختار پروتئینی دارند. پروتئینها مواد اصلی لازم برای رشد و ترمیم سلولها هستند و در موارد لزوم برای تامین انرژی مورد نیاز سلولها نیز مصرف می-شوند.
تقسیم بندی پروتئینها از نظر عمل

نقش آنزیمی یا کاتالیزوری

آنزیمها پروتئینهایی هستند که یک یا چند محل ویژه به نام جایگاههای فعال دارند. ماده زمینه-ای یا همان سوبسترا ، به این جایگاهها متصل می-شوند در نتیجه ، سوبسترا از نظر شیمیایی تغییر پیدا کرده و به یک یا چند محصول تبدیل می-شود. آنزیمها واکنش را تا رسیدن به حالت تعادل ، تسریع می-کنند. آنزیمها آنقدر موثراند که ممکن است یک واکنش را ۱۰۸ تا ۱۰۱۱ بار سریع-تر ، از حالت غیر کاتالیزوری به انجام برسانند. آنزیمها تا حد زیادی برای سوبسترای خود اختصاصی هستند و اغلب مولکولهایی که نزدیک بهم هستند یا تفاوت کمی دارند نمی-پذیرند.
ساختمانی

پروتئینها در قسمتهای مختلفی از سلول مثل غشای سیتوپلاسمی ، دیواره سلولی ، غشای اندامکها ، در ساختمان تاژک و مژک ، و در ساختمان پروتئینهای مربوط به اسکلت سلولی مثل میوزین ، اکتین ، کلاژن ، ریزرشته-ها و … شرکت دارند. بطوری که اگر ساختمان یک پروتئین خاص دگرگون شود مثلا کلاژن ، باعث دگرگونی شکل سلولهای ماهیچه-ای می-گردد و همین مقدمه-ای برای بیماریهای ماهیچه-ای خواهد بود.
پروتئینهای ناقل یا حامل

هر پروتئین ناقل ، طوری ساخته شده است که حمل و نقل گروه بخصوصی از مولکولها مثل یونها ، قندها و اسیدهای آمینه را بر عهده دارد. برای مثال ، در برخی باکتریها در برخی پروتئینهای غشایی آنها ، جهش ژنی بوجود آمده است و در نتیجه ، انتقال گلوکز صورت نمی-گیرد. در انسان نیز بیماریهای خاص در این رابطه دیده شده است مثلا بیماریهای ارثی که حمل و نقل موارد بخصوصی را در کلیه و یا روده-ها یا هر دو مختل می-سازند. این پروتئینهای ناقل ، مانند آنزیمهای متصل شده به غشا و همانند پدیده اتصال آنزیم به سوبسترا عمل می-کنند بطوری که هر پروتئین ناقل دارای یک یا چند نقطه اتصال اختصاصی است.
هورمونی

هورمونهای مترشحه از هیپوفیز ، پانکراس ، پاراتیروئید از نوع پروتئین می-باشند. این هورمونها از نظر فعالیت فیزیولوژیک و ساختمان شیمیایی باهم فرق دارند. هورمونهای پروتئینی در مقایسه با غیر پروتئینها ، وزن زیادتری دارند. ساختمان این نوع هورمونها ، از نانوپپتید گرفته تا کمپلکس گلیکوپروتئینی فرق می-کند. از آنجمله می-توان به هورمونهای پانکراس مثل انسولین ، گلوکاگون ، سوماتواستاتین و یا هورمونهای هیپوفیزی مثل هورمون رشد و پرولاکتین اشاره کرد.

تقسیم بندی پروتئینها از لحاظ ساختمان آنها

ساختمان اول

که عبارتست از تسلسل اسیدهای آمینه و ایجاد پیوندهای آمیدی و دی-سولفیدی. پس در ساختمان اول ، فقط پیوند کوووالان وجود دارد.
ساختمان دوم

این ساختمان به فضای قرار گرفتن واحدهای اسید آمینه که در کنار هم که به صورت خطی چیده شده-اند، اشاره دارد. برخی از این چیده شدنها حالت منظم و پریودیک دارند مثل هلیکس α و صفحه چین-دار β .
ساختمان سوم

به ارتباطات باقیمانده-های اسید آمینه-هایی که از هم دورند اطلاق می-شود. بطوری که ایجاد ساختمان سه بعدی را می-کند که پایدارترین ، ساختمان پروتئینها می-باشد.
ساختمان چهارم

پروتئینهایی که از چند زنجیره پلی پپتیدی تشکیل شده-اند علاوه بر ساختمانهای فوق ، دارای ارگانیزاسیون دیگری نیز می-باشند. هر زنجیره پلی پپتیدی در پروتئین یک واحد (subunit) نامیده می-شود. ساختمان چهارم ، به چگونگی چیده شدن این واحدها در کنار هم گفته می-شود. هر زیر واحد از زیر واحد دیگر ممکن است متفاوت باشد مثلا در ایمنوگلوبین G (مولکول آنتی بادی اصلی در پلاسما) شامل دو زنجیره L (سبک) و دو زنجیر H (سنگین) می-باشد.
تقسیم بندی پروتئینها از لحاظ ترکیب ساختمانی آنها

پروتئینهای ساده

پروتئینهایی هستند که از هیدرولیز آنها فقط اسیدهای آمینه بدست می-آید و خود به دو دسته یعنی پروتئینهای کروی و رشته-ای تقسیم می-شوند.

