Vad är globulära proteiner: definition, funktioner & exempel
Lär dig vad globulära proteiner är, deras struktur och funktioner som enzymer, hormoner och transportörer — med tydliga exempel som myoglobin och hemoglobin.
Globulära proteiner är en vanlig typ av protein. De är en av tre huvudtyper av proteiner tillsammans med fibrer och membranproteiner.
Struktur och egenskaper
Globulära proteiner får sin form genom proteinveckning. De består av polypeptidkedjor som viks till en kompakt, ungefär sfärisk form. Denna tredimensionella struktur bestäms av sekundär-, tertiär- och ibland kvartärstruktur (när flera polypeptidkedjor bildar ett funktionellt komplex).
Ytan på globulära proteiner har ofta många hydrofila (”vattenälskande”) sidokedjor, vilket gör dem relativt lösliga i vatten och kroppsvätskor. Hydrofoba (”vattenavstötande”) grupper tenderar att packas in i proteinets kärna, vilket bidrar till stabiliteten i den veckade strukturen.
Funktioner
Till skillnad från många fiberproteiner, som främst har strukturella roller, utför globulära proteiner ett brett spektrum av biologiska funktioner. Exempel på roller de kan ha är:
- Enzymer katalyserar organiska reaktioner som äger rum i organismen under milda förhållanden och med stor specificitet. Olika esteraser fyller denna funktion.
- Budbärare, genom att överföra meddelanden för att reglera biologiska processer. Denna funktion utförs av hormoner, t.ex. insulin osv.
- Transportörer av andra molekyler genom membranen.
- Lager av aminosyror.
- Regleringen av andra molekyler sker också av globulära proteiner snarare än av fiberproteiner.
- Strukturella proteiner, t.ex. aktin och tubulin, som är globulära och lösliga som monomerer, men som polymeriseras för att bilda långa, styva fibrer.
Förtydliganden till funktionerna ovan:
- Som enzymer bildar globulära proteiner aktiva ytor (aktivt säte) där substrat bindas och omvandlas — detta möjliggör snabba och specifika kemiska reaktioner i cellen.
- Som budbärare eller hormoner (t.ex. insulin) fungerar de som kemiska signaler som påverkar cellers metabolism och funktion.
- Transportfunktioner kan ske både som fria bärarproteiner i blodet och som translokatorer i membran (membranen), där de flyttar joner eller molekyler över lipiddubbelskiktet.
- Som reserv kan vissa globulära proteiner fungera som tillfälliga depåer för aminosyror och andra näringsämnen.
- Globulära proteiner deltar också i immunförsvaret (antikroppar), signalöverföring, cellrörelse och cellcykelns reglering.
Exempel
Två välkända exempel på globulära proteiner är myoglobin och hemoglobin. Myoglobin finns i muskelceller och lagrar syre för snabb användning. Hemoglobin finns i röda blodkroppar och transporterar syre i blodet; det är ett tetramer (fyra subenheter) och visar kooperativ bindning, vilket är viktigt för effektiv syretransport.
Stabilitet och denaturering
Globulära proteiners struktur är känslig för förändringar i miljön. Extrem pH, höga temperaturer, organiska lösningsmedel eller förändrade jonstyrkor kan rubba de svaga krafter (vätebindningar, jonbindningar, hydrofoba interaktioner) som håller proteinet veckat. När dessa krafter försvagas talar man om denaturering — proteinet tappar sin normala form och därmed ofta sin funktion. Vissa globulära proteiner kan återfå korrekt veckning under gynnsamma förhållanden, medan andra förlorar funktionen permanent.
Betydelse i medicin och bioteknik
Globulära proteiner är centrala i medicinsk diagnostik och terapi (t.ex. enzymer som biomarkörer, terapeutiska proteiner som insulin och monoklonala antikroppar). De används också i industrin (enzymatiska processer i livsmedels- och läkemedelsproduktion) och i forskning (rekommendation av proteinstruktur och funktion vid sjukdomsstudier).
Sammanfattningsvis är globulära proteiner mångsidiga, nära kopplade till cellens metabolism och reglering, och viktiga både biologiskt och praktiskt inom medicin och teknik.
Tredimensionell struktur av hemoglobin, ett globulärt protein.
Globuliner
Globuliner är alla globulära proteiner utom albuminer. De har högre molekylvikt än albuminer. De är olösliga i rent vatten men löses upp i utspädda saltlösningar.
Vissa globuliner har en viktig funktion som antikroppar, andra är ansvariga för transport av lipider, järn eller koppar i blodet.
Frågor och svar
F: Vad är ett globulärt protein?
S: Ett globulärt protein är en vanlig typ av protein som är en av tre typer, tillsammans med fibrösa proteiner och membranproteiner.
F: Hur bildas strukturen hos ett globulärt protein?
S: Strukturen hos ett globulärt protein är ett resultat av proteinveckning, vilket innebär att polypeptidkedjor veckas till en kompakt sfärform.
F: Varför är globulära proteiner lösliga i vatten?
S: Globulära proteiner är lösliga i vatten på grund av de hydrofila ("vattenälskande") sidokedjorna som sticker ut från molekylernas utsida.
F: Vilken roll spelar globulära proteiner i metaboliska reaktioner?
S: Globulära proteiner spelar en viktig roll i metaboliska reaktioner och kan fungera som enzymer, budbärare, transportörer av andra molekyler genom membraner och regulatorer av andra molekyler.
F: Hur skiljer sig globulära proteiner från fibrösa proteiner?
S: Globulära proteiner kan fungera som enzymer och budbärare och har en kompakt, sfärisk form, medan fibrösa proteiner har en mer långsträckt form och vanligtvis är involverade i strukturella funktioner.
F: Vilka är några exempel på globulära proteiner?
S: Exempel på globulära proteiner är myoglobin och hemoglobin, som är involverade i syretransporten i blodet.
F: Vilken funktion har hormoner i biologiska processer?
S: Hormoner överför meddelanden för att reglera biologiska processer, t.ex. insulin, som reglerar blodsockernivån.
Sök