>
أنواع البروتينات
يدخل فى تركيب أجسام الكائنات الحية آلاف الأنواع من البروتينات يمكن أن تُقسم إلى نوعين رئيسين هما :
ملحوظة :
♢ الإنزيمات
♦ عبارة عن بروتينات يدخل فى تكوينها الأحماض الأمينية .
♦ من أجل أن يحافظ الجسم على توازنه تحدث فى خلاياه تفاعلات كيميائية تنتج له الطاقة وتبنى له المواد التى هو فى حاجة إليها .
♦ بدون وجود الإنزيمات لن تتم هذه التفاعلات لأنها لاتتم من تلقاء نفسها أو تتم بشكل بطئ جداً .
♦ كل إنزيم له تفاعل خاص به ينشطه فقط .
فمثلاُ :
جزئ واحد من إنزيم يسمى يورينيز يقدر على تفكيك 30 ألف جزئ بولينا فى ثانية واحدة ( البولينا هى الناتج النهائى لأيض البروتينات ) ، لكن لوغاب هذا الإنزيم سيحتاج هذا التفاعل لكى يتم ويكتمل إلى مايقرب من 3 ميلون سنة .
♢ الهرمونات :
ليس كل الهرمونات بروتينات فبعضها بروتينات والبعض الآخر مشتق من الدهون مثل الإسترويدات .
♢ هناك أحماض أمينية غير بروتينية :
لها دور فى المناعة فى النبات وهى خارج الـ 20 نوع التى تدخل فى تركيب البروتينات .
خطة بناء البروتين :
هناك خطة مشتركة لبناء آلاف الأنواع من البروتينات التى توجد فى الأنظمة الحية ( أجسام الكائنات الحية ) حيث :
➣ يدخل فى تركيب البروتينات 20 نوع من الأحماض الأمينية ( الوحدات البنائية الأساسية للبروتين وهى تشبه عربات القطار فى إتصالها ببعضها البعض ) ولها تركيب أساسى واحد .
➣ ترتبط الأحماض الأمينية ببعضها البعض بروابط ببتيدية فى وجود إنزيمات خاصة فى تفاعل نازع للماء لتكوين بوليمر عديد الببتيد الذى يكون البروتين , حيث ترتبط سلاسل عديد الببتيد معاً بروابط هيدروجينية ضعيفة لتكوين البروتين وإكسابه شكله النهائى .
➣ بالرغم من أن عدد الأحماض الأمينية ثابت (20) إلا أن عدد البروتينات لا نهائى وتختلف فيما بينها بسبب :
1- إختلاف أعداد وأنواع وترتيب الأحماض الأمينية فى البوليمرات ( عديدات الببتيد ) .
فمثلاً :
لو أن عدد الأحماض الأمينية 4 أحماض أمينية ونريد تكوين سلسلة عديد ببتيد من 4 أحماض أمينية سنحصل على 12 ترتيب مختلف لسلاسل عديد ببتيد رباعية لكل منها خواصها التى تميزها عن السلسلة الأخرى .
ملحوظة :
ترتيب الأحماض الأمينية هو الذى يحدد التركيب الثلاثى الأبعاد للبروتين ( بمعنى أنه يحدد الإلتفافات والإنحناءات فى سلسلة أو سلاسل عديد الببتيد التى تشكل البروتين بسبب الروابط الهيدروجينية المتكونة بين الأحماض الأمينية المكونة لسلسلة واحدة وبين الأحماض الأمينية بين سلسلتين ) , وشكل البروتين هو الذى يؤثر فى وظيفته فلو حدث أى خلل فى بعض مواقع الأحماض الأمينية المهمة ( الموقع الفعال ) يحدث خلل فى الوظيفة ( كما يحدث فى إنزيم ما بتأثير الحرارة ) .
2 – عدد السلاسل الببتيدية ( البوليمرات ) التى تدخل فى بناء البروتين .
فمثلاً :
بروتين الألبيومين فى البلازما يتكون من سلسلة واحدة ببتيدية و هرمون الأنسولين ( بروتين ) يتكون من 51 حمض أمينى مرتبة فى سلسلتين ببتيديتين ( بوليمرين ) يرتبطان بروابط كبريتيدية وبروتين الهيموجلوبين يتكون من 4 سلاسل ببتيدية .
3- الروابط الهيدروجينية الضعيفة التى تعطى الجزئ شكله المميز .
بروتين الألبيومين فى البلازما يتكون من سلسلة واحدة ببتيدية و هرمون الأنسولين ( بروتين ) يتكون من 51 حمض أمينى مرتبة فى سلسلتين ببتيديتين ( بوليمرين ) يرتبطان بروابط كبريتيدية وبروتين الهيموجلوبين يتكون من 4 سلاسل ببتيدية .
