प्रोटीन अणुओं की संरचना। उनके संरचनात्मक संगठन (विशिष्टता, प्रजातियों की संबद्धता, मान्यता प्रभाव, गतिशीलता, सहकारी बातचीत का प्रभाव) के साथ प्रोटीन के गुणों, कार्यों और गतिविधि का संबंध।

गिलहरी - ये उच्च आणविक नाइट्रोजन युक्त पदार्थ होते हैं, जिनमें पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। प्रोटीन को अन्यथा प्रोटीन कहा जाता है;

सरल प्रोटीन अमीनो एसिड से निर्मित होते हैं और, जब हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, तो क्रमशः केवल अमीनो एसिड में टूट जाते हैं। जटिल प्रोटीन दो-घटक प्रोटीन होते हैं जिनमें कुछ साधारण प्रोटीन और एक गैर-प्रोटीन घटक होता है जिसे प्रोस्थेटिक समूह कहा जाता है। जटिल प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के दौरान, मुक्त अमीनो एसिड के अलावा, गैर-प्रोटीन भाग या इसके क्षय उत्पाद जारी किए जाते हैं। सरल प्रोटीन, बदले में, कुछ सशर्त रूप से चयनित मानदंडों के आधार पर कई उपसमूहों में विभाजित होते हैं: प्रोटामाइन, हिस्टोन, एल्ब्यूमिन, ग्लोब्युलिन, प्रोलामिन, ग्लूटेलिन, आदि।

जटिल प्रोटीनों का वर्गीकरण उनके गैर-प्रोटीन घटक की रासायनिक प्रकृति पर आधारित होता है। इसके अनुसार, फॉस्फोप्रोटीन (फॉस्फोरिक एसिड होते हैं), क्रोमोप्रोटीन (उनमें पिगमेंट शामिल हैं), न्यूक्लियोप्रोटीन (न्यूक्लिक एसिड होते हैं), ग्लाइकोप्रोटीन (कार्बोहाइड्रेट होते हैं), लिपोप्रोटीन (लिपिड होते हैं) और मेटालोप्रोटीन (धातु होते हैं)।

3. प्रोटीन संरचना।

प्रोटीन अणु की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड अवशेषों के अनुक्रम को कहा जाता है प्रोटीन प्राथमिक संरचना. प्रोटीन की प्राथमिक संरचना, बड़ी संख्या में पेप्टाइड बॉन्ड के अलावा, आमतौर पर कम संख्या में डाइसल्फ़ाइड (-S-S-) बॉन्ड भी होते हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का स्थानिक विन्यास, अधिक सटीक प्रकार पॉलीपेप्टाइड हेलिक्स, निर्धारित करता हैमाध्यमिक प्रोटीन संरचना, यह में प्रस्तुत किया गया है ज्यादातर α-हेलिक्स,जो हाइड्रोजन बांड द्वारा तय किया जाता है। तृतीयक संरचना-पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला, पूर्ण या आंशिक रूप से कुंडलित, अंतरिक्ष में (एक गोलाकार में) स्थित या पैक की जाती है। प्रोटीन तृतीयक संरचना की ज्ञात स्थिरता हाइड्रोजन बांड, इंटरमॉलिक्युलर वैन डेर वाल्स बलों, आवेशित समूहों के इलेक्ट्रोस्टैटिक इंटरैक्शन आदि द्वारा प्रदान की जाती है।

चतुर्धातुक प्रोटीन संरचना - एक संरचना जिसमें एक निश्चित संख्या में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक दूसरे के सापेक्ष कड़ाई से निश्चित स्थिति में होती हैं।

चतुर्धातुक संरचना वाले प्रोटीन का उत्कृष्ट उदाहरण है हीमोग्लोबिन।

प्रोटीन के भौतिक गुण:उच्च चिपचिपापन समाधान,

नगण्य प्रसार, बड़ी सूजन क्षमता, ऑप्टिकल गतिविधि, एक विद्युत क्षेत्र में गतिशीलता, कम आसमाटिक दबाव और उच्च ऑन्कोटिक दबाव, 280 एनएम पर यूवी किरणों को अवशोषित करने की क्षमता, जैसे अमीनो एसिड, मुक्त NH2- और COOH- की उपस्थिति के कारण उभयचर हैं। समूहों और क्रमशः, सभी सेंट आप एसिड और बेस द्वारा विशेषता हैं। उन्होंने हाइड्रोफिलिक गुणों का उच्चारण किया है। उनके समाधान में बहुत कम आसमाटिक दबाव, उच्च चिपचिपाहट और थोड़ा प्रसार होता है। प्रोटीन काफी हद तक सूजन करने में सक्षम होते हैं। प्रकाश के प्रकीर्णन की घटना, जो नेफेलोमेट्री द्वारा प्रोटीन के मात्रात्मक निर्धारण को रेखांकित करती है, प्रोटीन की कोलाइडल अवस्था से जुड़ी होती है।

प्रोटीन कम आणविक भार कार्बनिक यौगिकों और अकार्बनिक आयनों को उनकी सतह पर सोखने में सक्षम हैं। यह संपत्ति व्यक्तिगत प्रोटीन के परिवहन कार्यों को निर्धारित करती है।

प्रोटीन के रासायनिक गुणविविध हैं, क्योंकि अमीनो एसिड अवशेषों के साइड रेडिकल्स में विभिन्न कार्यात्मक समूह (-NH2, -COOH, -OH, -SH, आदि) होते हैं। प्रोटीन के लिए एक विशिष्ट प्रतिक्रिया पेप्टाइड बांडों का हाइड्रोलिसिस है। अमीनो और कार्बोक्सिल दोनों समूहों की उपस्थिति के कारण, प्रोटीन में एम्फोटेरिक गुण होते हैं।

प्रोटीन विकृतीकरण- चतुर्धातुक, तृतीयक और द्वितीयक संरचनाओं को स्थिर करने वाले बंधों का विनाश, जिससे प्रोटीन अणु के विन्यास का भटकाव होता है और साथ में देशी गुणों का नुकसान होता है।

भौतिक (तापमान, दबाव, यांत्रिक प्रभाव, अल्ट्रासोनिक और आयनकारी विकिरण) और रासायनिक (भारी धातु, एसिड, क्षार, कार्बनिक सॉल्वैंट्स, अल्कलॉइड) कारक हैं जो विकृतीकरण का कारण बनते हैं।

रिवर्स प्रक्रिया है पुनर्नवीकरणयानी प्रोटीन के भौतिक-रासायनिक और जैविक गुणों की बहाली। यदि प्राथमिक संरचना प्रभावित होती है तो पुनर्जीवन संभव नहीं है।

50-60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के घोल से गर्म होने पर अधिकांश प्रोटीन विकृत हो जाते हैं। विकृतीकरण की बाहरी अभिव्यक्तियाँ घुलनशीलता के नुकसान में कम हो जाती हैं, विशेष रूप से आइसोइलेक्ट्रिक बिंदु पर, प्रोटीन समाधानों की चिपचिपाहट में वृद्धि, मुक्त कार्यात्मक की मात्रा में वृद्धि SH-rpypp और एक्स-रे बिखरने की प्रकृति में परिवर्तन, देशी प्रोटीन अणुओं के ग्लोब्यूल्स और यादृच्छिक और अव्यवस्थित संरचनाएं बनाते हैं।

संकुचन समारोह।एक्टिन और मायोसिन मांसपेशी ऊतक के विशिष्ट प्रोटीन हैं। संरचनात्मक कार्य।फाइब्रिलर प्रोटीन, विशेष रूप से संयोजी ऊतक में कोलेजन, बालों में केराटिन, नाखून, त्वचा, संवहनी दीवार में इलास्टिन, आदि।

हार्मोनल समारोह।कई हार्मोन प्रोटीन या पॉलीपेप्टाइड द्वारा दर्शाए जाते हैं, जैसे कि पिट्यूटरी ग्रंथि के हार्मोन, अग्न्याशय, आदि। कुछ हार्मोन अमीनो एसिड के डेरिवेटिव हैं।

पोषण (आरक्षित) समारोह।आरक्षित प्रोटीन जो भ्रूण के पोषण के स्रोत हैं। दूध का मुख्य प्रोटीन (कैसिइन) भी मुख्य रूप से पोषण संबंधी कार्य करता है।

प्रोटीन के जैविक कार्य। संरचनात्मक संगठन और जैविक कार्य के संदर्भ में प्रोटीन की विविधता। बहुरूपता। अंगों और ऊतकों की प्रोटीन संरचना में अंतर। ओटोजेनी और रोगों में संरचना में परिवर्तन।

कठिनाई की डिग्रीप्रोटीन संरचनाओं को सरल और जटिल में विभाजित किया गया है। सरल या एक-घटक प्रोटीन में केवल प्रोटीन भाग होता है और हाइड्रोलाइज्ड होने पर अमीनो एसिड देता है। सेवा मुश्किल या दो घटक प्रोटीन शामिल करें, मेंजिसकी संरचना में एक प्रोटीन और गैर-प्रोटीन प्रकृति का एक अतिरिक्त समूह शामिल है, जिसे कहा जाता है कृत्रिम ( लिपिड, कार्बोहाइड्रेट, न्यूक्लिक एसिड कार्य कर सकते हैं); क्रमशः जटिल प्रोटीनों को लिपोप्रोटीन, ग्लाइकोप्रोटीन, न्यूक्लियोप्रोटीन कहा जाता है।

- प्रोटीन अणु के आकार के अनुसारप्रोटीन को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: तंतुमय (रेशेदार) और गोलाकार (कॉर्पसकुलर)। तंतुमय प्रोटीन उनकी लंबाई के व्यास (कई दसियों इकाइयों) के उच्च अनुपात की विशेषता है। उनके अणु तंतुयुक्त होते हैं और आमतौर पर बंडलों में एकत्रित होते हैं जो तंतुओं का निर्माण करते हैं। (वे त्वचा की बाहरी परत के मुख्य घटक हैं, जो मानव शरीर के सुरक्षात्मक आवरण बनाते हैं)। वे उपास्थि और tendons सहित संयोजी ऊतक के निर्माण में भी शामिल हैं।

अधिकांश प्राकृतिक प्रोटीन गोलाकार होते हैं। के लिए गोलाकार प्रोटीन अणु के व्यास से लंबाई के एक छोटे अनुपात (कई इकाइयों) की विशेषता है। अधिक जटिल संरचना होने के कारण, गोलाकार प्रोटीन भी अधिक विविध होते हैं।

-पारंपरिक रूप से चयनित सॉल्वैंट्स के संबंध मेंआवंटित एल्बुमिनऔरग्लोब्युलिन्स. एल्बुमिन बहुत अच्छी तरह से घुलना मेंपानी और केंद्रित खारा समाधान। ग्लोब्युलिनपानी में अघुलनशील और मेंमध्यम सांद्रता वाले लवणों का विलयन।

प्रोटीन का कार्यात्मक वर्गीकरणसबसे संतोषजनक, क्योंकि यह एक यादृच्छिक संकेत पर नहीं, बल्कि एक प्रदर्शन किए गए कार्य पर आधारित है। इसके अलावा, किसी भी वर्ग में शामिल विशिष्ट प्रोटीन की संरचनाओं, गुणों और कार्यात्मक गतिविधि की समानता को भेद करना संभव है।

उत्प्रेरक रूप से सक्रिय प्रोटीन बुलाया एंजाइम।वे कोशिका में लगभग सभी रासायनिक परिवर्तनों को उत्प्रेरित करते हैं। प्रोटीन के इस समूह पर अध्याय 4 में विस्तार से चर्चा की जाएगी।

हार्मोन कोशिकाओं के भीतर चयापचय को नियंत्रित करता है और पूरे शरीर की विभिन्न कोशिकाओं में चयापचय को एकीकृत करता है।

रिसेप्टर्स सेल झिल्ली की सतह पर विभिन्न नियामकों (हार्मोन, मध्यस्थों) को चुनिंदा रूप से बांधें।

परिवहन प्रोटीन ऊतकों के बीच और कोशिका झिल्लियों के माध्यम से पदार्थों के बंधन और परिवहन को अंजाम देना।

संरचनात्मक प्रोटीन . सबसे पहले, इस समूह में विभिन्न जैविक झिल्लियों के निर्माण में शामिल प्रोटीन शामिल हैं।

गिलहरी - अवरोधकों एंजाइमोंअंतर्जात अवरोधकों का एक बड़ा समूह बनाते हैं। वे एंजाइमों की गतिविधि को नियंत्रित करते हैं।

सिकुड़ा हुआ गिलहरीरासायनिक ऊर्जा का उपयोग करके एक यांत्रिक कमी प्रक्रिया प्रदान करें।

विषाक्त प्रोटीन - कुछ प्रोटीन और पेप्टाइड जीवों (सांप, मधुमक्खियों, सूक्ष्मजीवों) द्वारा स्रावित होते हैं जो अन्य जीवित जीवों के लिए जहरीले होते हैं।

सुरक्षात्मक प्रोटीन। एंटीबॉडी -एक एंटीजन की शुरूआत के जवाब में एक पशु जीव द्वारा उत्पादित प्रोटीन पदार्थ। एंटीबॉडी, एंटीजन के साथ बातचीत करके, उन्हें निष्क्रिय कर देते हैं और इस तरह शरीर को विदेशी यौगिकों, वायरस, बैक्टीरिया आदि के प्रभाव से बचाते हैं।

