शरीर में प्रोटीन के कार्य. सुरक्षात्मक प्रोटीन

संरचनात्मक कार्य

उत्प्रेरक कार्य

शरीर में प्रोटीन के कार्य

शरीर में प्रोटीन का सबसे प्रसिद्ध कार्य विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण है। एंजाइम वे प्रोटीन होते हैं जिनमें विशिष्ट उत्प्रेरक गुण होते हैं, अर्थात प्रत्येक एंजाइम एक या अधिक समान प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। एंजाइम उन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जो जटिल अणुओं (अपचय) को तोड़ते हैं और उन्हें संश्लेषित करते हैं (उपचय), जिसमें डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत और टेम्पलेट आरएनए संश्लेषण शामिल हैं। 2013 तक, 5,000 हजार से अधिक एंजाइमों का वर्णन किया जा चुका था। एंजाइमेटिक कटैलिसीस के परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया का त्वरण बहुत बड़ा हो सकता है: उदाहरण के लिए, एंजाइम ऑरोटिडाइन 5"-फॉस्फेट डिकार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया एक अउत्प्रेरित की तुलना में 1017 गुना तेजी से आगे बढ़ती है (ऑरोटिक एसिड डिकार्बोक्सिलेशन का आधा जीवन 78 मिलियन है) एक एंजाइम के बिना वर्ष और एक एंजाइम की भागीदारी के साथ 18 मिलीसेकंड)। अणु, जो एंजाइम से जुड़ते हैं और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बदलते हैं, सब्सट्रेट कहलाते हैं।

साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक प्रोटीन, एक प्रकार के सुदृढीकरण की तरह, कोशिकाओं और कई अंगों को आकार देते हैं और कोशिकाओं के आकार को बदलने में शामिल होते हैं। अधिकांश संरचनात्मक प्रोटीन फिलामेंटस होते हैं: उदाहरण के लिए, एक्टिन और ट्यूबुलिन के मोनोमर्स गोलाकार, घुलनशील प्रोटीन होते हैं, लेकिन पोलीमराइजेशन के बाद वे लंबे फिलामेंट्स बनाते हैं जो साइटोस्केलेटन बनाते हैं, जो कोशिका को अपना आकार बनाए रखने की अनुमति देता है। कोलेजन और इलास्टिन अंतरकोशिकीय पदार्थ के मुख्य घटक हैं संयोजी ऊतक(उदाहरण के लिए, उपास्थि), और एक अन्य संरचनात्मक प्रोटीन, केराटिन, बाल, नाखून, पक्षी पंख और कुछ गोले बनाता है।

वहाँ कई हैं प्रजातियाँ सुरक्षात्मक कार्यप्रोटीन:

शारीरिक सुरक्षा. शरीर की शारीरिक सुरक्षा कोलेजन द्वारा प्रदान की जाती है, एक प्रोटीन जो संयोजी ऊतकों (हड्डियों, उपास्थि, टेंडन और त्वचा की गहरी परतों (डर्मिस) सहित) के अंतरकोशिकीय पदार्थ का आधार बनाता है; केराटिन, जो सींगदार स्कूट, बालों का आधार बनाता है , पंख, सींग और एपिडर्मिस के अन्य व्युत्पन्न। आमतौर पर ऐसे प्रोटीन को संरचनात्मक कार्य वाले प्रोटीन के रूप में माना जाता है। इस समूह में प्रोटीन के उदाहरण फाइब्रिनोजेन और थ्रोम्बिन हैं, जो रक्त के थक्के जमने में शामिल होते हैं।

रासायनिक सुरक्षा. प्रोटीन अणुओं द्वारा विषाक्त पदार्थों का बंधन उनके विषहरण को सुनिश्चित कर सकता है। विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिकालीवर एंजाइम मनुष्यों में विषहरण में भूमिका निभाते हैं, जहर को तोड़ते हैं या उन्हें घुलनशील रूप में परिवर्तित करते हैं, जो शरीर से उनके तेजी से उन्मूलन की सुविधा प्रदान करता है।

प्रतिरक्षा सुरक्षा. प्रोटीन जो रक्त और अन्य जैविक तरल पदार्थ बनाते हैं, रोगज़नक़ों द्वारा क्षति और हमले दोनों के लिए शरीर की रक्षा प्रतिक्रिया में शामिल होते हैं। पूरक प्रणाली के प्रोटीन और एंटीबॉडी (इम्युनोग्लोबुलिन) दूसरे समूह के प्रोटीन से संबंधित हैं; वे बैक्टीरिया, वायरस या विदेशी प्रोटीन को निष्क्रिय कर देते हैं। अनुकूली में एंटीबॉडी शामिल हैं प्रतिरक्षा तंत्र, उन पदार्थों, एंटीजन से जुड़ते हैं, जो किसी दिए गए जीव के लिए विदेशी हैं, और इस तरह उन्हें बेअसर कर देते हैं, उन्हें विनाश के स्थानों पर निर्देशित करते हैं। एंटीबॉडी को बाह्य कोशिकीय स्थान में स्रावित किया जा सकता है या प्लाज्मा कोशिकाओं नामक विशेष बी लिम्फोसाइटों की झिल्लियों में एम्बेड किया जा सकता है।