و المتكونة بين الأحماض الأمينية المكونة لسلسلة ببتيدية أوبين الأحماض الأمينية لسلسلتين ببتيديتين مما يتسبب فى إلتفاف تلك السلاسل لتكوين حلزونات وصفائح تكون الشكل النهائى الثلاثى الأبعاد للبروتين حيث :
تتكون الروابط الهيدروجينية بين ذرة الهيدروجين فى مجموعة الأمين في أحد الأحماض الأمينية وذرة الأكسجين فى مجموعة الكربوكسِيْل التابعة لحمض أمينى آخر سواء فى نفس السلسلة أو فى سلسلة أخرى مقابلة .
ملحوظة :
♦ عدد الأحماض الأمينية التى تدخل فى تركيب كل البروتينات هى 20 حمض أمينى فقط ( اختلافها فى العدد والترتيب والنوع يجعلها تشكل آلاف البروتينات كما هو الحال مثلاً فى حروف الهجاء فهى بالرغم من كونها 28 حرف أبجدى تشكل ملايين الكلمات بسبب إختلاف عددها فى الكلمات وترتيبها ونوعها ) .
♦ كما أن الطوب هو وحدات بناء الحائط فإن الأحماض الأمينية هى وحدات بناء البروتين حيث ترتبط تلك الوحدات فى شكل يشبه المسبحة وحباتها هى الأحماض الأمينية .
- إذا ارتبط حمضين أمينين معاً تكون ثنائى الببتيد .
- إذا ارتبطت ثلاثة أحماض أمينية معاً تكون ثلاثى الببتيد .
- إذا إتحدت عدة أحماض أمينية معاً يسمى الناتج عديد الببتيد .
♦ كل الأحماض الأمينية الموجودة داخل جسم الإنسان أتت من طريقين :
- 11 حمض أمينى تسمى ( الأحماض الأمينية غيرالأساسية ) :
يقدر الجسم على بنائها وتخزينها فى خلاياه والإنتظار فيها لحين الحاجة إليها .
- 9 أحماض أمينية تسمى ( الأحماض الأمينية الأساسية ) :
لا يقدر الجسم على بنائها أو ينتجها بكميات ضئيلة لا تلبى إحتياجاته ، ويلزم الحصول عليها من الغذاء ( من البروتين الحيوانى والنباتى حيث تهضم تلك البروتينات بفعل إنزيمات الهضم فى المعدة لتتحول إلى مكوناتها الأساسية وهى الأحماض الأمينية التى تسرى فى الدم وتصل لكل خلايا الجسم وتنتظر فيها أيضاً لحين الحاجة لها ) .
♦ عندما تحتاج الخلية لبروتين ما سواء سيدخل فى تركيب جزء منها أو فى أداء وظيفة ما ستستعمل الأحماض الأمينية المخزنة فيها وترتب بطريقة معينة فى سلسلة عديد ببتيد طريقة تحضيرها موجودة على جزء من الـDNA يسمى جين ويتم نسخ هذا الجين وتصويره بشفرة على m-RNA والتى يقرأها الريبوسوم حيث يفهمها ويترجمها إلى البروتين المقابل .
♦ الأحماض الأمينية الأساسية التسعة موجودة في الفول والذرة معاً وهى :
التربتوفان – الميثيونين – الفالين – الثريونين – الفينيل آلانين – ليوسين – أيزوليوسين – لايسين – هيستيدين .
التركيب الأساسى للأحماض الأمينية :
تتصل ذرة الكربون الأولى ( المركزية ) فى الحمض الأمينى بـ 4 مجموعات تكفى لملأ حاجتها من الروابط ( 4 ) وهى :
1- مجموعة كربوكسِيْل ( COOH) الحمضية السالبة الشحنة .
2 - مجموعة أمينية (NH2) القاعدية الموجبة الشحنة .
3- مجموعة ألكيل ( R ) :
- تختلف بإختلاف الحمض الأمينى .
- توجد فى 19 حمض أمينى فمثلاً فى الآلانين تكون ميثيل CH3 .
- هى السبب فى تنوع الأحماض الأمينية كما أن القاعدة النيتروجينية هى السبب فى تنوع النيوكليوتيدات .
4- ذرة هيدروجين (H ) .
ملحوظة :
♦ الجلايسين :هو الحمض الأمينى الوحيد الذى يحتوى على ذرة هيدروجين بدلاً من مجموعة الألكيل .
♦ يسمى الحمض الأمينى حمض قاعدى
حمض نسبة لوجود مجموعة الكربوكسيل COOH و قاعدى نسبة لوجود مجموعة الأمين NH2 .
♦ مجموعات الألكيل لها الصيغة العامة CnH2n+1 .
♦ مجموعات الألكيل لها الصيغة العامة CnH2n+1 .
