Clasificarea proteinelor

Clasificarea proteinelor

În functie de structura loc chimica, de rolul pe care îl îndeplinesc în organismele vii si de proprietatile lor fizico-chimice, proteinele pot fi clasificate în mai multe moduri.

Delimitarea neta între proteine si polipeptide este foarte dificila deoarece exista proteine alcatuite numai din catene polipeptidice (asa-numitele proteine simple sau holoproteine). Majoritatea autorilor delimiteaza aceste doua clase de biomolecule dupa masa lor moleculara considerând ca polipeptidele au o masa moleculara de pâna la 10.000 Da, iar proteinele au masa moleculara superioara acestei valori.

În functie de forma moleculelor, proteinele sunt de doua tipuri:

. Acestea sunt reprezentate de proteinele ce joaca rol plastic, adica acele proteine ce intra în structura membranelor biologice, a tesuturilor si organelor. Proteinele structurale cele mai bine studiate sunt: colagenul întâlnit în tesutul conjunctiv din cartilaje, tendoane, piele, oase etc., elastina ce intra în structura tesutului conjunctiv elastic din ligamente, fibroina din matasea produsa de Bombix mori, sclerotina întâlnita în exoscheletul insectelor, keratina ce se gaseste în cantitati mari în derma, par, pene etc., proteinele membranare ce intra în structura tuturor membranelor biologice si altele.

. Acestea sunt proteine implicate în diferite procese fiziologice de protectie si aparare a organismului fata de anumiti factori externi. Cele mai bine studiate sunt trombina (o proteina ce participa la procesul coagularii sanguine), fibrinogenul (care este precursorul fibrinei, proteina implicata, de asemenea, în procesul coagularii sanguine), imunoglobulinele sau anticorpii (proteine capabile sa formeze complecsi anticorp - antigen cu proteinele straine organismului respectiv si altele.

În functie de structura lor chimica, proteinele se împart în doua mari grupe: proteine simple si proteine complexe.

- Proteine simple (holoproteine). Acestea sunt proteine ale caror molecule sunt formate numai din catene polipeptidice. Acest lucru a fost demonstrat prin faptul ca prin hidroliza completa, holoproteinele pun în libertate numai aminoacizi. Din aceasta grupa fac parte o serie de proteine ce îndeplinesc importante functii biochimice si fiziologice α, β si γ-globulinele serice, anticorpii, histonele, protaminele, fibrinogenul, miozina, actina, colagenul, fibroina, keratinele etc.

- Proteinele complexe (numite si conjugate, sau heteroproteine) contin în molecula lor, pe lânga componenta proteica si o componenta de alta natura numita grupare prostetica. La rândul lor, heteroproteinele se împart în mai multe grupe în functie de natura chimica a gruparilor prostetice.

- Cromoproteinele contin în molecula lor o grupare prostetica de natura protoporfirinica. Din aceasta categorie fac parte o serie de proteine ce îndeplinesc importante functii biochimice si fiziologice: hemoglobina, mioglobina, citocromii, catalaza, peroxidaza etc.

- Lipoproteinele contin în molecula lor grupari prostetice de natura lipidica. Din aceasta grupa fac parte de exemplu lipoproteinele serice.

- Fosfoproteinele. Gruparile prostetice ale hetero-proteinelor din aceasta grupa sunt reprezentate de resturi de serina esterificate cu acid fosforic. Cele mai cunoscute fosfoproteine sunt cazeina, vitelina, vitelenina, fosvitina si altele.

- Glicoproteinele contin grupari prostetice de natura glucidica (galactoza, manoza, unele hexozamine, acidul N-acetilneuraminic etc.). Din grupa glicoproteinelor sunt bine studiate γ-globulinele, orosomucoidul plasmatic, ovalbumina, glucoproteinele serice ce determina grupele sanguine si altele.

- Metaloproteinele contin unii ioni metalici (Fe²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺) în calitate de grupare prostetica. Din aceasta grupa fac parte de exemplu alcooldehidrogenaza, enolaza, feritina, conalbumina, ceruloplasmina si altele. Trebuie mentionat faptul ca la metaloproteine, ionul metalic este legat direct de catenele polipeptidice ale componentei proteice si nu este inclus într-o alta structura (cum ar fi nucleul protoporfirinic la cromoproteine).

- Flavoproteinele contin un flavinnucleotid în calitate de grupare prostetica. Din aceasta grupa fac parte flavoenzimele FMN- si FAD-dependente (succinat-dehidrogenaza, aminoacid-oxidazele etc.).

- Nucleoproteinele sunt poate cele mai importante proteine complexe datorita faptului ca gruparea lor prostetica este reprezentata de un acid nucleic. În functie de natura acidului nucleic ce joaca rol de grupare prostetica ele se împarte în ribonucleoproteine (nucleoproteine ce contin ARN) si deoxiribonucleo-proteine (ce contin ADN în calitate de grupare prostetica).

În moleculele proteinelor, resturile de aminoacizi sunt unite prin legaturi peptidice ca si în cazul peptidelor:

Datorita efectelor electronice mentionate si în cazul proteinelor legatura peptidica prezinta un caracter partial de legatura dubla, împiedicând rotirea libera a substituentilor.

Tabelul I.

Exemple de proteine ce ilustreaza marea diversitate a masei moleculare si a numarului de catene polipeptidice

Numarul resturilor de aminoacizi ce intra în structura unei molecule proteice poate fi de ordinul sutelor, miilor si chiar zecilor de mii. Acestia pot forma una sau mai multe catene polipeptidice, în functie de structura, rolul biologic si mecanismele prin care proteinele respective îsi exercita functiile biologice