वे जीवित जीवों में कई महत्वपूर्ण कार्य करते हैं। इसलिए, जीवों में कई अलग-अलग प्रोटीन होते हैं।

प्रोटीन का एंजाइमेटिक कार्ययह है कि वे शरीर में होने वाली विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। एंजाइमेटिक फ़ंक्शन को कैटेलिटिक भी कहा जाता है। उत्प्रेरण के दौरान रासायनिक प्रतिक्रियाओं में तेजी आती है और यह तेजी लाखों गुना भी हो सकती है।

हजारों एंजाइम प्रोटीन होते हैं, उनमें से प्रत्येक अपनी रासायनिक प्रतिक्रिया या समान प्रतिक्रियाओं के समूह को कार्यान्वित करता है। उनके द्वारा की जाने वाली प्रतिक्रियाओं के प्रकार के अनुसार, एंजाइमों को वर्गों में विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, ऑक्सीडोरडक्टेस रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, हाइड्रोलेज़ रासायनिक बंधों का हाइड्रोलिसिस प्रदान करते हैं, आदि। प्रतिक्रिया पूरे एंजाइम अणु द्वारा उत्प्रेरित नहीं होती है, बल्कि केवल इसके तथाकथित सक्रिय केंद्र द्वारा उत्प्रेरित होती है। इसमें अणु का वह हिस्सा शामिल होता है जो सब्सट्रेट (वह अणु जो परिवर्तन से गुजरता है) और कई अमीनो एसिड (अक्सर एक साथ स्थित नहीं) को बांधता है जो प्रतिक्रिया को सक्षम बनाता है।

प्रोटीन एक संरचनात्मक कार्य करते हैं. वे कोशिका झिल्ली और अंगक, अंतरकोशिकीय पदार्थ (प्रोटीन कोलेजन और इलास्टिन), बाल, नाखून, आदि (केराटिन) का हिस्सा हैं।

प्रोटीन का मोटर कार्यइसमें संकुचन करने वाली मांसपेशियाँ (एक्टिन और मायोसिन) होती हैं, जो कोशिकाओं, उनके सिलिया और फ्लैगेल्ला की गति को सुनिश्चित करती हैं।

ऐसे प्रोटीन होते हैं जो कोशिका के अंदर और पूरे शरीर में विभिन्न पदार्थों के परिवहन को सुनिश्चित करते हैं। ऐसे प्रोटीन प्रदान करते हैं परिवहन कार्य. जब इसकी सांद्रता अधिक होती है तो वे आसानी से सब्सट्रेट से जुड़ जाते हैं और इसकी सांद्रता कम होने पर इसे आसानी से छोड़ देते हैं। परिवहन प्रोटीन में हीमोग्लोबिन शामिल है। फेफड़ों में यह ऑक्सीजन को बांधता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है, लेकिन ऊतकों में इसका उल्टा होता है।

कोशिका झिल्ली बनाने वाले कई प्रोटीन झिल्ली के पार छोटे अणुओं के परिवहन को सुनिश्चित करते हैं। ऐसा परिवहन या तो निष्क्रिय (चैनल प्रोटीन) या सक्रिय (वाहक प्रोटीन) हो सकता है।

प्रोटीन के नियामक और सिग्नलिंग कार्यविविध. कई इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाएं (कोशिका चक्र, प्रतिलेखन और अनुवाद, अन्य प्रोटीन की गतिविधि का सक्रियण या दमन, आदि) प्रोटीन द्वारा नियंत्रित होती हैं।

कई हार्मोन रक्त में पाए जाने वाले प्रोटीन होते हैं। जब एक हार्मोन एक विशिष्ट रिसेप्टर से जुड़ता है, तो कोशिका को एक संकेत प्राप्त होता है, जो एक प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। हार्मोन पदार्थों की सांद्रता, विकास प्रक्रिया, प्रजनन अवधि आदि को नियंत्रित करते हैं।

कोशिकाएं सिग्नलिंग प्रोटीन के माध्यम से एक दूसरे के साथ बातचीत करती हैं जो अंतरकोशिकीय पदार्थ के माध्यम से प्रसारित होती हैं। उदाहरण के लिए, ऐसे संकेत कोशिका वृद्धि को उत्तेजित या बाधित कर सकते हैं। यह किसी विशेष अंग प्रणाली की कोशिकाओं के कामकाज में स्थिरता सुनिश्चित करता है।

प्रमुखता से दिखाना प्रोटीन का रिसेप्टर कार्य. रिसेप्टर प्रोटीन साइटोप्लाज्म और झिल्ली दोनों में स्थित हो सकते हैं। जब रिसेप्टर पर कार्रवाई की जाती है रासायनिक पदार्थया एक भौतिक उत्तेजना (प्रकाश, दबाव, आदि), तो यह बदल जाता है। अणु में यह परिवर्तन किसी विशिष्ट प्रतिक्रिया के उत्प्रेरण, आयनों के मार्ग, या संदेशवाहक अणुओं के बंधन के माध्यम से कोशिका के अन्य भागों में संचारित होता है।