प्रोटीन की संरचना शरीर क्रिया विज्ञान पर निर्भर करती है। गतिविधि, खाद्य संरचना और आहार, बायोरिदम। विकास की प्रक्रिया में, संरचना महत्वपूर्ण रूप से बदलती है (जायगोट से विशेष कार्यों के साथ विभेदित अंगों के गठन तक)। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स में हीमोग्लोबिन होता है, जो रक्त द्वारा ऑक्सीजन परिवहन प्रदान करता है, चूहों की कोशिकाओं में सिकुड़ा हुआ प्रोटीन एक्टिन और मायोसिन होता है, रोडोप्सिन रेटिना में एक प्रोटीन होता है, आदि। रोगों में, प्रोटीन संरचना बदल जाती है - प्रोटीनोपैथी। आनुवंशिक तंत्र को नुकसान के परिणामस्वरूप वंशानुगत प्रोटीनोपैथी विकसित होती है। कोई भी प्रोटीन बिल्कुल भी संश्लेषित नहीं होता है या संश्लेषित नहीं होता है, लेकिन इसकी प्राथमिक संरचना बदल जाती है (सिकल सेल एनीमिया)। कोई भी रोग प्रोटीन संरचना में परिवर्तन के साथ होता है अर्थात। अधिग्रहित प्रोटीनोपैथी विकसित होती है। इस मामले में, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना परेशान नहीं होती है, लेकिन प्रोटीन में मात्रात्मक परिवर्तन होता है, खासकर उन अंगों और ऊतकों में जिनमें रोग प्रक्रिया विकसित होती है। उदाहरण के लिए, अग्नाशयशोथ के साथ, जठरांत्र संबंधी मार्ग में पोषक तत्वों के पाचन के लिए आवश्यक एंजाइमों का उत्पादन कम हो जाता है।

प्रोटीन की संरचना और कार्य को नुकसान पहुंचाने वाले कारक, रोगों के रोगजनन में क्षति की भूमिका। प्रोटीनोपैथी

एक स्वस्थ वयस्क के शरीर की प्रोटीन संरचना अपेक्षाकृत स्थिर होती है, हालांकि अंगों और ऊतकों में व्यक्तिगत प्रोटीन की मात्रा में परिवर्तन संभव है। विभिन्न रोगों में ऊतकों की प्रोटीन संरचना में परिवर्तन होता है। इन परिवर्तनों को प्रोटीनोपैथी कहा जाता है। वंशानुगत और अधिग्रहित प्रोटीनोपैथी हैं। वंशानुगत प्रोटीनोपैथी किसी व्यक्ति के आनुवंशिक तंत्र में क्षति के परिणामस्वरूप विकसित होती है। कोई भी प्रोटीन बिल्कुल भी संश्लेषित या संश्लेषित नहीं होता है, लेकिन इसकी प्राथमिक संरचना बदल जाती है। कोई भी रोग शरीर की प्रोटीन संरचना में परिवर्तन के साथ होता है, अर्थात। अधिग्रहित प्रोटीनोपैथी विकसित होती है। इस मामले में, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना परेशान नहीं होती है, लेकिन आमतौर पर प्रोटीन में मात्रात्मक परिवर्तन होता है, खासकर उन अंगों और ऊतकों में जिनमें रोग प्रक्रिया विकसित होती है। उदाहरण के लिए, अग्नाशयशोथ के साथ, जठरांत्र संबंधी मार्ग में पोषक तत्वों के पाचन के लिए आवश्यक एंजाइमों का उत्पादन कम हो जाता है।

कुछ मामलों में, अधिग्रहित प्रोटीनोपैथी उन स्थितियों में परिवर्तन के परिणामस्वरूप विकसित होती है जिनमें प्रोटीन कार्य करता है। इसलिए, जब माध्यम का पीएच क्षारीय पक्ष (विभिन्न प्रकृति के क्षार) में बदल जाता है, तो हीमोग्लोबिन की संरचना बदल जाती है, O 2 के लिए इसकी आत्मीयता बढ़ जाती है और ऊतकों को O 2 की डिलीवरी कम हो जाती है (ऊतक हाइपोक्सिया)।

कभी-कभी, रोग के परिणामस्वरूप, कोशिकाओं और रक्त सीरम में मेटाबोलाइट्स का स्तर बढ़ जाता है, जिससे कुछ प्रोटीनों में संशोधन होता है और उनके कार्य में व्यवधान होता है।

इसके अलावा, प्रोटीन को क्षतिग्रस्त अंग की कोशिकाओं से रक्त में छोड़ा जा सकता है, जो आमतौर पर केवल ट्रेस मात्रा में ही निर्धारित होते हैं। विभिन्न रोगों में, रक्त की प्रोटीन संरचना के जैव रासायनिक अध्ययनों का उपयोग अक्सर नैदानिक ​​निदान को स्पष्ट करने के लिए किया जाता है।

4. प्रोटीन की प्राथमिक संरचना। प्रोटीन के गुणों और कार्यों की उनकी प्राथमिक संरचना पर निर्भरता। प्राथमिक संरचना में परिवर्तन, प्रोटीनोपैथी।

लेकिन हमारे ग्रह पर जीवन की उत्पत्ति एक कोसेरवेट छोटी बूंद से हुई है। यह एक प्रोटीन अणु भी था। अर्थात्, निष्कर्ष इस प्रकार है कि यह ये रासायनिक यौगिक हैं जो आज मौजूद सभी जीवन का आधार हैं। लेकिन प्रोटीन संरचनाएं क्या हैं? वे आज शरीर और लोगों के जीवन में क्या भूमिका निभाते हैं? प्रोटीन किस प्रकार के होते हैं? आइए इसे जानने की कोशिश करते हैं।

प्रोटीन: एक सामान्य अवधारणा

दृष्टिकोण से, विचाराधीन पदार्थ का अणु पेप्टाइड बंधों द्वारा परस्पर जुड़े अमीनो अम्लों का एक क्रम है।

प्रत्येक अमीनो एसिड में दो कार्यात्मक समूह होते हैं:

• कार्बोक्सिल -COOH;
• एक एमिनो समूह -एनएच 2।

यह उनके बीच है कि विभिन्न अणुओं में बंधों का निर्माण होता है। इस प्रकार, पेप्टाइड बॉन्ड का रूप -CO-NH होता है। एक प्रोटीन अणु में सैकड़ों या हजारों ऐसे समूह हो सकते हैं, यह विशिष्ट पदार्थ पर निर्भर करेगा। प्रोटीन के प्रकार बहुत विविध हैं। उनमें से कुछ ऐसे भी हैं जिनमें शरीर के लिए आवश्यक अमीनो एसिड होते हैं, जिसका अर्थ है कि उन्हें भोजन के साथ अवश्य लिया जाना चाहिए। ऐसी किस्में हैं जो कोशिका झिल्ली और उसके कोशिका द्रव्य में महत्वपूर्ण कार्य करती हैं। जैविक उत्प्रेरक भी पृथक होते हैं - एंजाइम, जो प्रोटीन अणु भी होते हैं। वे मानव जीवन में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं, और न केवल जीवित प्राणियों की जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में भाग लेते हैं।

विचाराधीन यौगिकों का आणविक भार कई दसियों से लाखों में भिन्न हो सकता है। आखिरकार, एक बड़ी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में मोनोमर इकाइयों की संख्या असीमित होती है और यह किसी विशेष पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करती है। अपने शुद्ध रूप में प्रोटीन, अपने मूल रूप में, एक हल्के पीले, पारदर्शी, घने कोलाइडल द्रव्यमान में चिकन अंडे की जांच करते समय देखा जा सकता है, जिसके अंदर जर्दी स्थित है - यह वांछित पदार्थ है। वसा रहित पनीर के बारे में भी यही कहा जा सकता है। यह उत्पाद भी अपने प्राकृतिक रूप में लगभग शुद्ध प्रोटीन है।

हालांकि, विचाराधीन सभी यौगिकों में समान स्थानिक संरचना नहीं होती है। कुल मिलाकर, अणु के चार संगठन प्रतिष्ठित हैं। प्रजातियां इसके गुणों को निर्धारित करती हैं और संरचना की जटिलता की बात करती हैं। यह भी ज्ञात है कि अधिक स्थानिक रूप से उलझे हुए अणु मनुष्यों और जानवरों में व्यापक प्रसंस्करण से गुजरते हैं।

प्रोटीन संरचनाओं के प्रकार

उनमें से कुल चार हैं। आइए देखें कि उनमें से प्रत्येक क्या है।

1. मुख्य। पेप्टाइड बॉन्ड से जुड़े अमीनो एसिड के सामान्य रैखिक अनुक्रम का प्रतिनिधित्व करता है। कोई स्थानिक मोड़ नहीं हैं, कोई स्पाइरलाइज़ेशन नहीं है। पॉलीपेप्टाइड में शामिल लिंक की संख्या कई हजार तक पहुंच सकती है। एक समान संरचना वाले प्रोटीन के प्रकार हैं ग्लाइसीलेनिन, इंसुलिन, हिस्टोन, इलास्टिन और अन्य।
2. माध्यमिक। इसमें दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं जो एक सर्पिल के रूप में मुड़ जाती हैं और एक दूसरे की ओर उन्मुख होती हैं। इस मामले में, हाइड्रोजन बांड उनके बीच बनते हैं, उन्हें एक साथ रखते हैं। इस प्रकार एक एकल प्रोटीन अणु बनता है। इस प्रकार के प्रोटीन इस प्रकार हैं: लाइसोजाइम, पेप्सिन और अन्य।
3. तृतीयक रचना। यह एक घनी रूप से भरी हुई और सघन रूप से कुंडलित द्वितीयक संरचना है। यहां, हाइड्रोजन बांड के अलावा, अन्य प्रकार की बातचीत दिखाई देती है - यह वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन और इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण, हाइड्रोफिलिक-हाइड्रोफोबिक संपर्क की ताकतें हैं। संरचनाओं के उदाहरण एल्ब्यूमिन, फाइब्रोइन, रेशम प्रोटीन और अन्य हैं।
4. चतुर्धातुक। सबसे जटिल संरचना, जो कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं हैं जो एक सर्पिल में मुड़ जाती हैं, एक गेंद में लुढ़क जाती हैं और सभी को एक गोलाकार में एकजुट करती हैं। इंसुलिन, फेरिटिन, हीमोग्लोबिन, कोलेजन जैसे उदाहरण ऐसे ही प्रोटीन संरचना को दर्शाते हैं।

यदि हम रासायनिक दृष्टिकोण से अणुओं की सभी दी गई संरचनाओं पर विस्तार से विचार करें, तो विश्लेषण में लंबा समय लगेगा। दरअसल, वास्तव में, विन्यास जितना अधिक होता है, इसकी संरचना उतनी ही जटिल और जटिल होती है, अणु में अधिक प्रकार की बातचीत देखी जाती है।

प्रोटीन अणुओं का विकृतीकरण

पॉलीपेप्टाइड्स के सबसे महत्वपूर्ण रासायनिक गुणों में से एक कुछ शर्तों या रासायनिक एजेंटों के प्रभाव में टूटने की उनकी क्षमता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न प्रकार के प्रोटीन विकृतीकरण व्यापक हैं। यह प्रक्रिया क्या है? इसमें प्रोटीन की मूल संरचना का विनाश होता है। यही है, यदि शुरू में अणु में तृतीयक संरचना होती है, तो विशेष एजेंटों की कार्रवाई के बाद यह ढह जाएगा। हालांकि, अणु में अमीनो एसिड अवशेषों का क्रम अपरिवर्तित रहता है। विकृत प्रोटीन जल्दी से अपने भौतिक और रासायनिक गुणों को खो देते हैं।

कौन से अभिकर्मक रचना के विनाश की प्रक्रिया को जन्म दे सकते हैं? वहाँ कई हैं।

1. तापमान। गर्म होने पर अणु की चतुर्धातुक, तृतीयक, द्वितीयक संरचना का क्रमिक विनाश होता है। नेत्रहीन, यह देखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक साधारण चिकन अंडे को भूनते समय। परिणामी "प्रोटीन" एल्ब्यूमिन पॉलीपेप्टाइड की प्राथमिक संरचना है जो कच्चे उत्पाद में थी।
2. विकिरण।
3. मजबूत रासायनिक एजेंटों द्वारा क्रिया: एसिड, क्षार, भारी धातुओं के लवण, सॉल्वैंट्स (उदाहरण के लिए, अल्कोहल, ईथर, बेंजीन और अन्य)।

इस प्रक्रिया को कभी-कभी अणु का पिघलना भी कहा जाता है। प्रोटीन विकृतीकरण के प्रकार उस एजेंट पर निर्भर करते हैं जिसकी क्रिया के तहत यह हुआ। इसके अलावा, कुछ मामलों में, रिवर्स प्रक्रिया होती है। यह पुनर्जीवन है। सभी प्रोटीन अपनी संरचना को वापस बहाल करने में सक्षम नहीं हैं, लेकिन उनमें से एक महत्वपूर्ण हिस्सा ऐसा कर सकता है। इसलिए, ऑस्ट्रेलिया और अमेरिका के रसायनज्ञों ने कुछ अभिकर्मकों और एक सेंट्रीफ्यूजेशन विधि का उपयोग करके एक उबले हुए चिकन अंडे का पुनर्विकास किया।

कोशिकाओं में राइबोसोम और आरआरएनए द्वारा पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं के संश्लेषण में जीवित जीवों के लिए यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है।

एक प्रोटीन अणु का हाइड्रोलिसिस

विकृतीकरण के साथ, प्रोटीन को एक अन्य रासायनिक गुण - हाइड्रोलिसिस की विशेषता है। यह भी मूल संरचना का विनाश है, लेकिन प्राथमिक संरचना के लिए नहीं, बल्कि पूरी तरह से व्यक्तिगत अमीनो एसिड के लिए। पाचन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रोटीन हाइड्रोलिसिस है। पॉलीपेप्टाइड्स के हाइड्रोलिसिस के प्रकार इस प्रकार हैं।

