Proteiner

Länk till skiss av proteinstruktur, alfa, beta, peptid

Primär struktur

Den primära strukturen i ett protein är den exakta sekvensen av aminosyror sammanfogade genom peptidbindningar. Dessa är kovalenta bindningar som bildas mellan karboxylgruppen (-COOH) på en aminosyra och aminogruppen (-NH₂) på nästa, i en process kallad dehydratiseringsreaktion. Ordningen på aminosyrorna bestämmer alla högre nivåer av struktur och i slutändan proteinets funktion.

Sekundär struktur

Den sekundära strukturen utgörs av lokala veckningar av polypeptidkedjan, stabiliserade av vätebindningar mellan ryggradens N-H och C=O-grupper. De två vanligaste strukturerna är:

• Alfa-helix – en spiralform där varje aminosyra binder till den fjärde nästa via vätebindning.
• Beta-flak – platta strukturer där kedjan veckar sig fram och tillbaka och hålls ihop av vätebindningar mellan parallella eller antiparallella segment.

Tertiär struktur

Den tertiära strukturen är den fullständiga tredimensionella formen som en enda polypeptidkedja antar. Den stabiliseras av flera typer av interaktioner:

• Vätebindningar mellan sidokedjor.
• Jonbindningar (saltbryggor) mellan laddade aminosyror.
• Hydrofoba interaktioner där opolära sidokedjor samlas inåt bort från vatten.
• Disulfidbryggor – kovalenta bindningar mellan två cysteinrester via svavelatomer (S-S), vilket ger extra stabilitet.

Kvartär struktur

Den kvartära strukturen uppstår när ett protein består av fler än en polypeptidkedja. Dessa kedjor, kallade subenheter, hålls ihop av samma typ av bindningar som i tertiär struktur. Exempel är hemoglobin, som består av fyra subenheter.

Proteinkomplex

Ett proteinkomplex består av flera polypeptidkedjor eller andra biomolekyler som är organiserade i en funktionell enhet. Dessa kedjor, även kallade subenheter, hålls samman av icke-kovalenta krafter såsom vätebindningar, elektrostatiska interaktioner, eller ibland disulfidbryggor.

Proteinkomplex är vanliga i biologiska system och möjliggör avancerade funktioner som inte kan utföras av enskilda proteiner. Exempel inkluderar:

• Hemoglobin – ett tetrameriskt komplex som transporterar syre i blodet.
• ATP-syntas – ett flerkomponentskomplex som tillverkar ATP i mitokondrier.
• RNA-polymeras – involverad i transkription av DNA till RNA.

Fibrösa och globulära proteiner

Proteiner delas ofta in i två huvudkategorier baserat på deras form och funktion: fibrösa och globulära proteiner.

Fibrösa proteiner har långa, utdragna strukturer och är ofta mekaniskt starka. De är vanligtvis olösliga i vatten och fungerar strukturellt. Exempel:

• Kollagen – huvudprotein i bindväv, hud och senor.
• Keratin – finns i hår, naglar och hud.
• Elastin – ger elasticitet i vävnader som blodkärl.

Globulära proteiner är mer sfäriska i formen, ofta vattenlösliga och har dynamiska funktioner som enzymaktivitet eller transport. Exempel:

• Enzymer – som katalyserar biokemiska reaktioner (t.ex. amylas, DNA-polymeras).
• Antikroppar – del av immunsystemet.
• Insulin – ett hormon som reglerar blodsocker.