כמה אתה יודע על ההבדל בין חלבון לפפטיד חלבון?
Jun 04, 2021
3. מבנה תלת מימדי של חלבון ומבנה דו מימדי של פפטיד חלבון
המבנה התלת מימדי של החלבונים אינו נושא חדש, והמבנה הדו-ממדי של פפטידי חלבון נחקר לעומק. מבנים אלה עדיין קשורים קשר בל יינתק לבריאות הגופנית היומיומית שלנו ולטיפול הבריאותי.
מבנה התלת מימד של החלבון תורם למימוש פעילותם של מקטעי התפקוד שלו, ותהליך הבישול, תהליך החימום ושיטות הריפוי יכולים להרוס את מבנה התלת מימד של החלבון ולהפוך אותו ללא פעיל. עם זאת, פעולה זו תביא לנו לעיתים קרובות תוצאות אחרות, כגון טעם טעים ואוכל בטוח. בטכנולוגיית הידרוליזה אנזימטית ביולוגית, אנו משתמשים לעיתים קרובות בשינויי טמפרטורה ובשינויים בבסיס חומצה כדי לשנות את המבנה התלת מימדי של החלבונים, כדי להתכונן להידרוליזה אנזימטית שלאחר מכן.
למעשה, העיקרון והתהליך של מיצוי תעשייתי של חלבון מן החי דומים מאוד לבישול היומיומי שלנו בבית. לדוגמא, המרק הביתי בדרום: ראשית, משתמשים בטמפרטורה גבוהה כדי לנטרל את החלבון בבשר ובעצמות. בשלב זה, החלבון מכווץ על ידי חום, והמבנה התלת מימדי הוא קומפקטי ויכול להרוג. הוא הורג את רוב החיידקים, אך הוא אינו מתאים לפרוטאוליזה ביולוגית מיידית. להידרוליזה אנזימטית יש השפעה טובה יותר במערכת מימית. לכן, יש צורך להחליף את האש בבית ולבשל לאט, כך שמבנה התלת מימד של החלבון ייהרס אט אט במים רותחים. החלק ההידרופילי מופיע במבנה, וכך נוצר מרק מקרומולקולרי מומס. כאשר המבנה התלת מימדי נפגע, משתחררות כמה חומצות אמינו חופשיות, כך שהמרק מציג טעם ייחודי וטעים. במיצוי חלבונים תעשייתיים אנו משתמשים בטיפול בטמפרטורה בינונית, תהליך זה יכול גם להרוג את רוב החיידקים, ומכיוון שהטמפרטורה לא תעלה פתאום, מבנה התלת מימד של החלבון לא יתכווץ פתאום, אך תהיה התפרקות נכונה ופירוק גדול . שברי החלבון המולקולרי דומים במבנהם וגודלם, ויש מעט חומצות אמינו חופשיות בשברים, ואובדן החומר בתהליך ההידרוליזה האנזימטי שלאחר מכן יופחת.
כולנו יודעים שלהוסיף מעט מלח למרק בסוף זה יהפוך אותו לטעים יותר. המהות היא שמבנה התלת מימד של החלבון נשבר בהדרגה בתהליך הבישול ליצירת מולקולות חלבון מסיסות במים. למולקולות אלה יש עדיין תלת מימד מסוים. מִבְנֶה. כשמוסיפים מלח הוא מקדם פירוק נוסף של המבנה התלת מימדי של חלק מהחלבון ומשחרר יותר חומצות אמינו, מה שהופך את המרק לטעים יותר. לכן, בתעשייה אנו משתמשים בשיטות הידרוליזה אנזימטיות ביולוגיות כדי לפרק בצורה יעילה ועמוקה יותר את חלבון המבנה התלת מימדי המומס לחומצות אמינו בעלות ממד. מולקולות החלבון המבנה התלת מימדי לאחר בישול בטמפרטורה בינונית מנוטרלות ומופעלות, מהוות חלק מהן. קבוצה הידרופילית. אך מתוך המבנה, ישנם עדיין עמדות רבות בעלות פעילות כימית מסוימת, שקל לאינטראקציה שלהן, להפוך להן או ליצור מבנה מסוים עם מים, כך שלנוזל החלבון יש צמיגות מסוימת בשלב זה, והוא קל לייצר קצף בעת ערבוב, והקצף לא קל להיעלם. . למולקולות חומצות האמינו הקטנות שהוסבו אנזימטית למבנה דו מימדי יש מבנה פשוט, והקבוצה ההידרופילית משתחררת ונחשפת במידה רבה ביותר, מה שהופך את צמיגות התמיסה המימית שלה לחלשה יותר וקרובה יותר למצב המים.