1. रासायनिक। अम्ल या क्षार की क्रिया के आधार पर।
2. जैविक या एंजाइमेटिक।

हालांकि, प्रक्रिया का सार अपरिवर्तित रहता है और यह इस बात पर निर्भर नहीं करता है कि किस प्रकार का प्रोटीन हाइड्रोलिसिस होता है। नतीजतन, अमीनो एसिड बनते हैं, जो सभी कोशिकाओं, अंगों और ऊतकों तक पहुंचाए जाते हैं। उनके आगे के परिवर्तन में नए पॉलीपेप्टाइड्स के संश्लेषण की भागीदारी शामिल है, जो पहले से ही एक विशेष जीव के लिए आवश्यक हैं।

उद्योग में, प्रोटीन अणुओं के हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया का उपयोग केवल वांछित अमीनो एसिड प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

शरीर में प्रोटीन के कार्य

विभिन्न प्रकार के प्रोटीन, कार्बोहाइड्रेट, वसा किसी भी कोशिका के सामान्य कामकाज के लिए महत्वपूर्ण घटक हैं। और इसका मतलब है कि संपूर्ण जीव समग्र रूप से। इसलिए, उनकी भूमिका काफी हद तक जीवित प्राणियों के भीतर उच्च स्तर के महत्व और सर्वव्यापकता के कारण है। पॉलीपेप्टाइड अणुओं के कई मुख्य कार्य हैं।

1. उत्प्रेरक यह एंजाइमों द्वारा किया जाता है जिनमें प्रोटीन संरचना होती है। हम उनके बारे में बाद में बात करेंगे।
2. संरचनात्मक। शरीर में प्रोटीन के प्रकार और उनके कार्य मुख्य रूप से कोशिका की संरचना, उसके आकार को प्रभावित करते हैं। इसके अलावा, इस भूमिका को निभाने वाले पॉलीपेप्टाइड्स बाल, नाखून, मोलस्क के गोले और पक्षी के पंख बनाते हैं। वे कोशिका के शरीर में एक निश्चित आर्मेचर भी हैं। कार्टिलेज भी इसी प्रकार के प्रोटीन से बना होता है। उदाहरण: ट्यूबुलिन, केराटिन, एक्टिन और अन्य।
3. नियामक। यह कार्य पॉलीपेप्टाइड्स की ऐसी प्रक्रियाओं में भागीदारी में प्रकट होता है जैसे: प्रतिलेखन, अनुवाद, कोशिका चक्र, स्प्लिसिंग, एमआरएनए रीडिंग, और अन्य। उन सभी में, वे एक नियामक के रूप में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
4. संकेत। यह कार्य कोशिका झिल्ली पर स्थित प्रोटीन द्वारा किया जाता है। वे विभिन्न संकेतों को एक इकाई से दूसरी इकाई में संचारित करते हैं, और इससे ऊतकों के बीच संचार होता है। उदाहरण: साइटोकिन्स, इंसुलिन, वृद्धि कारक और अन्य।
5. यातायात। कुछ प्रकार के प्रोटीन और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्य बहुत ही महत्वपूर्ण हैं। ऐसा होता है, उदाहरण के लिए, प्रोटीन हीमोग्लोबिन के साथ। यह रक्त में ऑक्सीजन को कोशिका से कोशिका तक पहुँचाता है। एक व्यक्ति के लिए यह अपूरणीय है।
6. अतिरिक्त या आरक्षित। इस तरह के पॉलीपेप्टाइड पौधों और जानवरों के अंडों में अतिरिक्त पोषण और ऊर्जा के स्रोत के रूप में जमा होते हैं। एक उदाहरण ग्लोब्युलिन है।
7. मोटर। एक बहुत ही महत्वपूर्ण कार्य, विशेष रूप से सरलतम जीवों और जीवाणुओं के लिए। आखिरकार, वे केवल फ्लैगेला या सिलिया की मदद से ही आगे बढ़ने में सक्षम होते हैं। और ये अंग, अपने स्वभाव से, प्रोटीन से ज्यादा कुछ नहीं हैं। ऐसे पॉलीपेप्टाइड्स के उदाहरण निम्नलिखित हैं: मायोसिन, एक्टिन, किनेसिन और अन्य।

जाहिर है, मानव शरीर और अन्य जीवित प्राणियों में प्रोटीन के कार्य बहुत अधिक और महत्वपूर्ण हैं। यह एक बार फिर पुष्टि करता है कि जिन यौगिकों पर हम विचार कर रहे हैं, उनके बिना हमारे ग्रह पर जीवन असंभव है।

प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य

पॉलीपेप्टाइड विभिन्न प्रभावों से रक्षा कर सकते हैं: रासायनिक, भौतिक, जैविक। उदाहरण के लिए, यदि शरीर एक विदेशी प्रकृति के वायरस या बैक्टीरिया के रूप में खतरे में है, तो इम्युनोग्लोबुलिन (एंटीबॉडी) एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हुए उनके साथ युद्ध में प्रवेश करते हैं।

अगर हम शारीरिक प्रभावों की बात करें तो यहां रक्त जमावट में शामिल फाइब्रिन और फाइब्रिनोजेन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

खाद्य प्रोटीन

आहार प्रोटीन के प्रकार इस प्रकार हैं:

• पूर्ण - वे जिनमें शरीर के लिए आवश्यक सभी अमीनो एसिड होते हैं;
• अधूरा - वे जिनमें अमीनो एसिड की संरचना अधूरी है।

हालांकि, दोनों ही मानव शरीर के लिए महत्वपूर्ण हैं। खासकर पहला समूह। प्रत्येक व्यक्ति, विशेष रूप से गहन विकास (बचपन और किशोरावस्था) और यौवन की अवधि के दौरान, अपने आप में प्रोटीन का एक निरंतर स्तर बनाए रखना चाहिए। आखिरकार, हमने पहले ही उन कार्यों पर विचार कर लिया है जो ये अद्भुत अणु करते हैं, और हम जानते हैं कि व्यावहारिक रूप से एक भी प्रक्रिया नहीं है, हमारे भीतर एक भी जैव रासायनिक प्रतिक्रिया पॉलीपेप्टाइड्स की भागीदारी के बिना नहीं कर सकती है।

यही कारण है कि हर दिन निम्नलिखित उत्पादों में निहित प्रोटीन के दैनिक मानक का उपभोग करना आवश्यक है:

• अंडा;
• दूध;
• छाना;
• मांस और मछली;
• फलियां;
• फलियां;
• मूंगफली;
• गेहूँ;
• जई;
• दाल और अन्य।

यदि कोई 0.6 ग्राम पॉलीपेप्टाइड प्रति किलो वजन प्रति दिन खपत करता है, तो एक व्यक्ति को इन यौगिकों की कभी कमी नहीं होगी। यदि लंबे समय तक शरीर को आवश्यक प्रोटीन प्राप्त नहीं होता है, तो एक बीमारी होती है, जिसे अमीनो एसिड भुखमरी का नाम दिया जाता है। इससे गंभीर चयापचय संबंधी विकार होते हैं और इसके परिणामस्वरूप, कई अन्य बीमारियां होती हैं।

एक कोशिका में प्रोटीन

सभी जीवित चीजों की सबसे छोटी संरचनात्मक इकाई - कोशिकाओं के अंदर - प्रोटीन भी होते हैं। इसके अलावा, वे उपरोक्त सभी कार्यों को वहां करते हैं। सबसे पहले, कोशिका का साइटोस्केलेटन बनता है, जिसमें सूक्ष्मनलिकाएं, माइक्रोफिलामेंट्स होते हैं। यह आकार बनाए रखने के साथ-साथ ऑर्गेनेल के बीच परिवहन के लिए कार्य करता है। विभिन्न आयन और यौगिक प्रोटीन अणुओं के साथ-साथ चैनल या रेल के साथ चलते हैं।

झिल्ली में डूबे हुए और उसकी सतह पर स्थित प्रोटीन की भूमिका भी महत्वपूर्ण है। यहां वे रिसेप्टर और सिग्नल दोनों कार्य करते हैं, झिल्ली के निर्माण में ही भाग लेते हैं। वे पहरा देते हैं, जिसका अर्थ है कि वे एक सुरक्षात्मक भूमिका निभाते हैं। इस समूह के लिए कोशिका में किस प्रकार के प्रोटीन को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है? कई उदाहरण हैं, यहाँ कुछ हैं।

1. एक्टिन और मायोसिन।
2. इलास्टिन।
3. केरातिन।
4. कोलेजन।
5. ट्यूबुलिन।
6. हीमोग्लोबिन।
7. इंसुलिन।
8. ट्रांसकोबालामिन।
9. ट्रांसफ़रिन।
10. एल्बुमेन।

कुल मिलाकर, कई सौ अलग-अलग हैं जो लगातार प्रत्येक कोशिका के अंदर चलते हैं।

शरीर में प्रोटीन के प्रकार

बेशक, उनके पास एक विशाल विविधता है। यदि आप किसी तरह सभी मौजूदा प्रोटीनों को समूहों में विभाजित करने का प्रयास करते हैं, तो आपको कुछ इस तरह का वर्गीकरण मिल सकता है।

सामान्य तौर पर, शरीर में पाए जाने वाले प्रोटीन को वर्गीकृत करने के लिए कई विशेषताओं को आधार के रूप में लिया जा सकता है। एक अभी तक मौजूद नहीं है।

एंजाइमों

प्रोटीन प्रकृति के जैविक उत्प्रेरक, जो सभी चल रही जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में काफी तेजी लाते हैं। इन यौगिकों के बिना सामान्य विनिमय असंभव है। संश्लेषण और क्षय की सभी प्रक्रियाएं, अणुओं का संयोजन और उनकी प्रतिकृति, अनुवाद और प्रतिलेखन, और अन्य एक विशिष्ट प्रकार के एंजाइम के प्रभाव में किए जाते हैं। इन अणुओं के उदाहरण हैं:

• ऑक्सीडोरक्टेसेस;
• स्थानान्तरण;
• उत्प्रेरित;
• हाइड्रॉलिस;
• आइसोमेरेज़;
• लाइसिस और अन्य।

आज, रोजमर्रा की जिंदगी में एंजाइमों का उपयोग किया जाता है। तो, वाशिंग पाउडर के उत्पादन में, तथाकथित एंजाइमों का अक्सर उपयोग किया जाता है - ये जैविक उत्प्रेरक हैं। वे निर्दिष्ट तापमान व्यवस्था का पालन करते हुए धुलाई की गुणवत्ता में सुधार करते हैं। आसानी से गंदगी के कणों से बंध जाता है और उन्हें कपड़ों की सतह से हटा देता है।

हालांकि, उनकी प्रोटीन प्रकृति के कारण, एंजाइम बहुत गर्म पानी या क्षारीय या अम्लीय दवाओं की निकटता को सहन नहीं करते हैं। दरअसल, इस मामले में, विकृतीकरण की प्रक्रिया घटित होगी।

प्रोटीन का संरचनात्मक कार्य

प्रोटीन का संरचनात्मक कार्यक्या वह प्रोटीन है

• लगभग सभी सेल ऑर्गेनेल के निर्माण में भाग लेते हैं, मोटे तौर पर उनकी संरचना (आकार) का निर्धारण करते हैं;
• एक साइटोस्केलेटन बनाता है जो कोशिकाओं और कई जीवों को आकार देता है और कई ऊतकों को यांत्रिक आकार प्रदान करता है;
• अंतरकोशिकीय पदार्थ का हिस्सा हैं, जो बड़े पैमाने पर ऊतकों की संरचना और जानवरों के शरीर के आकार को निर्धारित करता है।

अंतरकोशिकीय पदार्थ के प्रोटीन

मानव शरीर में अन्य सभी प्रोटीनों की तुलना में अंतरकोशिकीय पदार्थ के अधिक प्रोटीन होते हैं। अंतरकोशिकीय पदार्थ के मुख्य संरचनात्मक प्रोटीन तंतुमय प्रोटीन होते हैं।

कोलेजन

कोलेजन प्रोटीन का एक परिवार है, मानव शरीर में वे सभी प्रोटीनों के कुल द्रव्यमान का 25 - 30% तक बनाते हैं। संरचनात्मक कार्यों के अलावा, कोलेजन यांत्रिक, सुरक्षात्मक, पोषण और पुनर्योजी कार्य भी करता है।

कोलेजन अणु तीन α-श्रृंखलाओं का दाहिना हाथ का हेलिक्स है।

कुल मिलाकर, एक व्यक्ति में 28 प्रकार के कोलेजन होते हैं। वे सभी संरचना में समान हैं।

इलास्टिन

इलास्टिन व्यापक रूप से संयोजी ऊतक में वितरित किया जाता है, विशेष रूप से त्वचा, फेफड़े और रक्त वाहिकाओं में। इलास्टिन और कोलेजन के लिए सामान्य विशेषताएं ग्लाइसिन और प्रोलाइन की उच्च सामग्री हैं। इलास्टिन में कोलेजन की तुलना में बहुत अधिक वेलिन और ऐलेनिन और कम ग्लूटामिक एसिड और आर्जिनिन होता है। इलास्टिन में डेस्मोसिन और आइसोडेसमोसिन होता है। ये यौगिक केवल इलास्टिन में पाए जा सकते हैं। इलास्टिन गर्म होने पर भी लवण, अम्ल और क्षार के घोल में जलीय घोल (जैसे कोलेजन) में अघुलनशील होता है। इलास्टिन में गैर-ध्रुवीय पक्ष समूहों के साथ बड़ी संख्या में अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, जो, जाहिरा तौर पर, इसके तंतुओं की उच्च लोच को निर्धारित करता है।

