โปรตีนแต่ละชนิดแตกต่างกันเนื่องมาจากอะไร?




3. โปรตีน
           โปรตีนเป็นมหโมเลกุล ที่ประกอบด้วยสายของกรดอะมิโน (amino acid) เรียกสายนี้
ว่าพอลิเพปไทด์ (polypeptide) กรดอะมิโนมี 20 ชนิด โดยมีโครงสร้างที่เหมือนกัน คือ
หมู่อะมิโน (-NH2) และหมู่คาร์บอกซิล (-COOH) ส่วนที่แตกต่างกันคือหมู่ R (R group)
กรดอะมิโนสามารถยึดกันได้ด้วยพันธะเพปไทด์ (peptide bond) โดยเกิดปฏิกิริยา
ดีไฮเดรชัน(dehydration) ระหว่างหมู่อะมิโนและหมู่คาร์บอกซิล โปรตีนที่พบในสิ่งมีชีวิต
แต่ละชนิดมีคุณสมบัติจำเพาะในการทำหน้าที่โดยบางชนิดมีลักษณะเป็นเส้นใย (fibrous) เช่น
เส้นใยคอลลาเจน (collagen fiber) เส้นใยอีลาสติก (elastic fiber) ทำหน้าที่ด้านโครงสร้าง
ของสิ่งมีชีวิต โปรตีนบางชนิดมีลักษณะเป็นก้อนกลม ทำหน้าที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาภายใน
เซลล์ เช่น เอนไซม์ (enzyme) ชนิดต่างๆ และบางชนิดทำหน้าที่ป้องกันอันตรายให้กับ
สิ่งมีชีวิต เช่น แอนติบอดี (antibody)





รูปที่ 2.23 ภาพโครงสร้างกรดอะมิโน




รูปที่ 2.24 โครงสร้างสายพอลิเพปไทด์
ที่มา
                 http://academic.brooklyn.cuny.edu/biology/bio4fv/page/prot_gb.htm




รูปที่ 2.25 โครงสร้างกรดอะมิโน 20 ชนิด
ที่มา
                http://www.people.virginia.edu/~rjh9u/aminacid.html
โมเลกุลโปรตีนสามารถแบ่งตามลักษณะความซับซ้อนของโครงสร้างได้ 4 ประเภท คือ
3.1 โครงสร้างระดับแรก (primary structure) มีลักษณะเป็นสายยาวเกิดจากหน่วยย่อย
กรดอะมิโนมาต่อเชื่อมกัน

3.2 โครงสร้างระดับที่สอง (secondary structure) มีลักษณะเป็นสายพอลิเพปไทด์ที่บิด
เป็นเกลียว ได้แก่ เกลียวแอลฟา (alpha helix) ซึ่งเกิดจากพันธะไฮโดรเจนยึดสายพอล
ิเพปไทด์ในสายเดียวกัน และชนิด แผ่นบีตา (beta pleated sheet) ที่เกิดจากพันธะไฮโดรเจน
ที่ยึดระหว่างสายพอลิเพปไทด์

3.3 โครงสร้างระดับที่สาม (tertiary structure) เป็นโครงสร้างสามมิติเกิดจากพันธะ
หลายชนิด เช่น พันธะไฮโดรเจน พันธะไดซัลไฟด์ พันธะที่เกิดจากขั้วบวกและขั้วลบ
(พันธะไอออน) ยึดระหว่างสายพอลิเพปไทด์สายเดียวกันหรือระหว่างสาย ทำให้เกิดการขดตัว
บิดพับเป็นโครงสร้างทรงกลมสามมิติ

3.4 โครงสร้างระดับที่สี่ (quaternary structure) ประกอบด้วยพอลิเพปไทด์มากกว่า 1 สาย
ขึ้นไปโดยแต่ละสายอาจมีโครงสร้าง ปฐมภูมิ ทุติยภูมิ หรือตติยภูมิ มาจัดเรียงตัวเป็น
โครงสร้างที่ซับซ้อนขึ้น เช่น โมเลกุลฮีโมโกลบิน (hemoglobin) ซึ่งประกอบด้วย
พอลิเพปไทด์ชนิดแอลฟา ( chain) 2 สาย และสายบีตา ( chain) 2 สาย โดยแต่ละสาย
ของแอลฟาและบีตาจะมีโมเลกุลของฮีม (heme) อยู่บริเวณใจกลางซึ่งแต่ละโมเลกุลของฮีม
สามารถจับโมเลกุลของออกซิเจนในกระแสเลือดได้ 1 โมเลกุล ดังนั้น 1 โมเลกุลของ
ฮีโมโกลบินในกระแสเลือดจะสามารถพาออกซิเจนได้ 4 โมเลกุล





รูปที่ 2.26 โครงสร้างของโปรตีน
ที่มา
                 http://baen.tamu.edu/




รูปที่ 2.27 โมเลกุลฮีโมโกลบินซึ่งประกอบด้วยสายโปรตีนชนิดโกลบิน 4 สาย
คือสายแอลฟา 2 สาย และสายบีตา 2 สาย โดยแต่ละสายมีหมู่ฮีม 1 หมู่ เป็นองค์ประกอบ
ที่มา
                 http://www.people.virginia.edu/