Blockdit Logo (Mobile)
Ben Benidja
•
18 พ.ค. 2020 เวลา 00:18 • การศึกษา
โมเลกุลแห่งชีวิต ตอน โปรตีน
การดำรงชีวิตและกิจกรรมต่าง ๆที่เกิดขึ้นในร่างกายสิ่งมีชีวิตล้วนแล้วแต่เกี่ยวข้องกับโปรตีนทั้งสิ้น โปรตีนมาจากภาษากรีกว่า proteios แปลว่า “มาเป็นอย่างแรก” หรือ “ลำดับแรก” เพราะโปรตีนถือว่าเป็นโมเลกุลพื้นฐานและส่วนใหญ่ในเซลล์สิ่งมีชีวิต มีหน้าที่หลากหลายตามแต่ละชนิดของโปรตีน เช่น การเร่งปฏิกิริยาเคมีภายในเซลล์ ป้องกันเชื้อโรค เก็บสะสม ขนส่ง ติดต่อสื่อสาร ช่วยการเคลื่อนที่ และเป็นโครงสร้างของเซลล์ เป็นต้น
1
Cr.Wikimedia commons
ในส่วนของกรดอะมิโนที่เซลล์ใช้ในการสร้างโปรตีนชนิดต่าง ๆ มีทั้งหมด 20 ชนิด โดย มีรูปแบบของโครงสร้างคล้ายกัน ประกอบด้วยหมู่อะมิโน(H-N-H) กับหมู่คาร์บอกซิล(HO-C=O) ต่างกันเพียงแต่หมู่ R ที่ใช้ในการแยกอะมิโน แต่ละชนิด และคุณสมบัติของอะมิโนที่แตกต่างกัน
กรดอะมิโน
โปรตีนเกิดจากการรวมตัวกัน ของกรดอะมิโน ด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) เป็นสาย โพลิเพปไทด์(polypeptide) โดยโปรตีนเกิดจากสายโพลิเพปไทด์เพียงหนึ่งสาย และบางชนิดอาจมีมากกว่าหนึ่งสายรวมตัวกันทำให้เกิดโปรตีนแต่ละชนิดแตกต่างกันไป
โพลิเพปไทด์
แม้ว่าโปรตีนขนาดเล็กที่สุดจะประกอบด้วยสายโพลิเพปไทด์เพียงสายเดียว แต่การที่สามารถทำหน้าที่ต่าง ๆในเซลล์ได้นั้น จำเป็นที่จะต้องมีรูปร่างลักษณะที่จำเพาะและมีการรวมตัวกันหลาย ๆโพลิเพปไทด์ เช่น โปรตีนบางชนิดลักษณะเป็นทรงกลม(Globular protein)บางชนิดเป็นเส้นสายเหมือนตาข่าย(Fibrous protein) เป็นต้น เพราะการทำงานและหน้าที่ของโปรตีนจะขึ้นอยู่ กับการจดจำและการเข้าไปเกาะกับโมเลกุลอื่นอย่างจำเพาะ อย่างเช่นโปรตีนที่ทำหน้าที่เป็นภูมิคุ้มกันให้กับร่างกายอย่าง แอนติบอดี้(Antibody) จำเป็นจะต้องมีรูปร่างที่จำเพาะกับเชื้อโรคหรือแอนติเจนเพื่อจับและทำลายได้
แอนติบอดี้และแอนติเจน Cr.Wikimedia commons
เราสามารถแบ่งโปรตีนได้ถึงสี่ระดับตามความซับซ้อนของโครงสร้างและการจัดเรียงตัวของสายโพลิเพปไทด์ เรียกว่า โครงสร้างลำดับที่หนึ่ง(primary Structure) ลำดับที่สอง(Secondary Structure) ลำดับที่สาม(Tertiary Structure) และลำดับที่สี่(Quaternary Structure)
1.โครงสร้างลำดับที่หนึ่ง จะเป็นเพียงสายโพลิเพปไทด์สายเดียวเป็นเส้นยาวธรรมดา
Primary protein
2. โครงสร้างลำดับที่สอง สายโพลิเพปไทด์จะมีการบิดเป็นเกลียว เกิดจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างหมู่อะมิโนกับหมู่คาร์บอกซิล ภายในสายโพลิเพปไทด์
Secondary Stucture
3. โครงสร้างลำดับที่สาม สายโพลิเพปไทด์ จะมีรูปร่างได้หลายแบบวนสายเดียว เกิดจากพันธะหลายแบบระหว่างหมู่ R ซึ่งเป็นหมู่ที่ทำให้กรดอะมิแต่ละชนิดแตกต่างกัน เช่น การเกิดพันธะระหว่างหมู่ซัลฟไฮดริล(Sulfhydryl Group) ของกรดอะมิโนซิสเตอีน(Cysteine) เรียกว่า ไดซัลไฟด์ บริดจ์(Disulfide Bridge) เป็นต้น
Tertiary Stucture
4.โครงสร้างลำดับที่สี่ เกิดจากการรวมตัวของสายโพลิเพปไทด์มากกว่าหนึ่งสาย เช่น คอลลาเจน (Collagen) ซึ่งเป็นโปรตีนเส้นใยที่เกิดจากการรวมกันของสายโพลิเพปไทด์แบบเกลียวสามสายเรียงซ้อนกัน ทำให้มีลักษณะเป็นเกลียวขนาดใหญ่ช่วยให้ความแข็งแรง ซึ่งเป็นส่วนประกอบของเนื้อเยื่อเกี่ยวพันในผิวหนัง กระดูก และส่วนอื่น ๆของร่างกายอีกมากมาย
Quaternary Stucture
อย่างไรก็ตามโครงสร้างต่าง ๆของโปรตีนแต่ละชนิดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมในขณะนั้นด้วย ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวจะทำให้โปรตีนเสียสภาพไปจากปกติ ทำให้ไม่สามารถทำงานได้ อย่างที่เราจะเห็นใน ไข่ขาวซึ่งเป็นแหล่งโปรตีนที่สำคัญ จากเมือกใส เมื่อได้รับความร้อนจะกลายเป็นไข่ขาวขุ่น เป็นต้น
ขอบคุณภาพจาก wikimedia commons
โฆษณา