ההבדל בין המבנה הדו-ממדי לתלת-ממדי ברמה המיקרוסקופית גרם לשינוי צורת תמיסת החלבון ברמה המקרוסקופית. תופעות אלה משמשות בדרך כלל גם כדי לשפוט את מידת ההתקדמות של התגובה המיקרוסקופית בתהליך מיצוי חלבונים על ידי הידרוליזה אנזימטית ביולוגית. ככל שמייצרים את המבנה הדו-ממדי, מופיעות חומצות אמינו חופשיות יותר, והחומציות במערכת מתחזקת בהדרגה ויוצרת תמיסת פפטיד חלבון מעט חומצית.
בטכנולוגיית הידרוליזה אנזימטית של חלבונים, העולם המיקרוסקופי והעולם המקרוסקופי קשורים קשר הדוק, וכל שינוי ומצב תואמים זה את זה. כל עוד נבחן הקשר בין המבנה התלת-ממדי של החלבון למבנה הדו-ממדי של פפטיד החלבון, ניתן להבין טוב יותר את תהליך הפיתרון של האנזימים הביולוגיים. הפעילות הביולוגית והערך של פפטידים חלבוניים עם מבנה דו מימדי משופרים מאוד בהשוואה לחלבונים עם מבנה תלת מימדי. יחד עם זאת, כמה מאפיינים ביולוגיים של המבנה התלת מימדי מוחלשים, מה שמתאים יותר לקליטת גוף האדם ולשימוש בו. נושא פפטידי החלבון יפורט בהמשך. המבנה הדו מימדי של פפטידי חלבונים ויישומיהם הביו-רפואיים הם כיום אחד הנקודות החמות בתחום הביו-רפואה, ועידן מדעי החיים עשוי לפתוח עידן חדש של התפתחות נמרצת.
4. האם מדובר בתזונה או בתרופות? הפונקציה האמיתית של פפטידים חלבונים
היו אנשים שקידמו את המושגים של פפטידים חלבונים, חלבונים וחלבונים מולקולות קטנות, ויש גם ספקות רבים. האם לפפטיד חלבון יש את הפונקציות הקסומות שמקדמות? בואו' ננסה לבצע ניתוח מנקודת מבט של רציונליות ושכל ישר.
ראשית, הבה נבהיר את ההבדל בין פפטידים חלבונים לחלבונים: במילים פשוטות, פפטידי חלבון הם חלק מהחלבון. פפטידים מרובי חלבונים משולבים למולקולות חלבון. יש להם פונקציות מאקרו מסוימות. ניתן לייצר חלבונים, אנזימים על בסיס חומצה או ביולוגים. מפורק לפפטידים חלבונים, פירוק נוסף יכול סוף סוף להשיג חומצות אמינו בחינם. נראה שמכיוון שפפטיד חלבון הוא חלק מחלבון, האם עדיין יש לו פעילות ותפקוד ביולוגיים מסוימים? או שמא רק לחלבונים מורכבים יש פעילות ביולוגית?
למעשה, חומצות אמינו אינן פפטידים חלבונים פשוטים ומופרעים. בדיוק כמו שאנו מייצרים מכוניות, לכל רכיב יש פונקציה ומאפיינים משלו: מצתים יכולים לייצר ניצוצות חשמליים, בוכנות יכולות להמיר אנרגיית בעירה לתנועה, ופיר ארכובה מותאם לבוכנות. המפתח הוא העברת התנועה לסט הילוכים של הצמיגים ... ורכיבים שונים משולבים למנוע, ומבנים שונים משולבים לבסוף למכונית. למרות שלמכונית יש פונקציית מאקרו, יחד עם זאת, לכל רכיב, אפילו בורג, יש גם פונקציה משלו, גם אם לא משתמשים בו ברכב, ניתן להשתמש בו גם במקומות מתואמים אחרים! זה לא רק ברמה התזונתית, אלא גם ברמת הפעילות הביולוגית.
