KUMPULAN PROSTETIK: KUMPULAN UTAMA DAN FUNGSINYA - BIOLOGI - 2025

A kumpulan prostetik adalah serpihan protein yang tidak mempunyai sifat amino asid. Dalam kes-kes ini, protein disebut "heteroprotein" atau protein konjugasi, di mana bahagian protein disebut apoprotein. Sebaliknya, molekul yang terdiri daripada asid amino hanya disebut holoprotein.

Protein boleh diklasifikasikan mengikut sifat kumpulan prostetik: apabila kumpulan tersebut adalah karbohidrat, lipid atau kumpulan heme, protein masing-masing adalah glikoprotein, lipoprotein dan protein heme. Sebagai tambahan, kumpulan prostetik boleh sangat bervariasi: dari logam (Zn, Cu, Mg, Fe) hingga asid nukleik, asid fosforik, antara lain.

Dalam beberapa kes, protein memerlukan komponen tambahan untuk menjalankan fungsinya dengan jayanya. Sebagai tambahan kepada kumpulan prostetik terdapat koenzim; Yang terakhir mengikat protein secara longgar, sementara dan lemah, sementara kumpulan prostetik dilekatkan dengan kuat ke bahagian protein.

Kumpulan prostetik utama dan fungsinya

Biotin

Biotin adalah vitamin hidrofilik kompleks B yang mengambil bahagian dalam metabolisme biomolekul yang berbeza, termasuk glukoneogenesis, katabolisme asid amino dan sintesis lipid

Ia bertindak sebagai kumpulan prostetik untuk pelbagai enzim, seperti asetil-CoA karboksilase (dalam bentuk yang terdapat di mitokondria dan di sitosol), piruvat karboksilase, propionil-CoA karboksilase, dan b-metilcrotonyl-CoA karboksilase.

Molekul ini mampu melekat pada enzim tersebut melalui residu lisin dan bertanggungjawab untuk pengangkutan karbon dioksida. Fungsi biotin dalam organisma melampaui peranannya sebagai kumpulan prostetik: ia mengambil bahagian dalam embriogenesis, dalam sistem kekebalan tubuh dan dalam ekspresi gen.

Putih telur mentah mempunyai protein yang disebut avidin, yang menekan penggunaan biotin secara normal; Oleh itu, pengambilan telur yang dimasak adalah disyorkan kerana haba menyekat avidin, sehingga kehilangan fungsinya.

Kumpulan Heme

Kumpulan heme adalah molekul porfirinik (cincin heterosiklik besar) yang mempunyai atom besi dalam strukturnya yang mampu mengikat oksigen atau melepaskan dan mengambil elektron secara terbalik. Ini adalah kumpulan prostetik hemoglobin, protein yang bertanggungjawab untuk pengangkutan oksigen dan karbon dioksida.

Dalam globin berfungsi, atom besi mempunyai muatan +2 dan berada dalam keadaan pengoksidaan besi, sehingga dapat membentuk lima atau enam ikatan koordinasi. Ciri warna merah darah disebabkan oleh kehadiran kumpulan heme.

Kumpulan heme juga merupakan kumpulan prostetik enzim lain, seperti mioglobin, sitokrom, katalase, dan peroksidase.

Flavin mononucleotide dan flavin adenine dinucleotide

Kedua-dua kumpulan prostetik ini terdapat dalam flavoprotein dan berasal dari riboflavin atau vitamin B ₂ . Kedua-dua molekul mempunyai tapak aktif yang mengalami reaksi pengoksidaan dan pengurangan yang boleh dibalikkan.

Flavoprotein mempunyai peranan biologi yang sangat berbeza. Mereka boleh mengambil bahagian dalam reaksi dehidrogenasi molekul seperti suksinat, mengambil bahagian dalam pengangkutan hidrogen dalam rantai pengangkutan elektron atau bertindak balas dengan oksigen, menghasilkan H ₂ O ₂ .

Pyrroloquinoline quinone

Ini adalah kumpulan prostetik quinoprotein, kelas enzim dehidrogenase seperti glukosa dehidrogenase, yang mengambil bahagian dalam glikolisis dan jalur lain.

Pyridoxal fosfat

Pyridoxal fosfat adalah turunan dari vitamin B ₆ . Ia dijumpai sebagai kumpulan prostetik enzim transferase amino.

Ia adalah kumpulan prostetik enzim glikogen fosforilase dan dihubungkan dengannya melalui ikatan kovalen antara kumpulan aldehid dan kumpulan ε-amino residu lisin di kawasan tengah enzim. Kumpulan ini membantu dalam pemecahan glikogen fosforolitik.