अन्य बाह्य मैट्रिक्स प्रोटीन

केरातिन को दो समूहों में बांटा गया है: α-keratins और β-keratins। केराटिन की ताकत काइटिन के बाद दूसरे स्थान पर है। केरातिन की एक विशिष्ट विशेषता पीएच 7.0 पर पानी में उनकी पूर्ण अघुलनशीलता है। उनमें अणु में सभी अमीनो एसिड के अवशेष होते हैं। वे मुख्य रूप से सिस्टीन अवशेषों की उनकी बढ़ी हुई सामग्री से अन्य फाइब्रिलर संरचनात्मक प्रोटीन (उदाहरण के लिए, कोलेजन) से भिन्न होते हैं। ए-केराटिन्स की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं की प्राथमिक संरचना में कोई आवधिकता नहीं होती है।

अन्य मध्यवर्ती फिलामेंट प्रोटीन

अन्य प्रकार के ऊतकों (एपिथेलियम को छोड़कर) में, मध्यवर्ती तंतु केराटिन-विमेंटिन, न्यूरोफिलामेंट प्रोटीन आदि की संरचना के समान प्रोटीन से बनते हैं। अधिकांश यूकेरियोटिक कोशिकाओं में लैमिन प्रोटीन परमाणु लिफाफे की आंतरिक परत बनाते हैं। परमाणु लामिना, जिसमें वे शामिल हैं, परमाणु झिल्ली का समर्थन करते हैं और क्रोमेटिन और परमाणु आरएनए के संपर्क में हैं।

ट्यूबलिन

ऑर्गेनेल के संरचनात्मक प्रोटीन

प्रोटीन कई कोशिकांगों के आकार (संरचना) का निर्माण और निर्धारण करते हैं। राइबोसोम, प्रोटीसोम, न्यूक्लियर पोर्स आदि जैसे ऑर्गेनेल मुख्य रूप से प्रोटीन से बने होते हैं। गुणसूत्रों में डीएनए स्ट्रैंड के संयोजन और पैकेजिंग के लिए हिस्टोन आवश्यक हैं। कुछ प्रोटिस्ट (उदाहरण के लिए, क्लैमाइडोमोनस) की कोशिका भित्ति प्रोटीन से बनी होती है; कई बैक्टीरिया और आर्किया में कोशिका झिल्ली में एक प्रोटीन परत (एस-लेयर) होती है, जो ग्राम-पॉजिटिव प्रजातियों में कोशिका भित्ति से जुड़ी होती है, और ग्राम-नकारात्मक प्रजातियों में बाहरी झिल्ली से जुड़ी होती है। प्रोकैरियोटिक फ्लैगेला फ्लैगेलिन प्रोटीन से बने होते हैं।

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "प्रोटीन का संरचनात्मक कार्य" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

एक उदाहरण के रूप में एंजाइम ट्रायोज़ फॉस्फेट आइसोमेरेज़ का उपयोग करके प्रोटीन की त्रि-आयामी संरचना को चित्रित करने के विभिन्न तरीके। बाईं ओर एक "रॉड" मॉडल है, जिसमें सभी परमाणुओं की छवि और उनके बीच के बंधन हैं; तत्वों को रंगों में दिखाया गया है। संरचनात्मक रूपांकनों को बीच में दर्शाया गया है ... विकिपीडिया

संघनित्र की परमाणु संरचना का अध्ययन। परमाणु नाभिक (लोचदार सुसंगत प्रकीर्णन) पर कम-ऊर्जा न्यूट्रॉन विवर्तन द्वारा मीडिया। एच. एस. में डी ब्रोग्ली तरंगदैर्घ्य l >= 0.3 वाले न्यूट्रॉन का उपयोग किया जाता है न्यूट्रॉन तरंग का प्रकीर्णन ... ... भौतिक विश्वकोश

इस शब्द के अन्य अर्थ हैं, प्रोटीन (अर्थ) देखें। प्रोटीन (प्रोटीन, पॉलीपेप्टाइड्स) उच्च आणविक कार्बनिक पदार्थ होते हैं जिनमें पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक श्रृंखला में जुड़े अल्फा एमिनो एसिड होते हैं। जीवित जीवों में ... ... विकिपीडिया

उच्च आणविक प्राकृतिक यौगिक, जो सभी जीवित जीवों के संरचनात्मक आधार हैं और जीवन की प्रक्रियाओं में निर्णायक भूमिका निभाते हैं। बी। प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, और पॉलीसेकेराइड शामिल हैं; मिश्रित भी जाना जाता है ......

विभिन्न प्रोटीनों के क्रिस्टल मीर अंतरिक्ष स्टेशन पर और नासा शटल उड़ानों के दौरान उगाए जाते हैं। अत्यधिक शुद्ध प्रोटीन कम तापमान पर क्रिस्टल बनाते हैं, जिनका उपयोग इस प्रोटीन का एक मॉडल प्राप्त करने के लिए किया जाता है। प्रोटीन (प्रोटीन, ... ... विकिपीडिया

- (प्रतिलेखन कारक) प्रोटीन जो विशिष्ट डीएनए क्षेत्रों से जुड़कर डीएनए टेम्पलेट (प्रतिलेखन) पर mRNA संश्लेषण की प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं। प्रतिलेखन कारक अपना कार्य या तो स्वतंत्र रूप से या संयोजन में करते हैं ... ... विकिपीडिया

प्रतिलेखन कारक (प्रतिलेखन कारक) प्रोटीन होते हैं जो डीएनए के विशिष्ट क्षेत्रों से जुड़कर एक डीएनए अणु से एक एमआरएनए संरचना (प्रतिलेखन) में सूचना के हस्तांतरण को नियंत्रित करते हैं। प्रतिलेखन कारक अपना कार्य करते हैं ... ... विकिपीडिया

विश्व की एक विशेष गुणात्मक अवस्था शायद ब्रह्मांड के विकास में एक आवश्यक कदम है। जीवन के सार के लिए स्वाभाविक रूप से वैज्ञानिक दृष्टिकोण इसकी उत्पत्ति की समस्या, इसके भौतिक वाहक, जीवित और निर्जीव चीजों के बीच के अंतर पर, विकास पर केंद्रित है ... ... दार्शनिक विश्वकोश

परमाणुओं का पारस्परिक आकर्षण, जिससे अणुओं और क्रिस्टल का निर्माण होता है। यह कहने की प्रथा है कि एक अणु में या पड़ोसी परमाणुओं के बीच एक क्रिस्टल में ch होते हैं। एक परमाणु की संयोजकता (जिसकी चर्चा नीचे और अधिक विस्तार से की गई है) बंधों की संख्या को इंगित करती है ... महान सोवियत विश्वकोश

19वीं शताब्दी की शुरुआत में मानव शरीर की कार्यप्रणाली स्पष्ट हो गई थी। वैज्ञानिकों ने इन पदार्थों को ग्रीक शब्द "प्रोटीन" के साथ प्रोटोस शब्द - "मुख्य, पहले" से नामित किया है।

इन रासायनिक यौगिकों की मुख्य विशेषता यह है कि ये वे आधार हैं जिनका उपयोग शरीर नई कोशिकाओं को बनाने के लिए करता है। उनके अन्य कार्य नियामक और चयापचय प्रक्रियाओं को प्रदान करना है; परिवहन कार्यों के प्रदर्शन में (उदाहरण के लिए, हीमोग्लोबिन प्रोटीन, जो रक्त प्रवाह के साथ पूरे शरीर में ऑक्सीजन वितरित करता है); मांसपेशी फाइबर के निर्माण में; शरीर के कई महत्वपूर्ण कार्यों के प्रबंधन में (एक महत्वपूर्ण उदाहरण प्रोटीन इंसुलिन है); पाचन, ऊर्जा चयापचय की प्रक्रिया को विनियमित करने में; शरीर की रक्षा में।

इन पदार्थों की रासायनिक संरचना प्रोटीन अणुओं को बनाने वाले अमीनो एसिड की संख्या से निर्धारित होती है। अणु आकार में काफी बड़े होते हैं। ये पदार्थ उच्च-आणविक कार्बनिक पदार्थ हैं और एक पेप्टाइड बंधन से जुड़े अमीनो एसिड की एक श्रृंखला हैं। प्रोटीन की अमीनो एसिड संरचना आनुवंशिक कोड द्वारा निर्धारित की जाती है। अमीनो एसिड के संयोजन में कई भिन्नताएं प्रोटीन अणुओं के विभिन्न प्रकार के गुण प्रदान करती हैं। एक नियम के रूप में, वे परस्पर जुड़े हुए हैं और जटिल परिसरों का निर्माण करते हैं।

प्रोटीन के वर्गीकरण को अंतिम रूप नहीं दिया गया है, क्योंकि वैज्ञानिकों द्वारा सभी प्रोटीनों का अध्ययन नहीं किया गया है। उनमें से कई की भूमिका लोगों के लिए एक रहस्य बनी हुई है। अब तक प्रोटीन को उनकी जैविक भूमिका के अनुसार विभाजित किया जाता है और जिसके अनुसार उनकी संरचना में अमीनो एसिड शामिल होते हैं। हमारे पोषण के लिए, यह स्वयं प्रोटीन नहीं है जो मूल्यवान है, लेकिन अमीनो एसिड जो इसे बनाते हैं। अमीनो एसिड कार्बनिक अम्लों की किस्मों में से एक है। उनमें से 100 से अधिक हैं उनके बिना, चयापचय प्रक्रियाएं असंभव हैं।

भोजन से आने वाले प्रोटीन को शरीर पूरी तरह से अवशोषित नहीं कर पाता है। उनमें से अधिकांश अम्लीय पाचक रसों से नष्ट हो जाते हैं। प्रोटीन अमीनो एसिड में टूट जाते हैं। शरीर को आवश्यक अमीनो एसिड के टूटने के बाद "ले" जाता है और उनसे आवश्यक प्रोटीन का निर्माण करता है। इस मामले में, एक अमीनो एसिड का दूसरे में परिवर्तन हो सकता है। परिवर्तन के अलावा, उन्हें शरीर में स्वतंत्र रूप से संश्लेषित भी किया जा सकता है।

हालांकि, हमारे शरीर द्वारा सभी अमीनो एसिड का उत्पादन नहीं किया जा सकता है। जिन्हें संश्लेषित नहीं किया जाता है उन्हें अपूरणीय कहा जाता है, क्योंकि शरीर को उनकी आवश्यकता होती है, और उन्हें केवल बाहर से ही प्राप्त किया जा सकता है। आवश्यक अमीनो एसिड को दूसरों द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जा सकता है। इनमें मेथियोनीन, लाइसिन, आइसोल्यूसीन, ल्यूसीन, फेनिलएलनिन, थ्रेओनीन, वेलिन शामिल हैं। इसके अलावा, अन्य अमीनो एसिड हैं जो विशेष रूप से आवश्यक फेनिलएलनिन और मेथियोनीन से बनते हैं। इसलिए, पोषण की गुणवत्ता आने वाले प्रोटीन की मात्रा से नहीं, बल्कि उनकी गुणात्मक संरचना से निर्धारित होती है। उदाहरण के लिए, आलू, सफेद गोभी, बीट्स, गोभी, फलियां, ब्रेड में बड़ी मात्रा में ट्रिप्टोफैन, लाइसिन, मेथियोनीन होता है।

हमारे शरीर में प्रोटीन चयापचय का कोर्स आवश्यक प्रोटीन की पर्याप्त मात्रा पर निर्भर करता है। कुछ पदार्थों का दूसरों में विभाजन और परिवर्तन शरीर द्वारा आवश्यक ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है।

शरीर की महत्वपूर्ण गतिविधि के परिणामस्वरूप, प्रोटीन के हिस्से का लगातार नुकसान होता है। बाहर से आने वाले प्रोटीन पदार्थों से प्रतिदिन लगभग 30 ग्राम की हानि होती है। इसलिए, नुकसान को ध्यान में रखते हुए, शरीर के स्वास्थ्य को सुनिश्चित करने के लिए आहार में इन पदार्थों की पर्याप्त मात्रा होनी चाहिए।

शरीर द्वारा प्रोटीन पदार्थों की खपत विभिन्न कारकों पर निर्भर करती है: कठिन शारीरिक कार्य करना या आराम करना; भावनात्मक स्थिति। प्रति दिन, वयस्कों के लिए प्रोटीन सेवन की दर कुल कम से कम 50 ग्राम है (यह शरीर के वजन का लगभग 0.8 ग्राम प्रति किलोग्राम है)। गहन विकास और विकास के कारण बच्चों को अधिक प्रोटीन की आवश्यकता होती है - शरीर के वजन के प्रति किलोग्राम 1.9 ग्राम तक।

हालांकि, बड़ी मात्रा में खाए जाने वाले प्रोटीन पदार्थ भी उनमें अमीनो एसिड की संतुलित मात्रा की गारंटी नहीं देते हैं। इसलिए, आहार विविध होना चाहिए ताकि शरीर विभिन्न अमीनो एसिड के रूप में इसका अधिकतम लाभ उठा सके। हम इस बात की बात नहीं कर रहे हैं कि अगर आज आपने जो खाना खाया उसमें ट्रिप्टोफैन नहीं होता तो कल आप बीमार पड़ जाते। नहीं, शरीर "जानता है" कि उपयोगी अमीनो एसिड को कम मात्रा में कैसे संग्रहीत किया जाए और यदि आवश्यक हो तो उनका उपयोग करें। हालांकि, शरीर की संचयी क्षमता बहुत अधिक नहीं है, इसलिए उपयोगी पदार्थों के भंडार को नियमित रूप से भरना चाहिए।

