شرح مفصل عن الببتيدات والبروتينات

شرح مفصل عن الببتيدات والبروتينات

من الجميل التعرف على امور قد لانعرفها حيث ان زيادة المرتبة العلمية يأتي من تعلم ماقد يهمنا او لايهمنا

في هذه المقالة سنتعرف بشكل اكبر على البروتينات وخواصها وعلى الببتيدات ايضا

الببتيدات

..

الببتيد عبارة عن حامضين أمينيين أو أكثر مرتبطين مع بعضهما برابطة ببتيدية

 ويتكون الببتيد من اتحاد مجموعة الكربوكسيل ألفا في حامض أميني مع مجموعة الفا أمينو في حامض أميني آخر وبذلك تتكون رابطة ببتيدية ويخرج جزيء ماء

..

..

مكونات الببتيد

..

اتحاد جزيئيين من الأحماض الأمينية يكون ببتيد ثنائي Di peptide ويحتوي على رابطة ببتيدية واحدة

اتحاد ثلاث أحماض أمينية يكون ببتيد ثلاثي Tri peptides ويحتوي على رابطتين ببتيدية

اذا زاد عدد الأحماض الأمينية عن عشرة يسمى ببتيد متعدد 

نحصل على الببتيدات من التحلل الإنزيمي للبروتين

تسمية الببتيد

..

•تسمى الببتيدات حسب نوع و ترتيب الأحماض الأمينية يستبدل المقطع (ين) من الحامض الأميني الأول بالمقطع (يل) بينما يحافظ الحامض الأخير على تسميته الأصلية

مثال: الألأنين + السيرسن ——– الألأنيل سيرين

تبدأ السلسلة الببتيدية بالحامض الأميني الذي يحمل مجموعة الأمين الحرة (الطرف الأيسر) وينتهي بالحامض الأميني الذي يحمل مجموعة الكربوكسيل الحرة (الطرف الأيمن)

مثل لوسيل جلاسيل تايروزيل سيستايين

خلط حامضين أمينين يؤدي إلى احتمالية تكون أربع نواتج لذلك عند اصطناع الببتيد بتتابع معين لوحدات الأحماض الأمينية فمن الضروري تحديد مجموعة الكربوكسيل في الحامض الأميني المشاركة في تكوين

..

الرابطة الببتيدية ثم نحمي مجموعة الأمين في هذا الحامض باتحاد مؤقت مع مجموعة حماية يسهل التخلص منها بعد إجراء الاتحاد وبالتالي يكون هذا الحامض هو الطرف الأميني

—تنشيط مجموعة الكربوكسيل في الحامض الأميني الأول لتكون عالية الفاعلية

—حماية مجموعة الكربوكسيل في الحامض الأميني الثاني وترك مجموعة الأمين حرة لتتفاعل مع مجموعة الكربوكسيل في الحامض الأميني الأول

إجراء التفاعل بين الحمض الأميني الأول والثاني

— تكرار العملية بين الببتيد الثنائي الناتج و الذي يكون الطرف الأميني مع حامض أميني ثالث  وهكذا

—الغرض من الحماية: منع المجموعة من التفاعل

—الغرض من التنشيط: جعل التفاعل لهذه المجموعة أكثر سرعة

—لابد أن تكون مجموعة الحماية سهلة الإدخال وسهلة الإزالة

من الببتيدات المهمة

..

الجلوتاثيون

..

يتألف من اتحاد ثلاثة أحماض أمينية

جلوتاميك+ سيستين+ جلايسين

يرمز له بالرمزGSH

أهم وظيفة له أنه يحافظ على الإنزيمات بشكلها المختزل الفعال  لاحتوائها على مجموعة

يوجد في كريات الدم الحمراء- الأنسجة والأغشية الدهنية , يحمي من الجذور الحرة

..

..

..

البروتينات

..

عبارة عن مواد عضوية معقدة التركيب (بوليمرات

تتركب كيميائياً من الكربون(51٪), اكسجين (23٪), نيتروجين (16٪) ,هيدروجين(7٪) , كبريت ,(3٪) فسفور (1٪)

تتشكل من وحدات من الأحماض الأمينية بتتابع معين.

