ماهو البروتين ؟

البروتين مركب عضوي ذو وزن جزيئي عالي يتكون من احماض أمينية مترابطة مع بعضها بوساطة رابطة ببتيدية (peptide bonds) . البروتين ضروري في تركيب ووظيفة كلّ الخلايا الحية و حتى الفيروسات.



العديد من البروتينات تشكل الانزيمات أَو وحدات بروتينية تدخل في تركيب الإنزيماتِ. كما يقوم البروتين بأدوار أخرى هيكليةِ َو ميكانيكيةِ، مثل تشكيل الدعاماتَ و المفاصلَ ضمن الهيكل الخلوي( cytoskeleton ) . تلعب البروتينات مهام حيوية اخرى فهي عضو مهم في الإستجابة المناعية و في تخزين و نقل الجزيئات الحيوية كما تشكل مصدرا للاحماض الأمينية بالنسبة للكائنات التي لا تستطيع تشكيل هذه الاحماض الأمينية بنفسها .



البروتينات أيضا واحدة من الجزيئات الضخمة الحيوية إلى جانب عديدات السكريدات ( polysaccharides ) و الدسم و الاحماض النووية , و هذه الجريئات الضخمة الحيوية تشكل بمجموعها مكونات المادة الحية الأساسية




تركيب البروتين

يتألف البروتين من سلاسل ببتيدية مؤلفة من ترابط أحماض نووية تلتف فيما بعد لتشكل بنية ثلاثية الأبعاد فريدة ( يتميز كل بروتين ببنية مختلفة عن البروتينات الأخرى , تدعى هذه البنية بالحالة الأصلية للبروتين و تتحدد حسب ترتيب الاحماض الأمينية في عملية الترابط التي تشكل السلاسل البروتينية .



بنية أولية: تحددها تسلسل الاحماض الأمينية

بنية ثانوية: تتألف من بنى ثانوية تتشكل من التفاف السلاسل الببتيدية على بعضها بشكل حلزونات ألفا و صفائح بيتا .

بنية ثالثية: وهي ما يحدد شكل البروتين النهائي , تتألف من اجتماع البنى الثانوية للبروتين ( لوالب ألفا و صفائح بيتا ) بوساطة قوى فيزيائية غير تكافؤية لتعطي الشكل النهائي للبروتين

بنية رابعية: يستخدم عادة هذا المصطلح للدلالة على البنية التي تكونها اتحاد بروتينين أو أكثر في ما يسمى الوحدة البروتينية .

البنية البروتينية غير ثابتة اطلاقا بل تتغير لتأدية وظائفها المختلفة و لتحقيق هذا التغيير البنيوي يحدث تغير في ارتباطات البنية الثالثية و الرابعية , لذلك ندعو هذه البنى الثالثية و الرابعية تشكيلات كيميائية و ما يحدث لها من تغيرات بالتغيرات التشكيلية conformational changes



وظائف البروتين



يشارك البروتين تقريبا في جميع العمليات الخلوية بما فيها تنظيم الوظائف الخلوية مثل نقل الإشارات الخلوية و الاستقلاب فعملية تكسير البروتينات نفسها تجري في الخلية بالإستعانة بأنزيمات ( و هي مركبات بروتينية ) تدعى بروتيازات .



آلية التنظيم البروتيني

يمكن للبروتينات ان تربط بها جزيئات كيماوية متنوعة و شوارد معدنية ضمن تجويفات خاصة في بنيتها تدعى : مواقع الإرتباط Bindingsites ومع ذلك تتميز البروتينات باصطفائية كيميائية عالية تجاه المركبات التي ترتبط بها . تدعى المركبات التي ترتبط بالبروتينات لجينات ligand , أما شدة الارتباط لجين-بروتين فهي إحدى خصائص موقع الارتباط و تدعى الألفة affinity .



بما أن البروتينات تتدخل في كل عملية تتم ضمن الخلايا الحية , لذلك فإن التحكم في العمليات الحيوية يمكن ان يتم عن طريق التحكم بفعالية هذه البروتينات . هذا التنظيم لمل البروتينات يمكن أن يتم عن طريق شكل البروتينات أو تركيزها :



تحوير تفارغي Allosteric modulation

تحوير تساهمي Covalent modulation



كمال اجسام