यदि, व्यक्तिगत मान्यताओं (शाकाहार) के कारण या स्वास्थ्य कारणों से (जठरांत्र संबंधी मार्ग और आहार पोषण के साथ समस्या), आपके पास आहार प्रतिबंध है, तो आपको अपने आहार को समायोजित करने और शरीर में प्रोटीन के संतुलन को बहाल करने के लिए आहार विशेषज्ञ से परामर्श करने की आवश्यकता है। .
गहन खेल गतिविधियों के दौरान, शरीर को बड़ी मात्रा में प्रोटीन की आवश्यकता होती है। ऐसे लोगों के लिए विशेष रूप से खेल पोषण का उत्पादन किया जाता है। हालांकि, प्रोटीन का सेवन की जाने वाली शारीरिक गतिविधि के अनुरूप होना चाहिए। इन पदार्थों की अधिकता, आम धारणा के विपरीत, मांसपेशियों में तेज वृद्धि नहीं करेगी।

प्रोटीन के कार्यों की विविधता शरीर में होने वाली लगभग सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को कवर करती है। उन्हें जैव रासायनिक उत्प्रेरक कहा जा सकता है।
प्रोटीन साइटोस्केलेटन बनाते हैं, जो कोशिकाओं के आकार को बनाए रखता है। प्रोटीन के बिना, प्रतिरक्षा प्रणाली का सफल कामकाज असंभव है।

प्रोटीन का एक उत्कृष्ट खाद्य स्रोत मांस, दूध, मछली, अनाज, फलियां, नट्स हैं। फल, जामुन और सब्जियां प्रोटीन से कम समृद्ध होती हैं।

इसके अमीनो एसिड अनुक्रम को निर्धारित करने के लिए अध्ययन किया गया पहला प्रोटीन इंसुलिन है। इस उपलब्धि के लिए एफ. सेंगर को पिछली सदी के 60 के दशक में नोबेल पुरस्कार मिला था। और वैज्ञानिक डी। केंड्रू और एम। पेरुट्ज़ एक ही समय में एक्स-रे विवर्तन तकनीक का उपयोग करके मायोग्लोबिन और हीमोग्लोबिन की त्रि-आयामी संरचना बनाने में सक्षम थे। इसके लिए उन्हें नोबेल पुरस्कार से भी नवाजा गया था।

अध्ययन का इतिहास

प्रोटीन के अध्ययन के संस्थापक एंटोनी फ्रेंकोइस डी फोरक्रोइक्स हैं। एसिड या उच्च तापमान के प्रभाव में उनकी संपत्ति को विकृत (या गुना) करने के बाद उन्होंने उन्हें एक अलग वर्ग में अलग कर दिया। उन्होंने फाइब्रिन (रक्त से पृथक), ग्लूटेन (गेहूं के दाने से पृथक) और एल्ब्यूमिन (अंडे का सफेद भाग) की जांच की।


डच वैज्ञानिक जी. मुलडर ने अपने फ्रांसीसी सहयोगी डी फोरक्रॉइक्स के वैज्ञानिक कार्यों को पूरक बनाया और प्रोटीन संरचना का विश्लेषण किया। इस विश्लेषण के आधार पर, उन्होंने अनुमान लगाया कि अधिकांश प्रोटीन अणुओं का एक समान अनुभवजन्य सूत्र होता है। वह एक प्रोटीन के आणविक भार को निर्धारित करने में सक्षम होने वाले पहले व्यक्ति भी थे।
मुलडर के अनुसार, किसी भी प्रोटीन में छोटे संरचनात्मक घटक होते हैं - "प्रोटीन"। और 1838 में, स्वीडिश वैज्ञानिक जे. बर्ज़ेलियस ने "प्रोटीन" शब्द को सभी प्रोटीनों के लिए एक सामान्य नाम के रूप में प्रस्तावित किया।

अगले 30-40 वर्षों में, प्रोटीन बनाने वाले अधिकांश अमीनो एसिड पर अध्ययन किए गए। 1894 में, एक जर्मन शरीर विज्ञानी ए. कोसेल ने यह धारणा बनाई कि यह अमीनो एसिड है जो प्रोटीन के बहुत संरचनात्मक घटक हैं, और यह कि वे पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा परस्पर जुड़े हुए हैं। उन्होंने प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम का अध्ययन करने की कोशिश की।
1926 में, शरीर में प्रोटीन की प्रमुख भूमिका को आखिरकार पहचान लिया गया। यह तब हुआ जब अमेरिकी रसायनज्ञ डी. सुमनेर ने साबित किया कि यूरिया (एक एंजाइम जिसके बिना कई रासायनिक प्रक्रियाएं असंभव हैं) एक प्रोटीन है।

उस समय विज्ञान की जरूरतों के लिए शुद्ध प्रोटीन को अलग करना बेहद मुश्किल था। यही कारण है कि पहले प्रयोग उन पॉलीपेप्टाइड्स का उपयोग करके किए गए थे जिन्हें न्यूनतम लागत पर महत्वपूर्ण मात्रा में शुद्ध किया जा सकता था - ये रक्त प्रोटीन, चिकन प्रोटीन, विभिन्न विषाक्त पदार्थ, पाचन या चयापचय मूल के एंजाइम हैं, जो मवेशियों को मारने के बाद जारी किए जाते हैं। 1950 के दशक के उत्तरार्ध में, गोजातीय अग्नाशय राइबोन्यूक्लिज़ को शुद्ध करना संभव था। यह वह पदार्थ है जो कई वैज्ञानिकों के लिए एक प्रायोगिक वस्तु बन गया है।

आधुनिक विज्ञान में, प्रोटीन का अध्ययन गुणात्मक रूप से नए स्तर पर जारी है। जैव रसायन की एक शाखा है जिसे प्रोटिओमिक्स कहा जाता है। अब, प्रोटिओमिक्स के लिए धन्यवाद, न केवल पृथक शुद्ध प्रोटीन का अध्ययन करना संभव है, बल्कि विभिन्न कोशिकाओं और ऊतकों से संबंधित कई प्रोटीनों के संशोधन में समानांतर, एक साथ परिवर्तन भी संभव है। वैज्ञानिक अब सैद्धांतिक रूप से एक प्रोटीन की संरचना की गणना उसके अमीनो एसिड अनुक्रम से कर सकते हैं। क्रायोइलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विधियां बड़े और छोटे प्रोटीन परिसरों का अध्ययन करना संभव बनाती हैं।

प्रोटीन गुण

प्रोटीन के आकार को उनके द्वारा बनाए गए अमीनो एसिड की संख्या के संदर्भ में या डाल्टन में मापा जा सकता है, जो उनके आणविक भार को दर्शाता है। उदाहरण के लिए, खमीर प्रोटीन में 450 अमीनो एसिड होते हैं और उनका आणविक भार 53 किलोडाल्टन होता है। आधुनिक विज्ञान के लिए ज्ञात सबसे बड़ा प्रोटीन, जिसे टाइटिन कहा जाता है, में 38 हजार से अधिक अमीनो एसिड होते हैं और इसका आणविक भार लगभग 3700 किलोडाल्टन होता है।
प्रोटीन जो अपने फॉस्फेट अवशेषों के साथ बातचीत करके न्यूक्लिक एसिड से जुड़ते हैं, उन्हें मूल प्रोटीन माना जाता है। इनमें प्रोटामाइन और हिस्टोन शामिल हैं।

प्रोटीन उनकी घुलनशीलता की डिग्री से प्रतिष्ठित होते हैं, उनमें से अधिकांश पानी में अत्यधिक घुलनशील होते हैं। हालाँकि, अपवाद भी हैं। फाइब्रोइन (कोबवे और रेशम का आधार) और केराटिन (मानव बाल का आधार, साथ ही जानवरों में ऊन और पक्षियों में पंख), अघुलनशील हैं।

विकृतीकरण

एक नियम के रूप में, प्रोटीन जीवित जीवों के भौतिक-रासायनिक गुणों और संरचना को बनाए रखते हैं जिससे वे संबंधित हैं। इसलिए, यदि शरीर एक निश्चित तापमान के अनुकूल हो जाता है, तो प्रोटीन इसका सामना करेगा और इसके गुणों को नहीं बदलेगा।
परिवेश के तापमान, या एसिड/क्षारीय वातावरण के संपर्क में आने जैसी स्थितियों में परिवर्तन के कारण प्रोटीन अपनी माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाओं को खो देता है। एक जीवित कोशिका में निहित मूल संरचना के नुकसान को प्रोटीन विकृतीकरण या तह कहा जाता है। विकृतीकरण आंशिक या पूर्ण, अपरिवर्तनीय या प्रतिवर्ती हो सकता है। अपरिवर्तनीय विकृतीकरण का सबसे लोकप्रिय और रोजमर्रा का उदाहरण कठोर उबला हुआ चिकन अंडा है। उच्च तापमान के प्रभाव में, ओवलब्यूमिन, एक पारदर्शी प्रोटीन, अपारदर्शी और घना हो जाता है।

कुछ मामलों में, विकृतीकरण प्रतिवर्ती है अमोनियम लवण का उपयोग करके प्रोटीन की विपरीत स्थिति को बहाल किया जा सकता है। प्रतिवर्ती विकृतीकरण का उपयोग प्रोटीन शुद्धिकरण विधि के रूप में किया जाता है।

सरल और जटिल प्रोटीन

पेप्टाइड श्रृंखलाओं के अलावा, कुछ प्रोटीनों में गैर-अमीनो एसिड संरचनात्मक इकाइयाँ भी होती हैं। गैर-एमिनो एसिड अंशों की उपस्थिति या अनुपस्थिति की कसौटी के अनुसार, प्रोटीन को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: जटिल और सरल प्रोटीन। साधारण प्रोटीन केवल अमीनो एसिड श्रृंखलाओं से बने होते हैं। जटिल प्रोटीन में ऐसे टुकड़े होते हैं जो प्रकृति में गैर-प्रोटीन होते हैं।

जटिल प्रोटीन की रासायनिक प्रकृति के अनुसार, पाँच वर्ग प्रतिष्ठित हैं:

• ग्लाइकोप्रोटीन।
• क्रोमोप्रोटीन।
• फॉस्फोप्रोटीन।
• मेटालोप्रोटीन।
• लिपोप्रोटीन।

ग्लाइकोप्रोटीन में सहसंयोजक रूप से जुड़े हुए कार्बोहाइड्रेट अवशेष और उनकी विविधता होती है - प्रोटीयोग्लाइकेन्स। ग्लाइकोप्रोटीन में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, इम्युनोग्लोबुलिन।

क्रोमोप्रोटीन जटिल प्रोटीन का सामान्य नाम है, जिसमें फ्लेवोप्रोटीन, क्लोरोफिल, हीमोग्लोबिन और अन्य शामिल हैं।

प्रोटीन, जिन्हें फॉस्फोप्रोटीन कहा जाता है, उनकी संरचना में फॉस्फोरिक एसिड अवशेष होते हैं। प्रोटीन के इस समूह में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, दूध कैसिइन।

मेटालोप्रोटीन प्रोटीन होते हैं जिनमें कुछ धातुओं के सहसंयोजक बाध्य आयन होते हैं। उनमें से प्रोटीन हैं जो परिवहन और भंडारण कार्य करते हैं (ट्रांसफेरिन, फेरिटिन)।

जटिल लिपोप्रोटीन प्रोटीन में उनकी संरचना में लिपिड अवशेष होते हैं। उनका कार्य लिपिड का परिवहन है।

प्रोटीन का जैवसंश्लेषण

जीवित जीव जीन में एन्कोडेड आनुवंशिक जानकारी के आधार पर अमीनो एसिड से प्रोटीन बनाते हैं। प्रत्येक संश्लेषित प्रोटीन में जुड़े हुए अमीनो एसिड का एक पूरी तरह से अनूठा अनुक्रम होता है। किसी दिए गए प्रोटीन के बारे में जीन एन्कोडिंग जानकारी के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम जैसे कारक द्वारा एक अद्वितीय अनुक्रम निर्धारित किया जाता है।

आनुवंशिक कोड कोडन से बना होता है। एक कोडन न्यूक्लियोटाइड अवशेषों से युक्त आनुवंशिक जानकारी की एक इकाई है। प्रत्येक कोडन एक प्रोटीन में एक अमीनो एसिड को जोड़ने के लिए जिम्मेदार होता है। उनकी कुल संख्या 64 है। कुछ अमीनो एसिड एक नहीं, बल्कि कई कोडन द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।

शरीर में प्रोटीन के कार्य

अन्य जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स (पॉलीसेकेराइड और लिपिड) के साथ, कोशिकाओं में अधिकांश जीवन प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए शरीर को प्रोटीन की आवश्यकता होती है। प्रोटीन चयापचय प्रक्रियाओं और ऊर्जा परिवर्तनों को अंजाम देते हैं। वे ऑर्गेनेल का हिस्सा हैं - सेलुलर संरचनाएं, अंतरकोशिकीय पदार्थ के संश्लेषण में भाग लेती हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि उनके कार्यों के अनुसार प्रोटीन का वर्गीकरण बल्कि मनमाना है, क्योंकि कुछ जीवित जीवों में एक ही प्रोटीन कई अलग-अलग कार्य कर सकता है। प्रोटीन इस तथ्य के कारण कई कार्य करते हैं कि उनमें उच्च एंजाइमेटिक गतिविधि होती है। विशेष रूप से, इन एंजाइमों में मोटर प्रोटीन मायोसिन, साथ ही प्रोटीन किनेज के नियामक प्रोटीन शामिल हैं।

उत्प्रेरक कार्य

शरीर में प्रोटीन की सबसे अधिक अध्ययन की गई भूमिका विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण है। एंजाइम विशिष्ट उत्प्रेरक गुणों वाले प्रोटीन का एक समूह है। इनमें से प्रत्येक एंजाइम एक या अधिक समान प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक है। विज्ञान कई हजार एंजाइमेटिक पदार्थों को जानता है। उदाहरण के लिए, पेप्सिन पदार्थ, जो पाचन के दौरान प्रोटीन को तोड़ता है, एक एंजाइम है।