تحتوي على سلسلة ببتيدية واحدة والبعض على عدة سلاسل ببتيدية

تقسيم البروتينات

..

—تقسم البروتينات على أساس تكوين البروتين وذوبانيته إلى

..

الاول : بروتينات بسيطة

—وهي كل بروتين يعطي عند تميؤه (تحلله) أحماض أمينية فقط من خصائصها إنها تذوب في الماء

—أمثلة: البروتين الموجود في بياض البيض

—بروتين الالبيومين في الدم

—بروتين الكيراتين الموجود في الشعر والاظافر

—الانسولين وهو عبارى عن سلسلتين

من الأحماض الأمينية تتالف السلسلة

الأولى من 21 حامض اميني والاخرى

من 30 حامض اميني ترتبط السلسلتين

S-Sوتسبب الالتواء روابط

الثاني: البروتينات المقترنة

..

—وهى البروتينات التي تنتج عند تحللها أحماض أمينية و مكونات أخرى قد تكون عضوية أو غير عضوية

..

—أمثلة

..

البروتينات النووية ( النيوكلوبروتين): وهى البروتينات المرتبطة بالاحماض النووية وموجودة في نواة الخلية والسيتوبلازم

البروتينات الفسفورية (الفوسفوبروتين): وهى البروتينات المرتبطة بحمض الفسفوريك وتوجد فى كازين اللبن

البروتينات الملونة : وهى البروتينات المرتبطة بصبغات النبات مثل االبروتينات الكاروتينية والبروتينات الكلوروفيلية

بروتينات المتصلة بحلقة البورفورين في الدم .الهيموجلوبين

البروتينات الدهنية (الليبوبروتين): وهى البروتينات المرتبطة بالاحماض الدهنية وتوجد فى الاغشية الحيوية

—الجليكوبروتين: بروتينات مرتبطة بالسكريات

الثالث: بروتينات مشتقة

..

هو كل بروتين ينتج من عمليات فصل الارتباط في البروتينات المقترنة أو التميؤ الجزئي للبروتينات البسيطة أو تغير الطبيعة الأساسية لأي بروتين في عملية الإفساد حيث تخرج عن حالتها الطبيعية

وتنتج بفعل إنزيمي أو كيميائي

تقسيم البروتينات حسب الصفات الطبيعية

..

 بروتينات ذات شكل كروي 

..

..

تلتف السلسلة أو السلاسل الببتيدية لهذه البروتينات على بعضها بقوة لتكون جزيء ذو شكل كروي أو بيضاوي

ولها أهمية وظيفية في نقل العناصر اللازمة لحياة الخلية مثل (الإنزيمات- الهيموجلوبين-الالبيومين في الدم)

تذوب البروتينات الكروية بسهولة في الماء

بروتينات خيطية أوليفية

..

..

لها وظائف تركيبية مثل الكولاجين الموجود في الأنسجة الضامة

الكيراتين الموجود في الشعر والريش والأظافر

تعتبر البروتينات الليفية عديمة الذوبان في الماء

..

التركيب البنائي للبروتينات

..

ينقسم إلى أربع أقسام

التركيب أو البناء الأولي

..

..

—هو عبارة عن بروتين تكون فيه الأحماض الأمينية مرتبطة مع بعضها البعض بواسطة روابط ببتيدية في ترتيب خطي

—لا توجد أي روابط أو قوى أخرى بين الأحماض الأمينية

التركيب أو البناء الثانوي

..

..

تتنظم السلاسل الببتيدية فى شكل لولبى أو في شكل صفائح مطوية  أو يشكل عشوائي

ويساعد على تنظيم البروتينات بتلك الأشكال تكون روابط هيدروجينية بين ذرة الهيدروجين التابعة لمجموعة الأمين في أحد الأحماض الأمينية وذرة الأوكسجين التابعة لمجموعة الكربوكسيل التابعة لحامض أميني آخر  يبعد عن الأول بثلاث وحدات أمينية في السلسلة الببتيدية الواحدة أو تكون الرابطة الهيدروجينية بين سلسلتين ببتيدية تكرار الروابط الهيدروجينية بهذه الطريقة يعطى للجزيء شكلا حلزونيا

تلتف أجزاء السلسلة على هيئة لولب يميني كل دورة مؤلفة من 3,6 وحدة من الأحماض الأمينية وتبرز مجموعاتها الجانبية  حول محيط اللولب بعيدا عن المحور وفي هذا البناء الملتف تأخذ مجموعة و C=O  اتجاهات محددة تتيح تكون رابطة هيدروجينية

يتخذ الشكل الحلزوني المظهر الليفي مثل بروتين الكولاجين المكون للألياف البيضاء

هذا النوع من البروتينات غير قابلة للذوبان في الماء مثل بروتينات الشعر والأظافر

..