प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्यभी बहुत विविध है. कोलेजन और केराटिन न केवल संरचनात्मक कार्य प्रदान करते हैं, बल्कि शरीर की शारीरिक सुरक्षा भी प्रदान करते हैं। इसके अलावा, शरीर शारीरिक रूप से फाइब्रिनोजेन और थ्रोम्बिन द्वारा संरक्षित होता है, जो चोट के स्थानों (हवा के संपर्क) पर रक्त का थक्का बनाते हैं।

प्रोटीन विदेशी विषाक्त पदार्थों को बांधने और तोड़ने या स्वयं का उत्पादन करके (अन्य जीवों से सुरक्षा के लिए) रासायनिक सुरक्षा प्रदान करते हैं।

सुरक्षात्मक प्रोटीन एंटीबॉडी हैं जो सूक्ष्मजीवों और विदेशी प्रोटीन को बेअसर करते हैं। इस प्रकार प्रोटीन प्रतिरक्षा सुरक्षा प्रदान करते हैं।

यदि शरीर में कार्बोहाइड्रेट और वसा की कमी है, तो प्रोटीन, अंतिम उत्पादों में टूटकर कार्य कर सकता है ऊर्जा समारोह.

प्रोटीन को ऊर्जा के स्रोत और अमीनो एसिड के स्रोत के रूप में संग्रहीत किया जा सकता है (उदाहरण के लिए, अंडे में)। यह प्रोटीन भंडारण समारोह.

प्रोटीन सभी जीवित जीवों का आधार हैं। ये वे पदार्थ हैं जो कोशिका झिल्ली, ऑर्गेनेल, उपास्थि, टेंडन और सींग वाले ऊतकों के घटकों के रूप में कार्य करते हैं। हालांकि, प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य सबसे महत्वपूर्ण में से एक है।

प्रोटीन: संरचनात्मक विशेषताएं

लिपिड, कार्बोहाइड्रेट और न्यूक्लिक एसिड के साथ-साथ प्रोटीन भी होते हैं कार्बनिक पदार्थ, जो जीवित प्राणियों का आधार बनते हैं। ये सभी प्राकृतिक बायोपॉलिमर हैं। इन पदार्थों में बार-बार दोहराई जाने वाली संरचनात्मक इकाइयाँ शामिल होती हैं। उन्हें मोनोमर्स कहा जाता है। ऐसे प्रोटीन के लिए संरचनात्मक इकाइयाँअमीनो एसिड हैं. जंजीरों में जुड़कर, वे एक बड़े मैक्रोमोलेक्यूल का निर्माण करते हैं।

प्रोटीन स्थानिक संगठन के स्तर

बीस अमीनो एसिड की एक श्रृंखला विभिन्न संरचनाएं बना सकती है। ये अमीनो एसिड की एक श्रृंखला द्वारा दर्शाए गए स्थानिक संगठन या संरचना के स्तर हैं। जब यह एक सर्पिल में मुड़ता है, तो एक द्वितीयक सर्पिल प्रकट होता है। तृतीयक संरचना तब होती है जब पिछली संरचना को एक कुंडल या ग्लोब्यूल में घुमा दिया जाता है। लेकिन अगली संरचना सबसे जटिल है - चतुर्धातुक। इसमें कई ग्लोब्यूल्स होते हैं।

प्रोटीन के गुण

यदि चतुर्धातुक संरचना प्राथमिक संरचना, अर्थात् अमीनो एसिड की श्रृंखला, में नष्ट हो जाती है, तो विकृतीकरण नामक एक प्रक्रिया होती है। यह प्रतिवर्ती है. अमीनो एसिड की श्रृंखला फिर से अधिक जटिल संरचनाएं बनाने में सक्षम है। परन्तु जब विनाश होता है, अर्थात्। प्राथमिक का विनाश बहाल नहीं किया जा सकता। यह प्रक्रिया अपरिवर्तनीय है. विनाश हममें से प्रत्येक द्वारा किया गया था जब हमने प्रोटीन युक्त उत्पादों को थर्मल रूप से संसाधित किया था - मुर्गी के अंडे, मछली का मांस।

प्रोटीन कार्य: तालिका

प्रोटीन के अणु बहुत विविध होते हैं। यह उनकी क्षमताओं की एक विस्तृत श्रृंखला को निर्धारित करता है, जो कि प्रोटीन के कार्यों (तालिका में आवश्यक जानकारी शामिल है) द्वारा निर्धारित होती है जो जीवित जीवों के अस्तित्व के लिए एक आवश्यक शर्त है।

शरीर में प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य

जैसा कि आप देख सकते हैं, प्रोटीन के कार्य अपने महत्व में बहुत विविध और महत्वपूर्ण हैं। लेकिन हमने उनमें से एक और का उल्लेख नहीं किया है। शरीर में प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य विदेशी पदार्थों के प्रवेश को रोकना है जो शरीर को महत्वपूर्ण नुकसान पहुंचा सकते हैं। यदि ऐसा होता है, तो विशेष प्रोटीन उन्हें बेअसर करने में सक्षम होते हैं। इन रक्षकों को एंटीबॉडी या इम्युनोग्लोबुलिन कहा जाता है।