پروتئینهای کروی
آنهایی هستند که مولکول آنها دارای شکل کروی یا بیضی بوده و در آب و محلولهای نمکی رقیق محلول-اند و مهمترین آنها عبارتند از: آلبومین ، گلوبولینها ، هیستونها ، پروتامینها. آلبومین در سلولهای مختلف وجود دارد و به آلبومین داخل خون ، آلبومین سرم گویند که مقدارش نسبت به پروتئینهای دیگر سرم ، بیشتر است. از نقشهای این پروتئین تنظیم فشار اسمزی خون و نقل و انتقال مولکولهای کوچک مقل اسیدهای چرب و برخی از هورمونها می-باشد. این پروتئین بوسیله سلولهای کبدی ساخته می-شود.

در خون انسان چند نوع گلوبین وجود دارد که آنها را به صورت گلوبینهای α و β و δ تقسیم می-کنند. که هر کدام وظیفه خاصی دارد مثلا نوع β ، حمل یونهای فلزی مثل Fe را انجام می-دهند. هیستونها ، در هسته سلول یافت می-شوند و به ۵ نوع تقسیم می-شوند. که در بین گونه-ها ، یکسان می-باشد. این پروتئین به این دلیل که اسید آمینه بازی زیادی دارد دارای خاصیت بازی می-باشد. پروتامینها نیز مثل هیستون در هسته و در اجتماع با اسیدهای نوکلئیک یافت می-شود و مثل هیستونها ، بازی هستند.

پروتئینهای رشته-ای
پروتئینهایی هستند که از مولکولهای خیلی طویل رشته مانند ساخته شده-اند و می-توان آنها را به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول که در محلولهای نمکی غلیظ محلول-اند و دسته دوم که کاملا غیر محلول بوده و به آنها اسکلرو پروتئین گویند. در مورد پروتئینهای محلول دو مثال عمده ، فیبرینوژن (از اجتماع این در خون ، فیبرین بوجود می-آید و همین موجب انعقاد خون می-شود) و میوزین و اکتین (پروتئینهای انقباضی) را نام می-برند.

در مورد پروتئینهای غیر محلول به کلاژن ، کراتین و فیبروئین اشاره می-کنند. کلاژن در بدن جانوران فراوان بوده و در پوست ، غضروف و قرنیه چشم به مقدار زیاد یافت می-شود کراتین نیز در مو ، ناخن و چشم یافت می-شود در رشته-های خیلی طویلی را ایجاد می-کند. فیبروئین ، پروتئین رشته ابریشم است و مقاومت مکانیکی آن بسیار زیاد است.

پروتئینهای ترکیبی

این نوع پروتئینها ، علاوه بر زنجیر پلی پپتیدی یک قسمت غیر پروتئینی به نام ریشه پروستتیک دارند و فعالیت زیستی آنها اغلب مربوط به این ریشه اضافی است این دسته از پروتئینها عبارتند از:

کرموپروتئینها: رنگی می-باشند و شامل پروتئینهای مهمی مثل سیتوکرومها ، کاتالاز ، پراکسیداز و هموگلوبین و میوگلوبین (پروتئین ناقل O2 و HCO2- در خون و در ماهیچه) می-باشند.

لیپوپروتئینها: پروتئینها با لیپیدها پیوند شده مولکولهای درشتی با وزن مولکولی خیلی بالا را ایجاد می-کنند. مهمترین قسمتی از سلول که دارای لیپوپروتئین است غشای سلول و غشای اندامکهای آن می-باشد.

گلیکوپروتئینها: بیشتر پروتئینها حتی برخی از پروتئینهایی که جزء پروتئینهای ساده طبقه بندی کردیم، در ساختمان خود شامل یک یا چند مولکول قندی می-باشند که با پیوندهای کووالان با آنها ترکیب شده-اند. مثل آلبومین تخم مرغ و گاماگلوبینها. این قند ممکن است گلوکز ، گالاکتوز ، مانوز و یا ترکیبات دیگر قندی باشد.

فسفوپروتئینها: این پروتئینها در مولکول خود دارای ریشه-های اسید فسفریک هستند. یک نمونه از کازئین شیر می-باشد که در حقیقت یک فسفوگلیکوپروتئین می-باشد و یا فسفوپروتئین زرده تخم مرغ ، که بویژه بوسیله کبد پرندگان سنتز می-شود و دارای مقدار زیادی فسفر است