هل تحتوي البروتينات على الفوسفور والكبريت: 7 حقائق مهمة


تتكون جميع البروتينات في جسم الإنسان من أحماض أمينية تتكون أساسًا من الكربون والهيدروجين والأكسجين والنيتروجين. هنا سوف نتعلم كيف تحتوي البروتينات على الفوسفور والكبريت: 7 حقائق مهمة في هذه المقالة.

يمكن أن تحتوي معظم البروتينات على الفوسفور والكبريت اعتمادًا على العمود الفقري للأحماض الأمينية. الكبريت موجود في سلسلة جانبية من الأحماض الأمينية Cysteine ​​و Methionine ويمكن إضافته بعد الترجمة إلى Tyrosine. يتم إضافة أيونات الفوسفات كتعديلات بعد الترجمة للأحماض الأمينية سيرين وتيروسين وثريونين.

الأحماض الأمينية هي العمود الفقري لجميع البروتينات. يتكون كل حمض أميني من مجموعة أمينية N-terminal ، ومجموعة كربوكسيل C- طرف وسلسلة جانبية ممثلة كـ R (R-CH (NH2) -COOH). يحتوي كل من الأحماض الأمينية العشرين على سلسلة جانبية مختلفة حسب تصنيف الأحماض الأمينية. ترتبط هذه الأحماض الأمينية بروابط ببتيدية لتشكيل الهيكل الأساسي لجميع البروتينات.

التركيب الأساسي للبروتين من الأحماض الأمينية من ويكيميديا

هل تحتوي كل البروتينات على الفوسفور؟

من بين جميع الأحماض الأمينية الموجودة في البروتينات ، يمكن أن تخضع ثلاثة أحماض أمينية ذات سلاسل جانبية قطبية لعملية الفسفرة. هذه هي سيرين وثريونين وتيروسين. كل واحد منهم لديه مجموعة هيدروكسيل (OH) مرتبطة بسلسلتهم الجانبية. وبالتالي فهذه هي الأحماض الأمينية الوحيدة التي يمكن أن تخضع لعملية الفسفرة.

يمكن أن تحتوي البروتينات التي تحتوي على أحماض أمينية سيرين وثريونين وتيروزين على الفوسفور فقط إذا خضعت هذه الأحماض الأمينية لتفاعل الفسفرة.

الفسفرة هي نوع شائع من التعديلات اللاحقة للترجمة الموجودة في البروتينات البيولوجية. يتم تعديل 30٪ من جميع البروتينات الخلوية عن طريق الفسفرة وأكثر من ثلثها عبارة عن فسفرة سيرين و 12٪ فسفرة ثريونين و 2٪ أحداث فسفرة تيروزين. حتى بعد أ يتم تصنيع البروتيناعتمادًا على وظيفتها البيولوجية ، قد تخضع هذه الأحماض الأمينية الثلاثة في بنيتها للفسفرة.

هل البروتينات تحتاج الفوسفور؟

تتم إضافة الفوسفور من خلال عملية الفسفرة ، والتي تعد واحدة من أهم وأشهر تعديلات ما بعد الترجمة الموجودة في البروتينات. 

تحدث إضافة الفوسفور عن طريق إضافة أيون الفوسفات. هذه الفسفرة هي آلية تنظيمية مهمة مطلوبة لجميع الوظائف الخلوية.

تتم عملية الفسفرة عبر محدد إنزيمات تسمى كيناز التي تربط جزء الفوسفات (PO4) عن طريق استبدال مجموعة الهيدروكسيل من الأحماض الأمينية سيرين وثريونين وتيروسين. تتكون مجموعة الفوسفات من الفوسفور المرتبط بأربعة جزيئات أكسجين ، ويتم توفيره بواسطة جزيء ATP إلى جانب الطاقة. العملية معطاة هنا. أيضًا في بعض الحالات ، بعد الفسفرة ، قد تزيل إنزيمات معينة تسمى الفوسفاتازات الفوسفات من أجل تنشيط البروتين.

هل تحتوي البروتينات على الفوسفور
آلية فسفرة البروتين من ويكيميديا

هل البروتينات تستخدم الفوسفور؟

تحتاج بعض البروتينات إلى الفسفرة لتؤدي وظيفتها البيولوجية الطبيعية.

تشارك البروتينات المفسفرة في عمليات التمثيل الغذائي الهامة مثل نقل الإشارة ، وانقسام الخلايا ، والاتجار الخلوي.

  • بشكل عام ، يعمل حدث الفسفرة كمفتاح جزيئي وينشط الفسفرة / إزالة الفسفرة / إلغاء تنشيط الإنزيمات وعوامل البروتين. هذه الإنزيمات ، على سبيل المثال ، Kinase و Phosphatases تحتوي على أحماض أمينية Serine و Threonine و Tyrosine في مواقعها النشطة التي يمكن أن تضيف أو تطلق أيونات الفوسفات من أجل العمل.
  • يمكن أن تسهل الفسفرة أيضًا تفاعل البروتين البروتين الذي يعد جزءًا مهمًا من نقل الإشارة.
  • الفسفرة مطلوبة للتفاعلات مع إمدادات الطاقة لأنها تتطلب ATP.

