Polypeptid a protein

Polypeptidy a proteiny jsou přirozené a základní organické sloučeniny buňky. Oba jsou složeny z aminokyselin. Aminokyseliny jsou přirozeně se vyskytující sloučeniny, které spolu spojují za vzniku peptidů, polypeptidů a proteinů. Každá aminokyselina obsahuje jeden amin (-NH₂) a jednu hydroxylovou skupinu (-COOH), jakož i specifický postranní řetězec (skupina R). Skupina postranních řetězců se mění podle velikosti, tvaru, náboje a reaktivity a je proto jedinečná pro každou aminokyselinu. Existuje 20 typů monomerních aminokyselin, které jsou schopné vzájemného propojení v různých kombinacích, a tak poskytují polypeptidy a proteiny s vysokou rozmanitostí.

Co je to polypeptid?

Polypeptid je polymer s definovanou sekvencí aminokyselin spojených prostřednictvím kovalentních peptidových vazeb. Peptidová vazba je výsledkem kondenzační reakce mezi dvěma aminokyselinami: karboxylová skupina jedné aminokyseliny reaguje s aminoskupinou sousední aminokyseliny, uvolňuje molekulu vody (H₂Ó). Krátké řetězce aminokyselin spojených peptidovými vazbami se označují jako peptidy. Peptidy jsou obvykle tvořeny až 20 až 30 aminokyselinami. Dlouhé řetězce připojených aminokyselinových zbytků se specifickou sekvencí se nazývají polypeptidy. Polypeptidy mohou obsahovat až 4000 zbytků. Polypeptidy jsou charakterizovány polypeptidovou kostrou tvořenou opakující se sekvencí atomů v jádru spojeného řetězce aminokyselin. K řetězci polypeptidu jsou připojeny aminokyselinové postranní řetězce, skupina R. Polypeptidy se mohou skládat do pevné struktury, která tvoří protein. Polypeptid tedy představuje lineární sekvenci aminokyselinových zbytků, které tvoří primární strukturu proteinu.

Co je bílkovina?

Proteiny jsou strukturně a funkčně komplexní molekuly. Termín "protein" se používá k popisu trojrozměrné struktury tvořené skládáním jednoho nebo více polypeptidů. Proteiny představují čtyři úrovně strukturní organizace, přičemž polypeptid je primární struktura. Protein má sekundární strukturu, když polypeptidové řetězce tvoří a šroubovice a β fólie. Proteinová terciární struktura představuje úplnou trojrozměrnou organizaci polypeptidového řetězce. Pokud se v proteinovém komplexu podílí více než jeden polypeptidový řetězec, struktura proteinu je označena jako kvartérní. Skládání polypeptidových řetězců za vzniku proteinu je založeno na mnoha slabých nekovalentních vazbách, které se tvoří mezi různými částmi jednoho řetězce nebo dokonce dvěma nebo více polypeptidovými řetězci. Nekovalentní vazby zahrnují atomy hlavního polypeptidového řetězce stejně jako skupiny R postranních řetězců a jsou tvořeny třemi typy: vodíkové vazby, iontové vazby a vazby van der Waal. Velký počet slabých nekovalentních vazeb působí paralelně a jejich síla je spojena, aby byla zajištěna stabilita složené struktury proteinů. Substrukturou organizace proteinu je proteinová doména. Skládá se z jakékoliv části polypeptidového řetězce, které mohou nezávisle skládat do stabilní struktury. Každá doména obsahuje 40 až 350 aminokyselin. Nejmenší protein představuje jednu doménu, zatímco velký protein může obsahovat až několik tuctu domén. Každá doména proteinu je obvykle spojena s odlišnou funkcí. Funkční vlastnosti bílkovin závisí do značné míry na jejich struktuře a tvaru, které jim umožňují fyzickou interakci s jinými molekulami. Tyto interakce jsou vždy specifické a selektivní. Každý protein se může vázat se svými vazebnými místy ligandu s vysokou afinitou k jedné nebo jen několika molekulám známým jako ligandy. Vazebné místo ligandu je dutina na povrchu proteinu tvořeného sklápěním polypeptidového řetězce. Samostatné vazebné místa ligandu v proteinu se mohou vázat na různé ligandy, regulovat proteinovou funkci nebo pomáhat přemísťovat protein na určité místo v buňce. Funkce bílkovin závisí na její struktuře. Změna jedné aminokyseliny může narušit její tvar a způsobit ztrátu funkce.

Rozdíl mezi polypeptidem a proteinem

1. Definice polypeptidu a proteinu

Polypeptid je polymer vytvořený definovanou sekvencí aminokyselin spojených prostřednictvím kovalentních peptidových vazeb.

Protein je strukturně a funkčně komplexní molekula tvořená sklápěním jednoho nebo více polypeptidových řetězců.

1. Strukturální rozdíly v polypeptidu a proteinu

Polypeptid představuje jednoduchou strukturu a skládá se z polypeptidového řetězce tvořeného opakující se sekvencí atomů v jádru spojeného řetězce aminokyselin. K řetězci polypeptidu jsou připojeny aminokyselinové postranní řetězce, skupina R

Protein, na druhé straně, je komplexní molekula sestávající z jednoho nebo více polypeptidových řetězců skládajících se do sekundární, terciární nebo kvartérní struktury.

Tvar bílkovin je stabilní třemi typy slabých nekovalentních vazeb: vodíkové vazby, iontové vazby a vazby van der Waal.

1. Funkce polypeptidu a proteinu

Hlavní funkcí polypeptidu je primární struktura složitějších proteinů. Polypeptidy postrádají trojrozměrnou strukturu, která umožňuje, aby se protein vázal na ligand a byl funkční.

Na druhé straně strukturní složitost proteinu, jeho stabilní tvar s vazebnými místy ligandu, umožňuje jeho specifickou a vysokou afinitu k specifickým ligandům, které mají být regulovány, a podílet se na mnoha životně důležitých buňkách metabolických cest.

Polypeptid versus protein: tabulka Comparioson

Shrnutí polypeptidu vs. protein

Polypeptidy a proteiny jsou přirozeně se vyskytující a základní organické sloučeniny buňky.

Zatímco aminokyseliny jsou jejich společnou primární složkou, polypeptidy a proteiny vykazují velké strukturální a funkční rozdíly:

1. Polypeptid je jednoduchý polymer aminokyselin spojený kovalentními peptidovými vazbami, zatímco protein je komplexní molekula charakterizovaná stabilní strukturou složenou z přehýbání jednoho nebo více polypeptidových řetězců, které jsou drženy dohromady nekovalentními vazbami.
2. Hlavním úkolem polypeptidu je primární struktura proteinu, zatímco protein je komplexní sloučenina s místy vázajícími ligand, která jí umožňuje vázat se na specifické a různé molekuly a být funkčně aktivní v buňce.