प्रतिरक्षा निर्माण की प्रक्रिया

हर सांस के साथ रोगजनक बैक्टीरिया और वायरस हमारे शरीर में प्रवेश करते हैं। वे रक्तप्रवाह में प्रवेश करते हैं, जहां वे सक्रिय रूप से गुणा करना शुरू करते हैं। हालाँकि, उनके रास्ते में एक बड़ी बाधा खड़ी है। ये रक्त प्लाज्मा प्रोटीन हैं - इम्युनोग्लोबुलिन या एंटीबॉडी। वे विशिष्ट हैं और शरीर के लिए विदेशी पदार्थों और संरचनाओं को पहचानने और बेअसर करने की क्षमता रखते हैं। इन्हें एंटीजन कहा जाता है. इस प्रकार प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य स्वयं प्रकट होता है। इसके उदाहरणों को इंटरफेरॉन के बारे में जानकारी के साथ जारी रखा जा सकता है। यह प्रोटीन भी विशिष्ट है और वायरस को पहचानता है। यह पदार्थ कई इम्यूनोस्टिम्युलेटिंग दवाओं का आधार भी है।

सुरक्षात्मक प्रोटीन की उपस्थिति के लिए धन्यवाद, शरीर रोगजनक कणों का विरोध करने में सक्षम है, अर्थात। उसमें रोग प्रतिरोधक क्षमता विकसित हो जाती है। यह जन्मजात या हासिल किया जा सकता है। सभी जीव जन्म के क्षण से ही प्रथम से संपन्न होते हैं, जिसकी बदौलत जीवन संभव है। और अधिग्रहीत विभिन्न संक्रामक रोगों से पीड़ित होने के बाद प्रकट होता है।

यांत्रिक सुरक्षा

प्रोटीन एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, सीधे कोशिकाओं और पूरे शरीर को यांत्रिक प्रभावों से बचाते हैं। उदाहरण के लिए, क्रस्टेशियंस एक शेल की भूमिका निभाते हैं, जो मज़बूती से सभी सामग्रियों की रक्षा करते हैं। हड्डियाँ, मांसपेशियाँ और उपास्थि शरीर का आधार बनते हैं, और न केवल कोमल ऊतकों और अंगों को होने वाले नुकसान को रोकते हैं, बल्कि अंतरिक्ष में इसकी गति भी सुनिश्चित करते हैं।

रक्त के थक्के

रक्त का थक्का जमने की प्रक्रिया भी प्रोटीन का एक सुरक्षात्मक कार्य है। यह विशेष कोशिकाओं - प्लेटलेट्स की उपस्थिति के कारण संभव है। जब रक्त वाहिकाएं क्षतिग्रस्त हो जाती हैं, तो वे नष्ट हो जाती हैं। प्लाज्मा के परिणामस्वरूप, फ़ाइब्रिनोजेन अपने अघुलनशील रूप - फ़ाइब्रिन में परिवर्तित हो जाता है। यह एक जटिल एंजाइमेटिक प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप फाइब्रिन धागे अक्सर आपस में जुड़ जाते हैं और एक घना नेटवर्क बनाते हैं जो रक्त को बाहर बहने से रोकता है। दूसरे शब्दों में, रक्त का थक्का या थ्रोम्बस बनता है। यह शरीर की एक सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया है। सामान्य जीवन के दौरान यह प्रक्रिया अधिकतम दस मिनट तक चलती है। लेकिन हीमोफीलिया, जो मुख्य रूप से पुरुषों को प्रभावित करता है, में मामूली चोट लगने पर भी व्यक्ति की मृत्यु हो सकती है।

हालाँकि, अगर अंदर खून के थक्के बन जाते हैं नस, ये बहुत खतरनाक हो सकता है. कुछ मामलों में, इससे इसकी अखंडता का उल्लंघन और आंतरिक रक्तस्राव भी हो जाता है। इस मामले में, रक्त को पतला करने वाली दवाओं की सिफारिश की जाती है।

रासायनिक सुरक्षा

प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य भी प्रकट होता है रासायनिक युद्धरोगजनक पदार्थों के साथ. और यह पहले से ही शुरू हो जाता है मुंह. एक बार जब भोजन इसमें प्रवेश कर जाता है, तो यह लार के प्रतिवर्ती स्राव का कारण बनता है। इस पदार्थ का आधार पानी है, एंजाइम जो पॉलीसेकेराइड और लाइसोजाइम को तोड़ते हैं। यह बाद वाला पदार्थ है जो हानिकारक अणुओं को बेअसर करता है, शरीर को उनके आगे के प्रभावों से बचाता है। यह श्लेष्मा झिल्ली में भी पाया जाता है जठरांत्र पथ, और आंसू द्रव में जो आंख के कॉर्निया को धोता है। में बड़ी मात्रालाइसोजाइम होता है स्तन का दूध, नासॉफिरिन्जियल बलगम और चिकन अंडे का सफेद भाग।

तो, प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य मुख्य रूप से शरीर के रक्त में बैक्टीरिया और वायरल कणों को बेअसर करने में प्रकट होता है। परिणामस्वरूप, इसमें रोगजनक एजेंटों का विरोध करने की क्षमता विकसित होती है। इसे इम्यूनिटी कहते हैं. प्रोटीन जो बाहरी और का हिस्सा हैं आंतरिक कंकाल, आंतरिक सामग्री को यांत्रिक क्षति से बचाएं। और लार और अन्य वातावरण में पाए जाने वाले प्रोटीन पदार्थ शरीर पर रासायनिक एजेंटों की कार्रवाई को रोकते हैं। दूसरे शब्दों में, प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य प्रदान करना है आवश्यक शर्तेंसभी जीवन प्रक्रियाओं के लिए.