Kedua-dua flavon mononucleotide dan flavin adenine dinucleotide yang disebutkan di atas sangat diperlukan untuk penukaran pyridoxine atau vitamin B ₆ menjadi pyridoxal fosfat.

Methylcobalamin

Methylcobalamin adalah bentuk vitamin B ₁₂ yang setara . Secara struktural, ia mempunyai pusat kobalt oktahedral dan mengandungi ikatan logam-alkil. Antara fungsi metabolik utamanya ialah pemindahan kumpulan metil.

Tiamina pirofosfat

Tiamin pirofosfat adalah kumpulan enzim prostetik yang terlibat dalam jalur metabolik utama, seperti α-ketoglutarate dehydrogenase, piruvate dehydrogenase, dan transketolase.

Dengan cara yang sama, ia mengambil bahagian dalam metabolisme karbohidrat, lipid dan asid amino rantaian bercabang. Semua tindak balas enzimatik yang memerlukan pirofosfat tiamin melibatkan pemindahan unit aldehid yang diaktifkan.

Tiamina pirofosfat disintesis secara intraselular oleh fosforilasi vitamin B ₁ atau tiamin. Molekul terdiri daripada cincin pyrimidine dan cincin thiazolium dengan struktur CH azide.

Kekurangan pirofosfat tiamin mengakibatkan penyakit neurologi yang dikenali sebagai sindrom beriberi dan Wernicke - Korsakoff. Ini berlaku kerana satu-satunya bahan bakar di otak adalah glukosa, dan kerana kompleks piruvat dehydrogenase memerlukan tiamina pirofosfat, sistem saraf tidak mempunyai tenaga.

Molybdopterin

Molybdopterin adalah turunan pyranopterin; Mereka terdiri daripada cincin pyran dan dua thiolate. Mereka adalah kumpulan prostetik atau kofaktor yang terdapat dalam enzim yang mempunyai molibdenum atau tungsten.

Ia dijumpai sebagai kumpulan prostetik thiosulfate reductase, purine hydroxylase, dan formate dehydrogenase.

Asid lipoik

Asid lipoik adalah kumpulan prostetik lipoamide dan dilampirkan secara kovalen ke bahagian protein oleh residu lisin.

Dalam bentuknya yang berkurang, asid lipoik mempunyai sepasang kumpulan sulfhidril, sementara dalam bentuk teroksidasi ia mempunyai disulfida siklik.

Ia bertanggungjawab untuk pengurangan disulfida siklik dalam asid lipoik. Selanjutnya, ia adalah kumpulan prostetik transcetylase dan kofaktor enzim berbeza yang terlibat dalam kitaran asid sitrik atau kitaran Krebs.

Ini adalah komponen yang sangat penting dalam biologi dalam dehidrogenase alkatoasid, di mana kumpulan sulfhidril bertanggungjawab untuk mengangkut atom hidrogen dan kumpulan asil.

Molekul adalah turunan dari asid lemak oktanoik dan terdiri daripada karboksil terminal dan cincin dithional.

Asid nukleik

Asid nukleik adalah kumpulan nukleoprotein prothetik yang terdapat dalam nukleus sel, seperti histon, telomerase, dan protamin.

Rujukan

1. Aracil, CB, Rodríguez, MP, Magraner, JP, & Pérez, RS (2011). Asas biokimia. Universiti Valencia.
2. Battaner Arias, E. (2014). Kompendium enzimologi. Edisi Universiti Salamanca.
3. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokimia. Saya terbalik.
4. Devlin, TM (2004). Biokimia: buku teks dengan aplikasi klinikal. Saya terbalik.
5. Díaz, AP, & Pena, A. (1988). Biokimia. Pengarang Limusa.
6. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). Biokimia manusia: kursus asas. Saya terbalik.
7. Meléndez, RR (2000). Kepentingan metabolisme biotin. Jurnal Penyelidikan Klinikal, 52 (2), 194-199.
8. Müller - Esterl, W. (2008). Biokimia. Asas perubatan dan sains hayat. Saya terbalik.
9. Stanier, RY (1996). Mikrobiologi. Saya terbalik.
10. Teijón, JM (2006). Asas biokimia struktur. Tébar Pengarang.
11. Vilches - Flores, A., & Fernández - Mejía, C. (2005). Kesan biotin terhadap ekspresi gen dan metabolisme. Jurnal Penyelidikan Klinikal, 57 (5), 716-724.