..

..

التركيب أو البناء الثالثي

..

..

تلتف السلاسل الببتيدية وتنطوي وتنثني حتى تصبح على شكل كروي مثل كرة صوف النسيج وذلك بفعل عدة عوامل وروابط

الروابط الأيونية أو تكون الاملاح: بين مجموعة كربوكسيل حرة في أحد طرفي متعدد الببتيدات ومجموعة أمين حرة في

الطرف الآخر المتعدد الببتيدات

 تكون رابطة ثنائي الكبريتوهو ينشا من أكسدة وحدتين متقابلتين من الحامض الاميني السيستيين فيتكون ارتباط

 الفعل المتبادل بين المجموعات النافرة من الماء حيث تتجمع قرب بعضها محاطة ببيئة مشابهه بطبيعتها فتدفن نفسها في طيات بالبروتين بعيدا عن الوسط المائي

 الروابط الهيدروجينية: حيث تتكون بين المجموعات الجانبية للوحدات المشتركة في السلسلة بحيث تكون بارزة على السطح

..

التركيب أو البناء الرباعي

..

—هو ترابط مجموعات من الوحدات الثانوية للبروتين سواء كانت متشابهة أو غير متشابهة لتكون بوليمر صغير على هيئة حزمة

—وحيث أن معظم البروتينات في حالتها الطبيعية لا تكون منفردة بينما تكون في تجمع مع بروتين أو أكثر, ويتم الربط بالروابط الهيدروجينية والروابط الكارهة للماء

—مثل الهيموجلوبين فهو تجمع من أربع جزيئات

من البروتين كل جزيئين من نوع واحد

وجزيء من صنف أخر هو الهيم

..

نقاط مهمه

..

—هرمون الأنسولين يتكون من سلسلتين مختلفتين من متعدد الببتيدات. يربطهما رابطتين من روابط ثنائي الكبريتيد

—كل سلسلة تمر بالمستويات الثلاث الأولى في تركيبها وعندما تتحد يظهر التركيب الرباعي للبروتين. التركيب الرباعي يحدث نتيجة لروابط بين أكثر من سلسلة واحدة

—ولهذه المستويات الأربعة من التراكيب دورا كبيرا فى تحديد الخواص التابعة للبروتين

—اختلاف البروتينات في خواصها منشأه الاختلاف في هذه المستويات الأربع

….

إفساد البروتين

..

تتوقف الوظيفة البيولوجية للبروتين على البناء الثلاثي بما فيه من انطواء وانثناء والتفاف, وهناك عوامل تفسد هذا الترتيب ومنها

 التسخين والتعرض لدرجات حرارة عالية

 إضافة حمض قوي أو قاعدة قوية

 الضوء والأشعة فوق بنفسجية

 أشعة X

 تعرضه لتركيزات عالية من مركبات قطبية مثل اليوريا والكحول

ويؤدي ذلك إلى إبطال الأفعال المتبادلة والارتباطات في السلسلة الببتيدية وتصبح سلاسل مفتوحة وأحيانا يكون الإفساد نهائي أي أن العملية غير عكسية حيث يفقد البروتين خواصه الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية ويضيع الشكل والتركيب الفراغي الخاص به

….

أهم التغيرات التي تحدث للبروتين عند حدوث الإفساد

نقص أو فقد الفاعلية البيولوجية الخاصة بالبروتين

 يغير شكل وحجم الجزيء

 تنقص فاعلية العديد من المجموعات الكيميائية الموجودة في الجزيء

تفقد خواصه المحبة للماء وتكتسب خواص غير محبة للماء

..

مصادر