अन्य जैविक मैक्रोमोलेक्यूल्स (पॉलीसेकेराइड, लिपिड और न्यूक्लिक एसिड) की तरह, प्रोटीन होते हैं आवश्यक घटकसभी जीवित जीव कोशिका के जीवन में निर्णायक भूमिका निभाते हैं। प्रोटीन चयापचय प्रक्रियाओं को अंजाम देते हैं। वे इंट्रासेल्युलर संरचनाओं का हिस्सा हैं - ऑर्गेनेल और साइटोस्केलेटन, बाह्य अंतरिक्ष में स्रावित होते हैं, जहां वे कोशिकाओं के बीच संचारित सिग्नल के रूप में कार्य कर सकते हैं, भोजन के हाइड्रोलिसिस और अंतरकोशिकीय पदार्थ के निर्माण में भाग ले सकते हैं।

प्रोटीन का उनके कार्यों के अनुसार वर्गीकरण मनमाना है, क्योंकि एक ही प्रोटीन कई कार्य कर सकता है। इस तरह की बहुक्रियाशीलता का एक अच्छी तरह से अध्ययन किया गया उदाहरण लाइसिल-टीआरएनए सिंथेटेज़ है, जो एमिनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस के वर्ग का एक एंजाइम है, जो न केवल लाइसिन अवशेषों को टीआरएनए से जोड़ता है, बल्कि कई जीनों के प्रतिलेखन को भी नियंत्रित करता है। प्रोटीन अपनी एंजाइमिक गतिविधि के कारण कई कार्य करते हैं। इस प्रकार, एंजाइम मोटर प्रोटीन मायोसिन, नियामक प्रोटीन प्रोटीन किनेसेस, परिवहन प्रोटीन सोडियम-पोटेशियम एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट आदि हैं।

बैक्टीरियल यूरेज़ एंजाइम का आणविक मॉडल हैलीकॉप्टर पायलॉरी

उत्प्रेरक कार्य

शरीर में प्रोटीन का सबसे प्रसिद्ध कार्य विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उत्प्रेरण है। एंजाइम वे प्रोटीन होते हैं जिनमें विशिष्ट उत्प्रेरक गुण होते हैं, अर्थात प्रत्येक एंजाइम एक या अधिक समान प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है। एंजाइम उन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं जो जटिल अणुओं (अपचय) को तोड़ते हैं और उन्हें संश्लेषित करते हैं (उपचय), जिसमें डीएनए प्रतिकृति और मरम्मत और टेम्पलेट आरएनए संश्लेषण शामिल हैं। 2013 तक, 5,000 हजार से अधिक एंजाइमों का वर्णन किया जा चुका था। एंजाइमैटिक कटैलिसीस के परिणामस्वरूप प्रतिक्रिया का त्वरण बहुत बड़ा हो सकता है: उदाहरण के लिए, एंजाइम ऑरोटिडाइन 5"-फॉस्फेट डिकार्बोक्सिलेज़ द्वारा उत्प्रेरित एक प्रतिक्रिया एक अउत्प्रेरित की तुलना में 10 17 गुना तेजी से आगे बढ़ती है (ऑरोटिक एसिड डिकार्बोक्सिलेशन का आधा जीवन 78 है) एक एंजाइम के बिना मिलियन वर्ष और एक एंजाइम की भागीदारी के साथ 18 मिलीसेकंड) अणु जो एक एंजाइम से जुड़ते हैं और प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप बदलते हैं, सब्सट्रेट कहलाते हैं।

यद्यपि एंजाइमों में आम तौर पर सैकड़ों अमीनो एसिड अवशेष होते हैं, उनमें से केवल एक छोटा सा अंश सब्सट्रेट के साथ बातचीत करता है, और इससे भी छोटी संख्या - औसतन 3-4 अमीनो एसिड अवशेष, जो अक्सर प्राथमिक संरचना में बहुत दूर स्थित होते हैं - सीधे शामिल होते हैं उत्प्रेरण। एंजाइम अणु का वह भाग जो सब्सट्रेट बाइंडिंग और कैटेलिसिस में मध्यस्थता करता है, सक्रिय साइट कहलाता है।

1992 में इंटरनेशनल यूनियन ऑफ बायोकैमिस्ट्री एंड मॉलिक्यूलर बायोलॉजी ने एंजाइमों के लिए उनके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के प्रकार के आधार पर एक अंतिम श्रेणीबद्ध नामकरण का प्रस्ताव रखा। इस नामकरण के अनुसार एंजाइमों के नाम का अंत हमेशा होना चाहिए - अज़ाऔर उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं और उनके सबस्ट्रेट्स के नाम से बनते हैं। प्रत्येक एंजाइम को एक व्यक्तिगत कोड सौंपा गया है, जिससे एंजाइम पदानुक्रम में उसकी स्थिति निर्धारित करना आसान हो जाता है। उनके द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के प्रकार के आधार पर, सभी एंजाइमों को 6 वर्गों में विभाजित किया गया है:

• सीएफ 1: ऑक्सीडोरडक्टेस जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं;
• सीएफ 2: ट्रांसफरेज़ जो रासायनिक समूहों के एक सब्सट्रेट अणु से दूसरे में स्थानांतरण को उत्प्रेरित करते हैं;
• सीएफ 3: हाइड्रॉलेज़ जो रासायनिक बंधों के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करते हैं;
• ईएफ 4: लाइसेस जो उत्पादों में से एक में दोहरे बंधन के गठन के साथ हाइड्रोलिसिस के बिना रासायनिक बंधनों को तोड़ने को उत्प्रेरित करते हैं;
• ईसी 5: आइसोमेरेज़ जो सब्सट्रेट अणु में संरचनात्मक या ज्यामितीय परिवर्तनों को उत्प्रेरित करते हैं;
• ईसी 6: लिगैस जो एटीपी या इसी तरह के ट्राइफॉस्फेट के डिफॉस्फेट बांड के हाइड्रोलिसिस के कारण सब्सट्रेट्स के बीच रासायनिक बांड के गठन को उत्प्रेरित करते हैं।

संरचनात्मक कार्य

अधिक जानकारी: प्रोटीन का संरचनात्मक कार्य, तंतुमय प्रोटीन

साइटोस्केलेटन के संरचनात्मक प्रोटीन, एक प्रकार के सुदृढीकरण की तरह, कोशिकाओं और कई अंगों को आकार देते हैं और कोशिकाओं के आकार को बदलने में शामिल होते हैं। के सबसेसंरचनात्मक प्रोटीन फिलामेंटस होते हैं: उदाहरण के लिए, एक्टिन और ट्यूबुलिन के मोनोमर्स गोलाकार, घुलनशील प्रोटीन होते हैं, लेकिन पोलीमराइजेशन के बाद वे लंबे फिलामेंट्स बनाते हैं जो साइटोस्केलेटन बनाते हैं, जिससे कोशिका को अपना आकार बनाए रखने की अनुमति मिलती है। कोलेजन और इलास्टिन संयोजी ऊतक (उदाहरण के लिए, उपास्थि) के अंतरकोशिकीय पदार्थ के मुख्य घटक हैं, और एक अन्य संरचनात्मक प्रोटीन, केराटिन, में बाल, नाखून, पक्षी पंख और कुछ गोले होते हैं।

सुरक्षात्मक कार्य

अधिक जानकारी: प्रोटीन का सुरक्षात्मक कार्य

प्रोटीन के कई प्रकार के सुरक्षात्मक कार्य हैं:

1. शारीरिक सुरक्षा. शरीर की शारीरिक सुरक्षा कोलेजन द्वारा प्रदान की जाती है - एक प्रोटीन जो संयोजी ऊतकों (हड्डियों, उपास्थि, टेंडन और त्वचा की गहरी परतों (डर्मिस) सहित) के अंतरकोशिकीय पदार्थ का आधार बनाता है; केराटिन, जो सींगदार स्कूट, बाल, पंख, सींग और एपिडर्मिस के अन्य डेरिवेटिव का आधार बनता है। आमतौर पर, ऐसे प्रोटीन को संरचनात्मक कार्य वाले प्रोटीन माना जाता है। इस समूह में प्रोटीन के उदाहरण फ़ाइब्रिनोजेन और थ्रोम्बिन हैं, जो रक्त के थक्के जमने में शामिल होते हैं।
2. रासायनिक सुरक्षा. प्रोटीन अणुओं द्वारा विषाक्त पदार्थों का बंधन उनके विषहरण को सुनिश्चित कर सकता है। लीवर एंजाइम मनुष्यों में विषहरण, जहर को तोड़ने या उन्हें घुलनशील रूप में परिवर्तित करने में विशेष रूप से निर्णायक भूमिका निभाते हैं, जो शरीर से उनके तेजी से उन्मूलन की सुविधा प्रदान करता है।
3. प्रतिरक्षा सुरक्षा. प्रोटीन जो रक्त और अन्य जैविक तरल पदार्थ बनाते हैं, रोगज़नक़ों द्वारा क्षति और हमले दोनों के लिए शरीर की रक्षा प्रतिक्रिया में शामिल होते हैं। पूरक प्रणाली के प्रोटीन और एंटीबॉडी (इम्युनोग्लोबुलिन) दूसरे समूह के प्रोटीन से संबंधित हैं; वे बैक्टीरिया, वायरस या विदेशी प्रोटीन को निष्क्रिय कर देते हैं। एंटीबॉडी जो अनुकूली प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं, उन पदार्थों, एंटीजन से जुड़ते हैं, जो किसी दिए गए जीव के लिए विदेशी हैं, और इस तरह उन्हें निष्क्रिय कर देते हैं, और उन्हें विनाश के स्थानों पर निर्देशित करते हैं। एंटीबॉडी को बाह्य कोशिकीय स्थान में स्रावित किया जा सकता है या प्लाज्मा कोशिकाओं नामक विशेष बी लिम्फोसाइटों की झिल्लियों में एम्बेड किया जा सकता है।