हमारे शरीर में 4,000 से अधिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने की आवश्यकता होती है। एंजाइमों की क्रिया के बिना, प्रतिक्रिया दसियों और सैकड़ों गुना धीमी गति से आगे बढ़ती है।
वे अणु जो किसी अभिक्रिया के दौरान एंजाइम से जुड़ते हैं और फिर परिवर्तन करते हैं, सब्सट्रेट कहलाते हैं। एंजाइम में कई अमीनो एसिड होते हैं, लेकिन उनमें से सभी सब्सट्रेट के साथ बातचीत नहीं करते हैं, और इससे भी अधिक, वे सभी सीधे उत्प्रेरक प्रक्रिया में भाग नहीं लेते हैं। एंजाइम का वह भाग जिससे सब्सट्रेट जुड़ा होता है, एंजाइम का सक्रिय स्थल माना जाता है।

संरचनात्मक कार्य

साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक प्रोटीन एक प्रकार का कठोर ढांचा है जो कोशिकाओं को आकार देता है। उनके लिए धन्यवाद, कोशिकाओं का आकार बदल सकता है। इनमें इलास्टिन, कोलेजन, केराटिन शामिल हैं। संयोजी ऊतक में अंतरकोशिकीय पदार्थ के मुख्य घटक कोलेजन और इलास्टिन हैं। केराटिन बालों और नाखूनों के साथ-साथ पक्षियों में पंखों के निर्माण का आधार है।

सुरक्षात्मक कार्य

प्रोटीन के कई सुरक्षात्मक कार्य हैं: भौतिक, प्रतिरक्षा, रासायनिक।
कोलेजन शारीरिक सुरक्षा के निर्माण में शामिल है। यह हड्डियों, उपास्थि, कण्डरा और त्वचा की गहरी परतों (डर्मिस) जैसे संयोजी ऊतक के अंतरकोशिकीय पदार्थ का आधार बनाता है। प्रोटीन के इस समूह के उदाहरण थ्रोम्बिन और फाइब्रिनोजेन हैं, जो रक्त जमावट में शामिल हैं।

प्रतिरक्षा रक्षा में प्रोटीन की भागीदारी शामिल है जो रोगजनक सूक्ष्मजीवों या क्षति के हमले के लिए शरीर की सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया के निर्माण में रक्त या अन्य जैविक तरल पदार्थ बनाते हैं। उदाहरण के लिए, इम्युनोग्लोबुलिन वायरस, बैक्टीरिया या विदेशी प्रोटीन को बेअसर करते हैं। प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उत्पादित एंटीबॉडी शरीर के लिए विदेशी पदार्थों से जुड़ते हैं, जिन्हें एंटीजन कहा जाता है, और उन्हें बेअसर कर देता है। एक नियम के रूप में, एंटीबॉडी को अंतरकोशिकीय स्थान में स्रावित किया जाता है या विशेष प्लाज्मा कोशिकाओं की झिल्लियों में तय किया जाता है।

एंजाइम और सब्सट्रेट आपस में बहुत निकट से जुड़े हुए नहीं हैं, अन्यथा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया के पाठ्यक्रम में गड़बड़ी हो सकती है। लेकिन एंटीजन और एंटीबॉडी के लगाव की स्थिरता किसी चीज से सीमित नहीं है।

रासायनिक सुरक्षा में प्रोटीन अणुओं द्वारा विभिन्न विषाक्त पदार्थों का बंधन होता है, अर्थात शरीर के विषहरण को सुनिश्चित करना। हमारे शरीर के विषहरण में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका लीवर एंजाइम द्वारा निभाई जाती है जो जहर को तोड़ते हैं या उन्हें घुलनशील रूप में परिवर्तित करते हैं। घुले हुए टॉक्सिन्स शरीर से जल्दी निकल जाते हैं।

नियामक कार्य

अधिकांश इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं को प्रोटीन अणुओं द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ये अणु अत्यधिक विशिष्ट कार्य करते हैं और न तो कोशिकाओं के लिए निर्माण सामग्री हैं और न ही ऊर्जा के स्रोत हैं। विनियमन एंजाइमों की गतिविधि द्वारा या अन्य अणुओं के लिए बाध्य करके किया जाता है।
प्रोटीन केनेसेस कोशिकाओं के अंदर प्रक्रियाओं के नियमन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। ये एंजाइम होते हैं जो फॉस्फेट कणों को जोड़कर अन्य प्रोटीन की गतिविधि को प्रभावित करते हैं। वे या तो गतिविधि बढ़ाते हैं या इसे पूरी तरह से दबा देते हैं।

सिग्नल फ़ंक्शन

प्रोटीन का सिग्नलिंग कार्य सिग्नलिंग पदार्थों के रूप में काम करने की उनकी क्षमता में व्यक्त किया जाता है। वे ऊतकों, कोशिकाओं, अंगों के बीच संकेत संचारित करते हैं। कभी-कभी सिग्नलिंग फ़ंक्शन को नियामक के समान माना जाता है, क्योंकि कई नियामक इंट्रासेल्युलर प्रोटीन भी सिग्नलिंग करते हैं। कोशिकाएं सिग्नल प्रोटीन का उपयोग करके एक दूसरे के साथ संचार करती हैं जो अंतरकोशिकीय पदार्थ के माध्यम से फैलती हैं।

साइटोकिन्स, प्रोटीन-हार्मोन एक संकेतन कार्य करते हैं।
रक्त में हार्मोन ले जाया जाता है। रिसेप्टर, जब एक हार्मोन से जुड़ा होता है, तो कोशिका में प्रतिक्रिया होती है। हार्मोन के लिए धन्यवाद, रक्त कोशिकाओं में पदार्थों की एकाग्रता को विनियमित किया जाता है, साथ ही साथ कोशिका वृद्धि और प्रजनन का नियमन भी होता है। ऐसे प्रोटीन का एक उदाहरण प्रसिद्ध इंसुलिन है, जो रक्त में ग्लूकोज की एकाग्रता को नियंत्रित करता है।

साइटोकिन्स छोटे पेप्टाइड मैसेंजर अणु होते हैं। वे विभिन्न कोशिकाओं के बीच बातचीत के नियामक के रूप में कार्य करते हैं, और इन कोशिकाओं के अस्तित्व को भी निर्धारित करते हैं, उनकी वृद्धि और कार्यात्मक गतिविधि को रोकते या उत्तेजित करते हैं। साइटोकिन्स के बिना, तंत्रिका, अंतःस्रावी और प्रतिरक्षा प्रणाली का समन्वित कार्य असंभव है। उदाहरण के लिए, साइटोकिन्स ट्यूमर नेक्रोसिस का कारण बन सकता है - यानी, सूजन कोशिकाओं की वृद्धि और महत्वपूर्ण गतिविधि का दमन।

परिवहन समारोह

घुलनशील प्रोटीन जो छोटे अणुओं के परिवहन में भाग लेते हैं, उन्हें आसानी से सब्सट्रेट से बांधना चाहिए यदि यह उच्च सांद्रता में मौजूद है, और इसे आसानी से छोड़ देना चाहिए जहां यह कम सांद्रता में है। परिवहन प्रोटीन का एक उदाहरण हीमोग्लोबिन है। यह फेफड़ों से ऑक्सीजन का परिवहन करता है और इसे बाकी ऊतकों में लाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊतकों से वापस फेफड़ों में भी स्थानांतरित करता है। जीवित जीवों के सभी राज्यों में हीमोग्लोबिन के समान प्रोटीन पाए गए हैं।

स्पेयर (या बैक-अप) फ़ंक्शन

इन प्रोटीनों में कैसिइन, ओवलब्यूमिन और अन्य शामिल हैं। ये आरक्षित प्रोटीन जानवरों के अंडों और पौधों के बीजों में ऊर्जा स्रोत के रूप में जमा होते हैं। वे पोषण संबंधी कार्य करते हैं। हमारे शरीर में कई प्रोटीन अमीनो एसिड के स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

प्रोटीन का रिसेप्टर कार्य

प्रोटीन रिसेप्टर्स कोशिका झिल्ली और साइटोप्लाज्म दोनों में स्थित हो सकते हैं। प्रोटीन अणु का एक हिस्सा एक संकेत प्राप्त करता है (किसी भी प्रकृति का: रासायनिक, प्रकाश, थर्मल, यांत्रिक)। रिसेप्टर प्रोटीन एक संकेत के प्रभाव में गठनात्मक परिवर्तन से गुजरता है। ये परिवर्तन अणु के दूसरे हिस्से को प्रभावित करते हैं, जो अन्य सेलुलर घटकों को सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए जिम्मेदार है। सिग्नलिंग तंत्र एक दूसरे से अलग हैं।

मोटर (या मोटर) फ़ंक्शन

मोटर प्रोटीन मांसपेशियों (शरीर के स्तर पर) की गति और संकुचन सुनिश्चित करने के लिए और फ्लैगेला और सिलिया की गति के लिए, पदार्थों के इंट्रासेल्युलर परिवहन, ल्यूकोसाइट्स के अमीबिड आंदोलन (सेलुलर स्तर पर) के लिए जिम्मेदार हैं।

चयापचय में प्रोटीन

अधिकांश पौधे और सूक्ष्मजीव 20 आवश्यक अमीनो एसिड, साथ ही कुछ अतिरिक्त अमीनो एसिड को संश्लेषित करने में सक्षम हैं। लेकिन अगर वे पर्यावरण में हैं, तो शरीर उन्हें संश्लेषित करने के बजाय ऊर्जा बचाने और उन्हें अंदर ले जाने को प्राथमिकता देगा।

वे अमीनो एसिड जो शरीर द्वारा संश्लेषित नहीं होते हैं, आवश्यक कहलाते हैं, इसलिए, वे केवल बाहर से ही हमारे पास आ सकते हैं।

एक व्यक्ति को अमीनो एसिड उन प्रोटीनों से प्राप्त होता है जो भोजन में निहित होते हैं। अम्लीय गैस्ट्रिक रस और एंजाइम की क्रिया के तहत प्रोटीन पाचन के दौरान विकृतीकरण से गुजरते हैं। पाचन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप प्राप्त कुछ अमीनो एसिड का उपयोग आवश्यक प्रोटीन को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है, और बाकी को ग्लूकोनेोजेनेसिस के दौरान ग्लूकोज में बदल दिया जाता है या क्रेब्स चक्र में उपयोग किया जाता है (यह एक चयापचय टूटने की प्रक्रिया है)।

ऊर्जा स्रोत के रूप में प्रोटीन का उपयोग प्रतिकूल परिस्थितियों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जब शरीर आंतरिक "अछूत रिजर्व" - अपने स्वयं के प्रोटीन का उपयोग करता है। अमीनो एसिड भी शरीर के लिए नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।

प्रोटीन की दैनिक आवश्यकता के लिए कोई समान मानदंड नहीं हैं। बड़ी आंत में रहने वाला माइक्रोफ्लोरा भी अमीनो एसिड को संश्लेषित करता है, और प्रोटीन मानदंडों को संकलित करते समय उन्हें ध्यान में नहीं रखा जा सकता है।

मानव शरीर में प्रोटीन का भंडार न्यूनतम होता है, और नए प्रोटीन केवल शरीर के ऊतकों से आने वाले क्षयकारी प्रोटीन और भोजन के साथ आने वाले अमीनो एसिड से ही संश्लेषित किए जा सकते हैं। उन पदार्थों में से जो वसा और कार्बोहाइड्रेट का हिस्सा हैं, प्रोटीन संश्लेषित नहीं होते हैं।

प्रोटीन की कमी
आहार में प्रोटीन पदार्थों की कमी से बच्चों में वृद्धि और विकास में तीव्र मंदी आती है। वयस्कों के लिए, प्रोटीन की कमी लीवर में गहरे परिवर्तन, हार्मोनल स्तर में परिवर्तन, अंतःस्रावी ग्रंथियों के बिगड़ा हुआ कार्य, पोषक तत्वों के बिगड़ा हुआ अवशोषण, बिगड़ा हुआ स्मृति और प्रदर्शन और हृदय की समस्याओं के कारण खतरनाक है। ये सभी नकारात्मक घटनाएं इस तथ्य के कारण हैं कि प्रोटीन मानव शरीर की लगभग सभी प्रक्रियाओं में शामिल हैं।

पिछली शताब्दी के 70 के दशक में, उन लोगों में घातक मामले दर्ज किए गए थे जो लंबे समय से एक स्पष्ट प्रोटीन की कमी के साथ कम कैलोरी वाले आहार का पालन कर रहे थे। एक नियम के रूप में, इस मामले में मृत्यु का तत्काल कारण हृदय की मांसपेशियों में अपरिवर्तनीय परिवर्तन था।

प्रोटीन की कमी प्रतिरक्षा प्रणाली के संक्रमण के प्रतिरोध को कम कर देती है, क्योंकि एंटीबॉडी गठन का स्तर कम हो जाता है। इंटरफेरॉन और लाइसोजाइम (सुरक्षात्मक कारक) के संश्लेषण का उल्लंघन भड़काऊ प्रक्रियाओं के तेज होने का कारण बनता है। इसके अलावा, प्रोटीन की कमी अक्सर विटामिन की कमी के साथ होती है, जो बदले में प्रतिकूल परिणाम भी देती है।

कमी एंजाइमों के उत्पादन और महत्वपूर्ण पोषक तत्वों के अवशोषण को प्रभावित करती है। यह नहीं भूलना चाहिए कि हार्मोन प्रोटीन संरचनाएं हैं, इसलिए प्रोटीन की कमी से गंभीर हार्मोनल विकार हो सकते हैं।