בשלושים השנים האחרונות, פרס נובל לביולוגיה עשה מחקר רב על פפטידי חלבונים, והתוצאות משנות בהדרגה את חייהם של אנשים. אף על פי שתעמולה מסחרית מסוימת, עם הבנתם והבנתם של אנשים את הטכנולוגיות הקשורות, טכנולוגיית הייצור של החברה השתפרה, ומוצרים איכותיים נכנסו לשוק, החיים הבריאים של אנשים&# 39 ישתפרו ויהיו טובים יותר. להלן מספר קטעים מהישגים טכניים של פרס נובל במטרה להבין פפטידי חלבון מנקודת מבט אחרת:
בשנת 1984, הביוכימאי האמריקאי רוברט ברוס מריפילד גילה פפטידים, הממלאים תפקיד מפתח בצמיחה והתפתחות אנושית, מטבוליזם, מחלות, הזדקנות ומוות, וזכה באותה שנה בפרס נובל לכימיה.
בשנת 1986 ביצעו הביולוגית האיטלקית ריטה לוי-מונטלצ'יני והביולוג האמריקאי סטנלי כהן מחקר מעמיק על פפטידים ומצאו כי פפטידים יכולים לתקן תאים חולים פגומים, לווסת את מחזור חיי התאים, להפעיל תאי הזדקנות, לווסת את תעלות חילוף החומרים בין היונים, ואת התניה מקיפה של המערכות העיקריות של גוף האדם מילאה תפקיד בקידום, וזכתה באותה שנה בפרס נובל לרפואה.
בשנת 1993, ד"ר אלן סיבר ביצע את תוצאות המחקר המדעי של פפטידים בתחום הרפואי על תיקון, התניה והפעלה של תאים וגנים אנושיים. ערכו עולה על כל חומר שנמצא בהיסטוריה האנושית. הישג מחקרי מדעי זה גרם לו לזכות בפרס נובל באותה שנה.
בשנת 1999 גילה פרופסור גונטר בלובל מארצות הברית כי פפטיטי האותות שולטים בהובלת חלבונים וזכה בפרס נובל לכימיה.
בשנת 2000 הוענק למדען השבדי ארוויד קרלסון פרס נובל לכימיה על מחקריו על המנגנון המולקולרי של חלבוני העברת עצבים במוח.
בשנת 2015, מגבר&אמריקאי; המדען הטורקי עזיז סנקר, המדען השוודי תומאס לינדאהל והמדען האמריקני פול מודריץ 'זכו בפרס נובל לכימיה על שגילו כי פפטידים הם כלים לתיקון DNA בתאים.
מהתוכן הנ"ל לא קשה למצוא כי פפטידי חלבון אינם רק חומרים מזינים פשוטים כמו חומרים מזינים, אלא גם חומרים פעילים חשובים לגוף האדם, המשתתפים בתפקודים פיזיולוגיים שונים ובתהליכים מטבוליים. צריכת גוף האדם של פפטידים חלבונים לא רק מתעכלת לחומצות אמינו לצורך ספיגה חוזרת, אלא ניתן לספיגה פעילה בערוצים ספציפיים. פפטידי החלבון הנספגים בגוף אינם רק חומרים תזונתיים לבניית חלבונים, אלא ממלאים תפקידים פיזיולוגיים יותר. לקדם או לעורר כמה תהליכים מטבוליים פיזיולוגיים. זה גם מסביר מדוע חלבון סויה וחלבון בקר דומים מרמת חומצת האמינו הבסיסית ביותר, אך אכילת חלבון סויה וחלבון בקר, יש הבדלים ברורים במדדים הפיזיולוגיים של גוף האדם.
מאידך גיסא, לפפטידי החלבון שעברו הידרוליזה על ידי בעלי חיים וצמחים טבעיים עשויים להיות יותר פונקציות מטבוליות ביולוגיות שעליהן התעלמנו. אולי בתהליך גיבוש תרופות צמחיות סיניות, פפטידים מסוימים של חלבונים עשויים להיות יותר מתזונה. התפקיד, אך על ידי שינוי חילוף החומרים הפיזיולוגי או הפעילות הביולוגית, ובכך מראה את התכונות הרפואיות הייחודיות. זו עשויה להיות נקודת מבט חדשה לפריצות דרך במודרניזציה של הרפואה הסינית.
בקיצור, אם פפטידי חלבון אינם רק מזונות מזינים, לפפטידי חלבונים שונים צריכה להיות פעילות ביולוגית וערך רפואי מסוים. דרך בליעת פפטידי החלבון יכולה להיות יותר ספיגת מעיים ולשפר את הספיגה והניצול של מוצרי פפטיד חלבונים. עדיין יש יותר מדי תעלומות ומרחב לחקר בתחום פפטידי החלבון. עם הבנה רבה יותר ומחקר מעמיק יותר, תעשיית פפטיד החלבונים בוודאי תייצר ערך רב יותר.