विनियामक कार्य

अधिक जानकारी: उत्प्रेरक (प्रोटीन), एंटीबॉडी, प्रोटीन का नियामक कार्य

कोशिकाओं के अंदर कई प्रक्रियाएं प्रोटीन अणुओं द्वारा नियंत्रित होती हैं, जो न तो ऊर्जा के स्रोत के रूप में और न ही कोशिका के लिए निर्माण सामग्री के रूप में काम करती हैं। ये प्रोटीन कोशिका चक्र, प्रतिलेखन, अनुवाद, स्प्लिसिंग, अन्य प्रोटीन की गतिविधि और कई अन्य प्रक्रियाओं के माध्यम से कोशिका प्रगति को नियंत्रित करते हैं। प्रोटीन अपना नियामक कार्य या तो एंजाइमेटिक गतिविधि (उदाहरण के लिए, प्रोटीन काइनेज) के माध्यम से या अन्य अणुओं के साथ विशिष्ट बंधन के माध्यम से करते हैं। इस प्रकार, प्रतिलेखन कारक, सक्रियकर्ता प्रोटीन और दमनकारी प्रोटीन, अपने नियामक अनुक्रमों से जुड़कर जीन प्रतिलेखन की तीव्रता को नियंत्रित कर सकते हैं। अनुवाद स्तर पर, कई एमआरएनए की रीडिंग प्रोटीन कारकों को जोड़कर भी नियंत्रित की जाती है।

इंट्रासेल्युलर प्रक्रियाओं के नियमन में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका प्रोटीन किनेसेस और प्रोटीन फॉस्फेटेस द्वारा निभाई जाती है - एंजाइम जो फॉस्फेट समूहों को जोड़कर या हटाकर अन्य प्रोटीनों की गतिविधि को सक्रिय या दबा देते हैं।

सिग्नल फ़ंक्शन

अधिक जानकारी: प्रोटीन सिग्नलिंग फ़ंक्शन, हार्मोन, साइटोकिन्स

प्रोटीन का सिग्नलिंग कार्य प्रोटीन की सिग्नलिंग पदार्थ के रूप में कार्य करने, कोशिकाओं, ऊतकों, अंगों और जीवों के बीच सिग्नल संचारित करने की क्षमता है। सिग्नलिंग फ़ंक्शन को अक्सर नियामक फ़ंक्शन के साथ जोड़ा जाता है, क्योंकि कई इंट्रासेल्युलर नियामक प्रोटीन भी सिग्नल संचारित करते हैं।

सिग्नलिंग कार्य प्रोटीन - हार्मोन, साइटोकिन्स, वृद्धि कारक आदि द्वारा किया जाता है।

हार्मोन रक्त में प्रवाहित होते हैं। अधिकांश पशु हार्मोन प्रोटीन या पेप्टाइड होते हैं। किसी हार्मोन का उसके रिसेप्टर से बंधन एक संकेत है जो कोशिका प्रतिक्रिया को ट्रिगर करता है। हार्मोन रक्त और कोशिकाओं में पदार्थों की सांद्रता, वृद्धि, प्रजनन और अन्य प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं। ऐसे प्रोटीन का एक उदाहरण इंसुलिन है, जो रक्त में ग्लूकोज की सांद्रता को नियंत्रित करता है।

कोशिकाएँ अंतरकोशिकीय पदार्थ के माध्यम से प्रेषित सिग्नलिंग प्रोटीन का उपयोग करके एक दूसरे के साथ बातचीत करती हैं। ऐसे प्रोटीन में, उदाहरण के लिए, साइटोकिन्स और वृद्धि कारक शामिल हैं।

साइटोकिन्स पेप्टाइड सिग्नलिंग अणु हैं। वे कोशिकाओं के बीच अंतःक्रिया को नियंत्रित करते हैं, उनके अस्तित्व का निर्धारण करते हैं, विकास, विभेदन, कार्यात्मक गतिविधि और एपोप्टोसिस को उत्तेजित या दबाते हैं, प्रतिरक्षा, अंतःस्रावी और के कार्यों का समन्वय सुनिश्चित करते हैं। तंत्रिका तंत्र. साइटोकिन्स का एक उदाहरण ट्यूमर नेक्रोसिस कारक है, जो शरीर की कोशिकाओं के बीच सूजन संबंधी संकेतों को प्रसारित करता है।

परिवहन कार्य

अधिक जानकारी: प्रोटीन का परिवहन कार्य

छोटे अणुओं के परिवहन में शामिल घुलनशील प्रोटीन में सब्सट्रेट के लिए उच्च आकर्षण होना चाहिए जब यह उच्च सांद्रता में मौजूद हो और कम सब्सट्रेट एकाग्रता वाले क्षेत्रों में आसानी से जारी किया जा सके। परिवहन प्रोटीन का एक उदाहरण हीमोग्लोबिन है, जो फेफड़ों से ऑक्सीजन को अन्य ऊतकों तक और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊतकों से फेफड़ों तक पहुंचाता है, और इसके समरूप प्रोटीन के अलावा, जीवित जीवों के सभी साम्राज्यों में पाया जाता है।