भौतिक प्रकृति की कोई भी गतिविधि मांसपेशियों की कोशिकाओं को नुकसान पहुँचाती है, और जितना अधिक भार होता है, उतनी ही अधिक मांसपेशियों को नुकसान होता है। क्षतिग्रस्त मांसपेशियों की कोशिकाओं की मरम्मत के लिए, आपको बड़ी मात्रा में उच्च गुणवत्ता वाले प्रोटीन की आवश्यकता होती है। आम धारणा के विपरीत, शारीरिक गतिविधि तभी फायदेमंद होती है जब भोजन के साथ शरीर को पर्याप्त प्रोटीन की आपूर्ति की जाती है। तीव्र शारीरिक परिश्रम के साथ, प्रोटीन का सेवन 1.5 - 2 ग्राम प्रति किलोग्राम वजन तक पहुंचना चाहिए।

अतिरिक्त प्रोटीन

शरीर में नाइट्रोजन संतुलन बनाए रखने के लिए एक निश्चित मात्रा में प्रोटीन की आवश्यकता होती है। अगर डाइट में थोड़ा और प्रोटीन होगा तो इससे सेहत को कोई नुकसान नहीं होगा। इस मामले में अमीनो एसिड की अतिरिक्त मात्रा का उपयोग केवल ऊर्जा के अतिरिक्त स्रोत के रूप में किया जाता है।

लेकिन अगर कोई व्यक्ति खेल नहीं खेलता है, और साथ ही प्रति किलोग्राम वजन में 1.75 ग्राम से अधिक प्रोटीन का सेवन करता है, तो यकृत में अतिरिक्त प्रोटीन जमा हो जाता है, जो नाइट्रोजन यौगिकों और ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाता है। नाइट्रोजनयुक्त यौगिक (यूरिया) को गुर्दे द्वारा शरीर से बिना किसी असफलता के उत्सर्जित किया जाना चाहिए।

इसके अलावा, प्रोटीन की अधिकता के साथ, शरीर की एक अम्लीय प्रतिक्रिया होती है, जिससे पीने के आहार में बदलाव के कारण कैल्शियम की हानि होती है। इसके अलावा, प्रोटीन युक्त मांस खाद्य पदार्थों में अक्सर प्यूरीन होते हैं, जिनमें से कुछ चयापचय के दौरान जोड़ों में जमा हो जाते हैं और गाउट के विकास का कारण बनते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अतिरिक्त प्रोटीन से जुड़े विकार प्रोटीन की कमी से जुड़े विकारों की तुलना में बहुत कम आम हैं।

आहार में पर्याप्त मात्रा में प्रोटीन का आकलन नाइट्रोजन संतुलन की स्थिति के अनुसार किया जाता है। शरीर में, नए प्रोटीन का संश्लेषण और प्रोटीन चयापचय के अंतिम उत्पादों की रिहाई लगातार हो रही है। प्रोटीन की संरचना में नाइट्रोजन शामिल है, जो वसा या कार्बोहाइड्रेट में निहित नहीं है। और अगर नाइट्रोजन शरीर में रिजर्व में जमा है, तो यह विशेष रूप से प्रोटीन की संरचना में है। प्रोटीन के टूटने के साथ, यह मूत्र के साथ बाहर खड़ा होना चाहिए। शरीर के कामकाज को वांछित स्तर पर करने के लिए, हटाए गए नाइट्रोजन को फिर से भरना आवश्यक है। नाइट्रोजन संतुलन का अर्थ है कि खपत की गई नाइट्रोजन की मात्रा शरीर से उत्सर्जित मात्रा से मेल खाती है।

प्रोटीन पोषण

आहार प्रोटीन के लाभों का मूल्यांकन प्रोटीन पाचनशक्ति के गुणांक द्वारा किया जाता है। यह गुणांक रासायनिक मूल्य (एमिनो एसिड की संरचना), और जैविक मूल्य (प्रोटीन पाचन का प्रतिशत) को ध्यान में रखता है। पूर्ण प्रोटीन स्रोत वे खाद्य पदार्थ हैं जिनका पाचन क्षमता 1.00 है।

निम्नलिखित खाद्य पदार्थों में पाचन क्षमता 1.00 है: अंडे, सोया प्रोटीन, दूध। बीफ 0.92 का गुणांक दिखाता है।

ये उत्पाद प्रोटीन का एक उच्च गुणवत्ता वाला स्रोत हैं, लेकिन आपको यह याद रखना होगा कि इनमें बहुत अधिक वसा होता है, इसलिए आहार में उनकी आवृत्ति का दुरुपयोग करना अवांछनीय है। बड़ी मात्रा में प्रोटीन के अलावा, अत्यधिक मात्रा में वसा भी शरीर में प्रवेश करेगा।

पसंदीदा उच्च प्रोटीन खाद्य पदार्थ: सोया चीज, कम वसा वाले चीज, दुबला वील, अंडे का सफेद, कम वसा वाले पनीर, ताजी मछली और समुद्री भोजन, भेड़ का बच्चा, चिकन, सफेद मांस।
कम पसंदीदा खाद्य पदार्थों में शामिल हैं: अतिरिक्त चीनी के साथ दूध और दही, रेड मीट (टेंडरलॉइन), डार्क चिकन और टर्की मीट, लो-फैट कट्स, होममेड पनीर, बेकन, सलामी, हैम के रूप में प्रोसेस्ड मीट।

अंडे का सफेद भाग बिना वसा वाला शुद्ध प्रोटीन है। दुबले मांस में लगभग 50% किलोकैलोरी होती है जो प्रोटीन से आती है; स्टार्च युक्त उत्पादों में - 15%; स्किम दूध में - 40%; सब्जियों में - 30%।

प्रोटीन आहार चुनते समय मुख्य नियम इस प्रकार है: प्रति कैलोरी इकाई अधिक प्रोटीन और उच्च प्रोटीन पाचन क्षमता अनुपात। उन खाद्य पदार्थों का सेवन करना सबसे अच्छा है जो वसा में कम और प्रोटीन में उच्च होते हैं। कैलोरी डेटा किसी भी उत्पाद की पैकेजिंग पर पाया जा सकता है। उन उत्पादों में प्रोटीन और वसा की सामग्री पर सामान्यीकृत डेटा जिनकी कैलोरी सामग्री की गणना करना मुश्किल है, विशेष तालिकाओं में पाया जा सकता है।

हीट-ट्रीटेड प्रोटीन पचाने में आसान होते हैं, क्योंकि वे पाचन तंत्र एंजाइमों की क्रिया के लिए आसानी से उपलब्ध हो जाते हैं। हालांकि, गर्मी उपचार प्रोटीन के जैविक मूल्य को कम कर सकता है क्योंकि कुछ अमीनो एसिड नष्ट हो जाते हैं।

कुछ खाद्य पदार्थों में प्रोटीन और वसा की मात्रा

उत्पादों	प्रोटीन, ग्राम	वसा, ग्राम
मुर्गी	20,8	8,9
एक दिल	15	3
दुबला पोर्क	16,3	27,8
गौमांस	18,9	12,3
बछड़े का मांस	19,7	1,2
डॉक्टर का उबला सॉसेज	13,7	22,9
आहार उबला हुआ सॉसेज	12,2	13,5
एक प्रकार की समुद्री मछली	15,8	0,7
हिलसा	17,7	19,6
स्टर्जन कैवियार दानेदार	28,6	9,8
आटा I ग्रेड से गेहूं की रोटी	7,6	2,3
राई की रोटी	4,5	0,8
मीठी पेस्ट्री	7,2	4,3

सोया उत्पादों का सेवन करना बहुत उपयोगी है: टोफू पनीर, दूध, मांस। सोया में सभी आवश्यक अमीनो एसिड ऐसे अनुपात में होते हैं जो शरीर की जरूरतों को पूरा करने के लिए आवश्यक होते हैं। इसके अलावा, यह अच्छी तरह से अवशोषित होता है।
दूध में पाया जाने वाला कैसिइन भी एक संपूर्ण प्रोटीन है। इसकी पाचनशक्ति गुणांक 1.00 है। दूध और सोया से पृथक कैसिइन का संयोजन उच्च प्रोटीन सामग्री के साथ स्वस्थ खाद्य पदार्थ बनाना संभव बनाता है, जबकि उनमें लैक्टोज नहीं होता है, जो उन्हें लैक्टोज असहिष्णुता से पीड़ित व्यक्तियों द्वारा सेवन करने की अनुमति देता है। ऐसे उत्पादों का एक और प्लस यह है कि उनमें मट्ठा नहीं होता है, जो एलर्जी का एक संभावित स्रोत है।

प्रोटीन चयापचय

प्रोटीन को अवशोषित करने के लिए शरीर को बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सबसे पहले, शरीर को प्रोटीन की अमीनो एसिड श्रृंखला को कई छोटी श्रृंखलाओं में, या स्वयं अमीनो एसिड में तोड़ना चाहिए। यह प्रक्रिया काफी लंबी है और इसके लिए विभिन्न एंजाइमों की आवश्यकता होती है जो शरीर को पाचन तंत्र में बनाना और परिवहन करना चाहिए। प्रोटीन चयापचय के अवशिष्ट उत्पादों - नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों - को शरीर से हटा दिया जाना चाहिए।


कुल मिलाकर ये सभी क्रियाएं प्रोटीन खाद्य पदार्थों के अवशोषण के लिए काफी मात्रा में ऊर्जा की खपत करती हैं। इसलिए, प्रोटीन भोजन चयापचय के त्वरण और आंतरिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा लागत में वृद्धि को उत्तेजित करता है।

शरीर भोजन की कुल कैलोरी सामग्री का लगभग 15% भोजन को आत्मसात करने पर खर्च कर सकता है।
उच्च प्रोटीन सामग्री वाला भोजन, चयापचय की प्रक्रिया में, गर्मी के उत्पादन में वृद्धि में योगदान देता है। शरीर का तापमान थोड़ा बढ़ जाता है, जिससे थर्मोजेनेसिस की प्रक्रिया के लिए अतिरिक्त ऊर्जा खपत होती है।

प्रोटीन का उपयोग हमेशा ऊर्जा पदार्थ के रूप में नहीं किया जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि शरीर के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में उनका उपयोग लाभहीन हो सकता है, क्योंकि एक निश्चित मात्रा में वसा और कार्बोहाइड्रेट से आप समान मात्रा में प्रोटीन की तुलना में बहुत अधिक कैलोरी और अधिक कुशलता से प्राप्त कर सकते हैं। इसके अलावा, शरीर में शायद ही कभी अधिक प्रोटीन होता है, और यदि है, तो अधिकांश अतिरिक्त प्रोटीन प्लास्टिक के कार्यों को करने के लिए जाते हैं।

इस घटना में कि आहार में वसा और कार्बोहाइड्रेट के रूप में ऊर्जा स्रोतों की कमी होती है, शरीर को संचित वसा का उपयोग करने के लिए लिया जाता है।

आहार में पर्याप्त मात्रा में प्रोटीन मोटे लोगों में धीमी चयापचय को सक्रिय और सामान्य करने में मदद करता है, और आपको मांसपेशियों को बनाए रखने की भी अनुमति देता है।

यदि पर्याप्त प्रोटीन नहीं है, तो शरीर मांसपेशी प्रोटीन का उपयोग करने के लिए स्विच करता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि शरीर के रखरखाव के लिए मांसपेशियां इतनी महत्वपूर्ण नहीं हैं। अधिकांश कैलोरी मांसपेशी फाइबर में जल जाती है, और मांसपेशियों में कमी से शरीर की ऊर्जा लागत कम हो जाती है।

बहुत बार, जो लोग वजन घटाने के लिए विभिन्न आहारों का पालन करते हैं, वे ऐसे आहार का चयन करते हैं जिसमें भोजन के साथ बहुत कम प्रोटीन शरीर में प्रवेश करता है। एक नियम के रूप में, ये सब्जी या फलों के आहार हैं। नुकसान के अलावा, ऐसा आहार कुछ भी नहीं लाएगा। प्रोटीन की कमी से अंगों और प्रणालियों की कार्यप्रणाली बाधित होती है, जो विभिन्न विकारों और बीमारियों का कारण बनती है। प्रत्येक आहार को प्रोटीन के लिए शरीर की आवश्यकता के संदर्भ में माना जाना चाहिए।

प्रोटीन के अवशोषण और ऊर्जा की जरूरतों में उनके उपयोग के साथ-साथ प्रोटीन चयापचय के उत्पादों के उत्सर्जन जैसी प्रक्रियाओं के लिए अधिक तरल पदार्थ की आवश्यकता होती है। निर्जलित न होने के लिए, आपको प्रति दिन लगभग 2 लीटर पानी लेने की आवश्यकता है।

प्रोटीन और उनके कार्य।

हम उन मुख्य पदार्थों का अध्ययन करेंगे जो हमारे जीवों को बनाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण में से एक प्रोटीन है।

गिलहरी(प्रोटीन, पॉलीपेप्टाइड्स) - कार्बन पदार्थ, जिसमें चेन-लिंक्ड होते हैं अमीनो अम्ल. वे सभी कोशिकाओं का एक अनिवार्य हिस्सा हैं।

अमीनो अम्ल- कार्बन यौगिक, जिसके अणुओं में एक साथ कार्बोक्सिल (-COOH) और अमाइन (NH2) समूह होते हैं।