هذه بعض استخدامات الفوسفور في البروتينات.

هل تحتوي الأحماض الأمينية على الفوسفور؟

الطريقة الوحيدة التي يمكن بها إضافة الفوسفور هي إضافة أيون الفوسفات عن طريق استبدال مجموعة الهيدروكسيل من السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية القطبية غير المشحونة

من بين جميع الأحماض الأمينية الأساسية العشرين ، لا يحتوي أي منها على الفوسفور في سلسلتها الجانبية.

ثلاثة فقط من هذه الأحماض الأمينية تحتوي على مجموعة OH ، أي سيرين ، ثريونين ، تيروسين ، في حالة حقيقيات النوى يمكن أن تخضع لعملية إضافة الفوسفور عن طريق استبدال مجموعة الهيدروكسيل. ويقال إن بدائيات النوى قادرة على الخضوع لفسفرة الهيستيدين أيضًا. حتى في البروتين ، تخضع بقايا الأحماض الأمينية المحددة فقط لعملية الفسفرة.

هل يوجد الكبريت في البروتينات؟

من بين جميع الأحماض الأمينية العشرين ، يوجد الكبريت في السلسلة الجانبية لاثنين منها فقط ، الميثيونين والسيستين.

وهكذا فإن البروتينات التي تحتوي على الأحماض الأمينية ميثيونين وسيستين تحتوي على الكبريت. بصرف النظر عن ذلك ، يضاف الكبريت أيضًا كتعديل لاحق للترجمة في البروتينات.

 في حالة الكبريتات ، فإن التيروزين هو الحمض الأميني الذي يتم استبدال مجموعة OH الخاصة به في السلسلة الجانبية بإضافة جزء كبريتات (SO4) بفعل إنزيم Sulfosyltransferase. الكبريت هو تعديل آخر مهم بعد الترجمة. أيضا اثنين من الأحماض الأمينية غير الأساسية ، Homocysteine ​​و Taurine يحتويان على الكبريت أيضًا ولكنهما غير مدمجين في البروتينات.

هل يوجد الكبريت في جميع البروتينات؟

إن وجود الميثيونين والسيستين وإضافة أيون الكبريتات في بقايا التيروزين هي الطرق الوحيدة التي يمكن أن تحتوي بها البروتينات على الكبريت.

بالتالي، تحتوي جميع البروتينات تقريبًا على الكبريت لأن الميثيونين والسيستين من الأحماض الأمينية الشائعة جدًا الموجودة في البروتينات.

ما هي البروتينات التي تحتوي على الكبريت؟

أي بروتين يحتوي على السيستين والميثيونين في تركيبتهما سيحتوي على الكبريت

حوالي 3-6٪ من الكل تحتوي على البروتينات الكبريت و 1٪ فقط من البروتينات يخضع لكبريتات التيروزين.

أيضًا ، ستخضع البروتينات التي تتطلب كبريتات التيروزين الخاصة لوظيفتها لإضافة الكبريت كتعديل لاحق للترجمة.

لماذا البروتينات تحتوي على الكبريت؟

تعتبر البروتينات التي تحتوي على الكبريت مصدرًا مهمًا للتغذية في أجسامنا. كما تساهم كبريتات البروتينات في عمليات خلوية واستقلابية مهمة.

يعد كل من البروتينات المحتوية على السيستين والميثيونين مكونات مهمة في مسارات التمثيل الغذائي لدينا. من ناحية أخرى ، تعتبر كبريتات التيروزين عملية كيميائية حيوية مهمة وتساعد في الحفاظ على تفاعل البروتين والبروتين ونقل الإشارة.

وبالتالي ، فإن الحفاظ على مجموعة ثابتة من الكبريت العضوي في الجسم والعمليات الخلوية المهمة مثل الحفاظ على التوازن ، ودحرجة كريات الدم البيضاء ، والاستجابة البصرية ، والربط الترابطي بالمستقبلات هي الوظيفة الرئيسية للبروتينات المحتوية على الكبريت.

في الختام

تتكون البروتينات من الأحماض الأمينية التي لا تحتوي على الفوسفور في العمود الفقري ، لذلك يتم إضافة الفوسفور بعد الترجمة عن طريق إضافة أيون الفوسفات. يوجد الكبريت في السلسلة الجانبية لاثنين من الأحماض الأمينية Cysteine ​​و Methionine ويتم دمجهما في البروتينات وتضاف أيونات الكبريتات إلى بقايا التيروزين. كلتا العمليتين مهمتان للوظيفة البيولوجية الطبيعية للجسم والحفاظ على التوازن.

كوشاني مصر

مرحبًا ... أنا كوشاني ميسرا ، طالبة دراسات عليا في الكيمياء الحيوية ، وأطمح لأن أكون أكاديميًا. بدافع الفضول والشغف بالعلوم ، أستمتع بتعلم أشياء جديدة والكتابة عنها. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/kaushani-misra

آخر المقالات