कुछ झिल्ली प्रोटीन कोशिका झिल्ली में छोटे अणुओं के परिवहन में शामिल होते हैं, जिससे इसकी पारगम्यता बदल जाती है। झिल्ली का लिपिड घटक जलरोधक (हाइड्रोफोबिक) होता है, जो ध्रुवीय या आवेशित (आयनों) अणुओं के प्रसार को रोकता है। झिल्ली परिवहन प्रोटीन को आमतौर पर चैनल प्रोटीन और वाहक प्रोटीन में विभाजित किया जाता है। चैनल प्रोटीन में आंतरिक पानी से भरे छिद्र होते हैं जो आयनों (आयन चैनलों के माध्यम से) या पानी के अणुओं (एक्वापोरिन प्रोटीन के माध्यम से) को झिल्ली के पार जाने की अनुमति देते हैं। कई आयन चैनल केवल एक आयन के परिवहन के लिए विशिष्ट हैं; इस प्रकार, पोटेशियम और सोडियम चैनल अक्सर इन समान आयनों के बीच अंतर करते हैं और उनमें से केवल एक को ही गुजरने की अनुमति देते हैं। ट्रांसपोर्टर प्रोटीन, एंजाइम की तरह, प्रत्येक परिवहनित अणु या आयन को बांधते हैं और, चैनलों के विपरीत, एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके सक्रिय परिवहन कर सकते हैं। "कोशिका का पावरहाउस" - एटीपी सिंथेज़, जो प्रोटॉन ग्रेडिएंट के कारण एटीपी को संश्लेषित करता है, को झिल्ली परिवहन प्रोटीन के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

अतिरिक्त (बैकअप) फ़ंक्शन

इन प्रोटीनों में तथाकथित आरक्षित प्रोटीन शामिल हैं, जो पौधों के बीजों (उदाहरण के लिए, 7S और 11S ग्लोब्युलिन) और जानवरों के अंडों में ऊर्जा और पदार्थ के स्रोत के रूप में संग्रहीत होते हैं। शरीर में कई अन्य प्रोटीनों का उपयोग अमीनो एसिड के स्रोत के रूप में किया जाता है, जो बदले में जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों के अग्रदूत होते हैं जो चयापचय प्रक्रियाओं को नियंत्रित करते हैं।

रिसेप्टर फ़ंक्शन

अधिक जानकारी: कोशिका रिसेप्टर

प्रोटीन रिसेप्टर्स साइटोप्लाज्म में स्थित और एम्बेडेड दोनों हो सकते हैं कोशिका झिल्ली. रिसेप्टर अणु का एक हिस्सा एक संकेत, अक्सर एक रसायन, और कुछ मामलों में प्रकाश, यांत्रिक तनाव (जैसे खिंचाव), या अन्य उत्तेजनाओं को महसूस करता है। जब कोई संकेत अणु के एक निश्चित भाग - रिसेप्टर प्रोटीन - पर कार्य करता है, तो इसके गठनात्मक परिवर्तन होते हैं। परिणामस्वरूप, अणु के दूसरे भाग की संरचना, जो अन्य सेलुलर घटकों को संकेत भेजती है, बदल जाती है। कई सिग्नल ट्रांसमिशन तंत्र हैं। कुछ रिसेप्टर्स कुछ उत्प्रेरित करते हैं रासायनिक प्रतिक्रिया; अन्य आयन चैनल के रूप में काम करते हैं जो सिग्नल द्वारा ट्रिगर होने पर खुलते या बंद होते हैं; फिर भी अन्य विशेष रूप से इंट्रासेल्युलर मैसेंजर अणुओं को बांधते हैं। झिल्ली रिसेप्टर्स में, अणु का वह हिस्सा जो सिग्नलिंग अणु से जुड़ता है वह कोशिका की सतह पर स्थित होता है, और सिग्नल प्रसारित करने वाला डोमेन अंदर होता है।

मोटर (मोटर) फ़ंक्शन

मोटर प्रोटीन का एक पूरा वर्ग शरीर की गतिविधियों को प्रदान करता है, उदाहरण के लिए, मांसपेशी संकुचन, जिसमें लोकोमोशन (मायोसिन) शामिल है, शरीर के भीतर कोशिकाओं की गति (उदाहरण के लिए, ल्यूकोसाइट्स की अमीबॉइड गति), सिलिया और फ्लैगेला की गति, और इसके अलावा सक्रिय और निर्देशित इंट्रासेल्युलर परिवहन (काइनेसिन, डायनेइन)। डायनेइन्स और किनेसिन्स ऊर्जा स्रोत के रूप में एटीपी हाइड्रोलिसिस का उपयोग करके सूक्ष्मनलिकाएं के साथ अणुओं का परिवहन करते हैं। डायनेइन्स कोशिका के परिधीय भागों से सेंट्रोसोम, किनेसिन्स की ओर अणुओं और ऑर्गेनेल को विपरीत दिशा में ले जाते हैं। डायनेइन्स यूकेरियोट्स में सिलिया और फ्लैगेल्ला की गति के लिए भी जिम्मेदार हैं। मायोसिन के साइटोप्लाज्मिक वेरिएंट माइक्रोफिलामेंट्स के साथ अणुओं और ऑर्गेनेल के परिवहन में शामिल हो सकते हैं।