वह यौगिक जिसमें बड़ी संख्या में अमीनो अम्ल होते हैं, कहलाते हैं - पॉलीपेप्टाइड. इसकी रासायनिक संरचना में प्रत्येक प्रोटीन एक पॉलीपेप्टाइड है। कुछ प्रोटीन कई पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं से बने होते हैं। अधिकांश प्रोटीन में औसतन 300-500 अमीनो एसिड अवशेष होते हैं। कई बहुत कम प्राकृतिक प्रोटीन, 3-8 अमीनो एसिड लंबे और बहुत लंबे बायोपॉलिमर, 1500 से अधिक अमीनो एसिड लंबे ज्ञात हैं।

प्रोटीन के गुण उनकी अमीनो एसिड संरचना को कड़ाई से निश्चित क्रम में निर्धारित करते हैं, और अमीनो एसिड संरचना, बदले में, आनुवंशिक कोड द्वारा निर्धारित की जाती है। प्रोटीन बनाते समय 20 मानक अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है।

प्रोटीन की संरचना।

कई स्तर हैं:

- प्राथमिक संरचना -पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड के प्रत्यावर्तन के क्रम से निर्धारित होता है।

बीस अलग-अलग अमीनो एसिड की तुलना रासायनिक वर्णमाला के 20 अक्षरों से की जा सकती है, जो 300-500 अक्षरों के "शब्द" को बनाते हैं। 20 अक्षरों से आप असीमित संख्या में इतने लंबे शब्द लिख सकते हैं। यदि हम मानते हैं कि किसी शब्द में कम से कम एक अक्षर का प्रतिस्थापन या पुनर्व्यवस्था इसे एक नया अर्थ देती है, तो 500 अक्षरों वाले एक शब्द में संयोजनों की संख्या 20500 होगी।

यह ज्ञात है कि एक प्रोटीन अणु में एक अमीनो एसिड इकाई को दूसरे द्वारा प्रतिस्थापित करने से इसके गुण बदल जाते हैं। प्रत्येक कोशिका में कई हजार विभिन्न प्रकार के प्रोटीन अणु होते हैं, और उनमें से प्रत्येक को अमीनो एसिड के कड़ाई से परिभाषित अनुक्रम की विशेषता होती है। यह किसी दिए गए प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड के प्रत्यावर्तन का क्रम है जो इसके विशेष भौतिक रासायनिक और जैविक गुणों को निर्धारित करता है। शोधकर्ता लंबे प्रोटीन अणुओं में अमीनो एसिड के अनुक्रम को समझने और ऐसे अणुओं को संश्लेषित करने में सक्षम हैं।

- माध्यमिक संरचना- प्रोटीन अणु एक सर्पिल के रूप में, घुमावों के बीच समान दूरी के साथ।

निकटवर्ती मोड़ों पर स्थित NH और C=O समूहों के बीच हाइड्रोजन बंध उत्पन्न होते हैं। उन्हें कई बार दोहराया जाता है, सर्पिल के नियमित घुमावों को ठीक करें।

- तृतीयक संरचना- एक सर्पिल कुंडल का निर्माण।

यह उलझन प्रोटीन श्रृंखला के वर्गों के नियमित अंतःस्थापित होने से बनती है। अमीनो एसिड के सकारात्मक और नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए समूह प्रोटीन श्रृंखला के व्यापक रूप से दूरी वाले हिस्सों को आकर्षित करते हैं और एक साथ लाते हैं। प्रोटीन अणु के अन्य भाग, उदाहरण के लिए, "जल-विकर्षक" (हाइड्रोफोबिक) रेडिकल ले जाने वाले, एक दूसरे से संपर्क करते हैं।

प्रत्येक प्रकार के प्रोटीन को एक गेंद के अपने आकार की विशेषता होती है जिसमें झुकता और लूप होता है। तृतीयक संरचना प्राथमिक संरचना पर निर्भर करती है, अर्थात श्रृंखला में अमीनो एसिड के क्रम पर।
- चतुर्धातुक संरचना- असेंबली प्रोटीन, जिसमें कई श्रृंखलाएं होती हैं जो प्राथमिक संरचना में भिन्न होती हैं।
एक साथ मिलकर, वे एक जटिल प्रोटीन बनाते हैं जिसमें न केवल एक तृतीयक होता है, बल्कि एक चतुर्धातुक संरचना भी होती है।

प्रोटीन विकृतीकरण।

आयनकारी विकिरण, उच्च तापमान, मजबूत आंदोलन, अत्यधिक पीएच मान (हाइड्रोजन आयनों की एकाग्रता) के साथ-साथ अल्कोहल या एसीटोन जैसे कई कार्बनिक सॉल्वैंट्स के प्रभाव में, प्रोटीन अपनी प्राकृतिक अवस्था को बदलते हैं। प्रोटीन की प्राकृतिक संरचना का उल्लंघन कहलाता है विकृतीकरण।अधिकांश प्रोटीन अपनी जैविक गतिविधि खो देते हैं, हालांकि विकृतीकरण के बाद उनकी प्राथमिक संरचना नहीं बदलती है। तथ्य यह है कि विकृतीकरण की प्रक्रिया में, माध्यमिक, तृतीयक और चतुर्धातुक संरचनाओं का उल्लंघन होता है, अमीनो एसिड अवशेषों के बीच कमजोर बातचीत के कारण, और सहसंयोजक पेप्टाइड बॉन्ड (इलेक्ट्रॉनों के संघ के साथ) नहीं टूटते हैं। तरल और पारदर्शी चिकन अंडे के प्रोटीन को गर्म करने पर अपरिवर्तनीय विकृतीकरण देखा जा सकता है: यह घना और अपारदर्शी हो जाता है। विकृतीकरण प्रतिवर्ती भी हो सकता है। विकृतीकरण कारक के उन्मूलन के बाद, कई प्रोटीन अपने प्राकृतिक रूप में लौटने में सक्षम होते हैं, अर्थात। पुनर्विक्रय

भौतिक या रासायनिक कारकों की कार्रवाई के जवाब में प्रोटीन की स्थानिक संरचना को विपरीत रूप से बदलने की क्षमता चिड़चिड़ापन, सभी जीवित प्राणियों की सबसे महत्वपूर्ण संपत्ति है।

प्रोटीन कार्य करता है।

उत्प्रेरक

हर जीवित कोशिका में सैकड़ों जैव रासायनिक प्रतिक्रियाएं लगातार होती रहती हैं। इन अभिक्रियाओं के दौरान बाहर से आने वाले पोषक तत्वों का विभाजन और ऑक्सीकरण होता है। ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप प्राप्त पोषक तत्वों की ऊर्जा और उनके टूटने के उत्पादों का उपयोग कोशिका द्वारा विभिन्न कार्बनिक यौगिकों को संश्लेषित करने के लिए किया जाता है जिनकी उसे आवश्यकता होती है। ऐसी प्रतिक्रियाओं की तीव्र घटना जैविक उत्प्रेरक, या प्रतिक्रिया त्वरक - एंजाइम द्वारा प्रदान की जाती है। एक हजार से अधिक विभिन्न एंजाइम ज्ञात हैं। वे सभी सफेद हैं।
एंजाइम प्रोटीन - शरीर में प्रतिक्रियाओं को तेज करता है। एंजाइम जटिल अणुओं (अपचय) और उनके संश्लेषण (उपचय) के टूटने के साथ-साथ डीएनए और आरएनए टेम्पलेट संश्लेषण के निर्माण और मरम्मत में शामिल हैं।

संरचनात्मक।

साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक प्रोटीन, एक प्रकार के आर्मेचर की तरह, कोशिकाओं और कई जीवों को आकार देते हैं और कोशिकाओं के आकार को बदलने में शामिल होते हैं। कोलेजन और इलास्टिन संयोजी ऊतक (उदाहरण के लिए, उपास्थि) के अंतरकोशिकीय पदार्थ के मुख्य घटक हैं, और बाल, नाखून, पक्षी के पंख, और कुछ गोले एक अन्य संरचनात्मक प्रोटीन, केराटिन से बने होते हैं।

सुरक्षात्मक।

1. शारीरिक सुरक्षा।(उदाहरण: कोलेजन एक प्रोटीन है जो संयोजी ऊतकों के अंतरकोशिकीय पदार्थ का आधार बनाता है)

1. रासायनिक सुरक्षा।प्रोटीन अणुओं के लिए विषाक्त पदार्थों का बंधन उनके विषहरण को सुनिश्चित करता है। (उदाहरण: लीवर एंजाइम जो जहर को तोड़ते हैं या उन्हें घुलनशील रूप में परिवर्तित करते हैं, जो शरीर से उनके तेजी से निष्कासन में योगदान देता है)

1. प्रतिरक्षा सुरक्षा।जब बैक्टीरिया या वायरस जानवरों और मनुष्यों के रक्त में प्रवेश करते हैं, तो शरीर विशेष सुरक्षात्मक प्रोटीन - एंटीबॉडी का उत्पादन करके प्रतिक्रिया करता है। ये प्रोटीन शरीर के लिए विदेशी रोगजनकों के प्रोटीन से बंधते हैं, जो उनकी महत्वपूर्ण गतिविधि को दबा देते हैं। प्रत्येक विदेशी प्रोटीन के लिए, शरीर विशेष "एंटी-प्रोटीन" - एंटीबॉडी का उत्पादन करता है।

नियामक।

रक्त में हार्मोन ले जाया जाता है। अधिकांश पशु हार्मोन प्रोटीन या पेप्टाइड होते हैं। हार्मोन को रिसेप्टर से बांधना एक संकेत है जो कोशिका में प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। हार्मोन रक्त और कोशिकाओं में पदार्थों की एकाग्रता, वृद्धि, प्रजनन और अन्य प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। ऐसे प्रोटीन का एक उदाहरण है इंसुलिनजो रक्त में ग्लूकोज की मात्रा को नियंत्रित करता है।

कोशिकाएं अंतरकोशिकीय पदार्थ के माध्यम से प्रेषित सिग्नल प्रोटीन का उपयोग करके एक दूसरे के साथ बातचीत करती हैं। ऐसे प्रोटीन में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, साइटोकिन्स और वृद्धि कारक।

साइटोकाइन्स- छोटे पेप्टाइड सूचना अणु। वे कोशिकाओं के बीच बातचीत को विनियमित करते हैं, उनके अस्तित्व को निर्धारित करते हैं, विकास को प्रोत्साहित या दबाते हैं, भेदभाव, कार्यात्मक गतिविधि और क्रमादेशित कोशिका मृत्यु, प्रतिरक्षा, अंतःस्रावी और तंत्रिका तंत्र के कार्यों का समन्वय सुनिश्चित करते हैं।

यातायात।

रक्त में केवल प्रोटीन ही पदार्थों का परिवहन करते हैं, उदाहरण के लिए, लाइपोप्रोटीन(वसा स्थानांतरण) हीमोग्लोबिन(ऑक्सीजन परिवहन), ट्रांसफ़रिन(लौह परिवहन) या झिल्लियों के पार - ना +, के + -एटीपीस(सोडियम और पोटेशियम आयनों के ट्रांसमेम्ब्रेन ट्रांसपोर्ट के विपरीत), Ca2+-ATPase(कैल्शियम आयनों को कोशिका से बाहर निकालना)।

रिसेप्टर।

प्रोटीन रिसेप्टर्स या तो साइटोप्लाज्म में स्थित हो सकते हैं या कोशिका झिल्ली में एकीकृत हो सकते हैं। रिसेप्टर अणु का एक हिस्सा एक संकेत प्राप्त करता है, सबसे अधिक बार एक रासायनिक पदार्थ, और कुछ मामलों में, प्रकाश, यांत्रिक क्रिया (उदाहरण के लिए, खींच), और अन्य उत्तेजना।

निर्माण।

विकास की प्रक्रिया में जानवरों ने दस विशेष रूप से जटिल अमीनो एसिड को संश्लेषित करने की क्षमता खो दी है, जिन्हें आवश्यक कहा जाता है। वे उन्हें पौधे और जानवरों के भोजन के साथ तैयार करवाते हैं। ऐसे अमीनो एसिड डेयरी उत्पादों (दूध, पनीर, पनीर), अंडे, मछली, मांस, साथ ही सोयाबीन, बीन्स और कुछ अन्य पौधों के प्रोटीन में पाए जाते हैं। पाचन तंत्र में, प्रोटीन अमीनो एसिड में टूट जाते हैं, जो रक्तप्रवाह में अवशोषित हो जाते हैं और कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं। कोशिकाओं में, तैयार अमीनो एसिड से, अपने स्वयं के प्रोटीन का निर्माण होता है, जो किसी दिए गए जीव की विशेषता होती है। प्रोटीन सभी सेलुलर संरचनाओं का एक अनिवार्य घटक है और यह उनकी महत्वपूर्ण निर्माण भूमिका है।

ऊर्जा।

प्रोटीन कोशिका के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं। कार्बोहाइड्रेट या वसा की कमी से अमीनो एसिड के अणु ऑक्सीकृत हो जाते हैं। इस प्रक्रिया में निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग शरीर की महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को सहारा देने के लिए किया जाता है। लंबे समय तक उपवास के साथ, मांसपेशियों, लिम्फोइड अंगों, उपकला ऊतकों और यकृत के प्रोटीन का उपयोग किया जाता है।

मोटर (मोटर)।

मोटर प्रोटीन का एक पूरा वर्ग शरीर के आंदोलनों के लिए प्रदान करता है, उदाहरण के लिए, मांसपेशियों में संकुचन, मांसपेशियों में मायोसिन पुलों की गति, शरीर के भीतर कोशिकाओं की गति (उदाहरण के लिए, ल्यूकोसाइट्स का अमीबिड आंदोलन)।

वास्तव में, यह प्रोटीन के कार्यों का एक बहुत ही संक्षिप्त विवरण है, जो केवल शरीर में उनके कार्यों और महत्व को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित कर सकता है।

प्रोटीन के बारे में समझने के लिए एक छोटा सा वीडियो: