بروتين

تمثيل ثلاثي الأبعاد لبروتين الميوغلوبين يُظهِر لوالب ألفا فيروزية اللون. كان هذا البروتين أول بروتين تُعهد بنيته بواسطة فهم البلورات السيني. بين اللفات في المنتصف إلى اليمين مجموعة ضميمية تسمى الهيم (باللون الرمادي) مع جزيء أكسجين مرتبط (بالأحمر).

البروتينات هي جزيئات حيوية ضخمة تتكون من سلسلة أوأكثر من الأحماض الأمينية. تقوم البروتينات بوظائف كثيرة ومتنوعة داخل أجسام الكائنات منها: تحفيز التفاعلات الأيضية، تضاعف الدنا، الاستجابة للمنبهات، توفير بنية للخلايا والكائنات، ونقل الجزيئات من مكان لآخر. تختلف البروتينات عن بعضها أساسا حسب تسلسل أحماضها الأمينية الذي يحدده تسلسل نوكليوتيدات الجينات المشفرة لها، تسلسل الأحماض الأمينية هذا يحدد تطوي البروتين إلى بنية خاصة ثلاثية الأبعاد تحدد نشاط هذا البروتين.

ترتبط الأحماض الأمينية الفردية مع بعضها البعض بواسطة روابط ببتيدية لتشكل سلسلة خطية من الأحماض الأمينية تسمى عديد الببتيد، يحتوي البروتين على الأقل على جزيء عديد ببتيد واحد طويل. عديدات الببتيد القصيرة التي تحوي أقل من 20-30 حمضا أمينيا نادرا ما تُعتبر بروتينات ويطلق عليها في الغالب اسم البيبتيدات وأحيانا قليلات الببتيد. تحدد الشيفرة الجينية 20 حمضا أمينيا مولدا للبروتين لكن يمكن حتى تضم الشيفرة الجينية لبعض الكائنات على السيلينوسيستئين وفي بعض العتائق على بيروليسين. أثناء التخليق الحيوي للبروتين أوبعده بوقت قصير يتم تعديل الأحماض الأمينية المكونة له كيميائيا عبر تعديلات ما بعد الترجمة، والتي تغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية، تطوي، استقرار، نشاط، وأخيرا وظيفة هذه البروتينات.قد يكون للبروتينات في بعض الأحيان مجموعات غير ببتيدية مرتبطة بها، والتي يمكن حتى تسمى مجموعات ضميمية أوعوامل مرافقة. يمكن للعدة جزيئات بروتينية حتى تعمل معا لتحقيق وظيفة معينة، وغالبا ما تترابط معا لتشكيل مركبات بروتينية مستقرة.

لا يمكن للبروتينات البقاء بعد حتى يتم تخليقها سوى لفترة محددة ثم يتم تحليلها وإعادة تدويرها بواسطة آلية الخلية عبر عملية تعهد بدورة البروتين. يُقاس عمر البروتينات حسب عمرها النصفي ويضم مجالا واسعا، حيث يمكنها التواجد لدقائق فقط أولسنوات عديدة، متوسط عمر البروتينات هو1-2 يوم في خلايا الثدييات، تتحلل البروتينات المضطربة أوالمتطوية بشكل خاطئ بصفة أسرع بسبب استهدافها لتدميرها أولكونها غير مستقرة.

البروتينات جزيئات مهمة -مثل الجزيئات الضخمة الأخرى كعديدات السكاريد والأحماض النووية- للكائنات وتساهم تقريبا في جميع العمليات داخل الخلايا. الكثير من البروتينات هي إنزيمات تحفز التفاعلات الكيميائية الحيوية وهي أساسية لعملية الأيض. للبروتينات وظائف بنائية أوحركية مثل الأكتين والميوسين في العضلات والبروتينات في الهيكل الخلوي، والتي تشكل نظام سنطقة يحافظ على شكل الخلية، بعض البروتينات الأخرى مهمة في نقل واستقبال إشارات الخلايا، الاستجابات المناعية، التصاق الخلايا، ودورة الخلية. من الضروري وجود البروتينات في غذاء الحيوانات والإنسان لتوفير الأحماض الأمينية الأساسية التي لا يمكن تخليقها. تفك عملية الهضم البروتينات لاستخدامها في الأيض إذا دعت الحاجة.

يمكن تنقية البروتينات من المكونات الخلوية الأخرى باستخدام تقنيات عديدة مثل: الطرد المركزي التبايني، الترسيب، الرحلان الكهربائي، والاستشراب. تَقدُّم الهندسة الوراثية جعل تنقية البروتينات أسهل عبر استخدام طرق ذات صلة. من الطرق الشائعة الاستخدام في دراسة بنية البروتين: الكيمياء النسيجية المناعية ، التطفر نوعي المسقط، فهم البلورات السيني، الرنين المغناطيسي النووي، ومطيافية الكتلة.

الكيمياء الحيوية

الهجريب الكيميائي لرابطة ببتيدية (بالأسفل)، والبنية ثلاثية الأبعاد لرابطة ببتيدية بين ألانين وحمض اميني مجاور (بالأعلى). الرابطة بحد ذاتها مكونة من العناصر CHON .

بنيتين رنينيتين للرابطة الببتيدية التي تربط الأحماض الامينية لتشكيل عديدي الببتيد.

تتكون معظم البروتينات من مكاثير خطية متكونة من سلسلة قد تصل حتى 20 L-α حمضا أمينيا مختلفا. تمتلك جميع الأحماض الأمينية المولدة للبروتين ميزات بنيوية مشهجرة، منها كربون-α الذي ترتبط به مجموعة أمينية، مجموعة كربوكسيلية وسلسلة جانبية متغيرة. لا يختلف عن هذه البنية الأساسية سوى البرولين حيث يحتوي حلقة غير اعتيادية في النهاية الأمينية والتي تجبر جزء الأميد CO–NH على اتخاذ بنية ثابتة. السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية القياسية -المفصلة في قائمة الأحماض الأمينية القياسية- تملك تنوعا كبيرا في البنى الكيميائية والخصائص. وتوليفة تأثير هذه السلاسل الجانبية لجميع الأحماض الأمينية في البروتين هي من يحدد في النهاية بنيته الثالثية وتفاعله الكيميائي. ترتبط الأحماض الأمينية في عديد الببتيد بواسطة روابط ببتيدية، وحين ترتبط في سلسلة البروتين يسمى الحمض الأميني الواحد وحدة بناء وتعهد سلاسل ذرات الكربون والنيتروجين والأكسجين المرتبطة بالسلسلة الأساسية أوالعمود الفقري للبروتين.

للرابطة الببتيدية بنيتا رنين تساهمان ببعض خصائص الرابطة المضاعفة وتمنعان الدوران حول محورها، وتكون فيهما الذرات المرتبطة بكربون ألفا على نفس المستوى تقريبا. تحدد الزاويتان الزوجيتان الأخرتان في الرابطة الببتيدية الشكل المحلي المتخذ من قبل العمود الفقري للبروتين. تُعهد النهاية التي تحتوي على مجموعة أمينية حرة بالنهاية الأمينية أوالنهاية N، في حين تسمى نهاية البروتين التي تحتوي على مجموعة كربوكسيلية حرة بالنهاية الكربوكسيلية أوالنهاية C (يُخط تسلسل البروتين من النهاية الأمينية إلى النهاية الكربوكسيلية، من اليسار إلى اليمين).

الحدثات: بروتين، عديد الببتيد وببتيد مبهمة قليلا ويمكن حتى تتداخل في معناها. تُستخدم حدثة البروتين عادة للإشارة إلى جزيء بيولوجي مكتمل له بنية مستقرة، في حين حتى حدثة ببتيد تُستخدم في الغالب مع الأحماض الأمينية قليلة الوحدات التي لا تملك في الغالب بنية مستقرة ثلاثية الأبعاد. الحدود بين هاتين الحدثتين غير فهم بدقة وتكون في الغالب بين 20-30 وحدة. يمكن حتى يشار بحدثة عديد الببتيد لأي سلسلة خطية فردية من الأحماض الأمينية بغض النظر عن طولها، لكن في العادة استخدام عديد الببتيد يوحي بغياب بنية محددة لتلك السلسلة الخطية.

تآثرات

يمكن حتى تتآثر البروتينات مع الكثير من أنواع الجزيئات، بما في ذلك مع بروتينات أخرى، مع لبيدات، مع السكريات ومع الدنا.

الوفرة في الخلايا

تم تقدير حتى البكتيريا المتوسطة الحجم تحتوي على حوالي مليوني بروتين في جميع خلية (مثال: الإشريكية القولونية والمكورة العنقودية المضىية)، أما البكتيريا الصغيرة مثل المفطورة أوالملتوية فتحتوي عددا أقل يتراوح بين 50 ألف إلى مليون بروتين. في اللقاء، خلايا حقيقيات النوى أكبر حجما وتحتوي على بروتينات أكثر، على سبيل المثال قُدّر حتى خلايا الخميرة تحوي حوالي 50 مليون بروتين وأن خلايا الإنسان تحوي من مليار إلى ثلاث مليارات بروتين. هجريز نسخ البروتينات الفردية يتراوح بين عدة جزيئات لكل خلية إلى 20 مليون. لا يتم التعبير عن جميع الجينات المشفِّرة للبروتين في معظم الخلايا وعدد البروتينات يعتمد على نوع الخلية والمحفز الخارجي، على سبيل المثال من بين الـ20 ألف بروتينا المشفر بواسطة الجينوم البشري لا يتواجد سوىستة آلاف منها في الأرومة اللمفاوية. علاوة على ذلك، عدد البروتينات التي يشفرها الجينوم يتناسب مع تعقيد الكائن. حقيقيات النوى، البكتيريا، العتائق والفيروسات تمكك في المتوسط 15145، 3200، 2358 و42 بروتينا على التوالي مشفرة في جينوماتها.

التخليق

مخطط توضيحي يظهر عملية الترجمة.

التخليق الحيوي

يتم هجريب البروتينات من أحماض أمينية باستخدام المعلومة المشفرة في الجينات، لدى جميع بروتين تسلسلٌ خاص به من الأحماض الأمينية والذي يُحدَّد بواسطة تسلسل نوكليوتيدات الجين المشفر لذلك البروتين. الشيفرة الجينية تعبير عن مجموعات من ثلاث نوكليوتيدات تسمى كودونات، وتوليفة جميع ثلاث نوكليوتيدات ترمز لحمض أميني فمثلا AUG (أدينين، يوراسيل، غوانين) هورمز الميثيونين. نظرا لاحتواء الدنا على أربع نوكليوتيدات فإن عدد الكودونات المحتملة الكلي هو64 كودونا، وهذا العدد يفوق عدد الأحماض الأمينية لذا يتم الرمز لبعض الأحماض الأمينية بأكثر من كودون. تُنسخ الجينات المشفرة في الدنا إلى رنا قبل رسول بواسطة بروتينات مثل بوليميراز الرنا، وتقوم معظم الكائنات بمعالجة الرنا قبل رسول (والذي يعهد كذلك بالنسخة الأولية) بالقيام بمختلف تعديلات ما بعد الترجمة لتشكيل رنا رسول ناضج، والذي يُستخدم بعدها كنطقب لتخليق البروتين بواسطة الريبوسوم. لدى بدائيات النوى يمكن حتى يستخدم الرنا الرسول بعد إنتاجه مباشرة أوبعد الارتباط بالريبوسوم والابتعاد عن النوواني. وفي اللقاء تُنتج حقيقيات النوى الرنا الرسول في نواة الخلية وبعدها ينتقل عبر الغشاء النووي إلى السيتوبلازم أين تتم عملية تخليق البروتين. معدل تخليق البروتين مرتفع لدى بدائيات النوى أكثر منه لدى حقيقيات النوى ويمكن حتى يصل حتى عشرين حمضا أمينيا في الثانية.

تُعهد عملية تخليق البروتين من الرنا الرسول بالترجمة، ويتم خلالها ارتباط الرنا الرسول بالريبوسوم حيث تُقرأ منه ثلاث نوكليوتيدات جميع مرة وتتم مطابقة جميع كودون بضد الكودون اللقاء له والموجود في جزيء الرنا الناقل الذي يحمل معه الحمض الأميني الموافق للكودون الذي يتعهد عليه، يقوم الإنزيم مخلقة أمينوسيل الرنا الناقل "بتحميل" الرنا الناقل بالأحماض الأمينية السليمة.السلسلة الببتيدية النامية تسمى غالبا السلسلة الوليدة أوالناشئة. تُخلّق البروتينات دائما من النهاية-N نحوالنهاية-C.

يمكن قياس طول البروتين المخلّق بعدد الأحماض الأمينية التي يتكون منها وبكتلته المولية الكلية والتي تقاس عادة بالدالتون (وحدة الكتل الذرية) أوإحدى مضاعفتها مثل الكيلودلتون (كدا). يزداد الطول المتوسط للبروتين من العتائق إلى الكتيريا إلى حقيقيات النوى (283، 311، 438 وحدة و31، 34، 49 كدا على التوالي) وذلك بسبب عدد أكبر من النطاقات البروتينية المكونة للبروتينات لدى الكائنات المعقدة. على سبيل المثال، الطول المتوسط لبروتينات الخميرة يبلغ 466 حمضا أمينيا وكتلتها 53 (كدا). أطول البروتينات المعروفة هي التيتينات وهي من مكونات القسيم العضلي وتبلغ كتلتها المولية حوالي ثلاثة آلاف (كدا) وطولها يبلغ تقريبا 27 ألف حمض أميني.

التخليق الكيميائي

يمكن تخليق البروتينات القصيرة كيميائيا بواسطة مجموعة من الطرق تعهد باسم تخليق الببتيد، والتي تعتمد على تقنيات التخليق العضوي مثل الربط الكيميائي للإنتاج بشكل كبير. يسمح التخليق الكيميائي بإدراج أحماض أمينية غير طبيعية إلى سلاسل عديد الببتيد ومن الأمثلة على ذلك ربط المسابير الفلورية بالسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية. هذه الطرق مفيدة في الكيمياء الحيوية المخبرية وفهم الأحياء الخلوي، لكن ليس للخطيقات التجارية. التخليق الكيميائي غير ناجع بالنسبة لعديدات الببتيد التي تزيد عن 300 حمض أميني، والبروتينات المخلقة قد لا تتخذ بسهولة بنيتها الثالثية الطبيعية. تبدأ معظم طرق التخليق الكيميائي من النهاية C نحوالنهاية N وذلك عكس التفاعل اليولوجي الطبيعي.

البنية

البنية الكريستالية للشابرونين، وهومركب بروتيني كبير يساعد في عملية تطوي البروتين. وحدة فرعية بروتينية مشروحة بلون فاتح.

التمثيلات الممكنة للبنية ثلاثية الأبعاد لبروتين مصاوغة التريوز فسفات. يسارا: جميع الذرات ملونة حسب نوع الذرة. بالمنتصف: تمثيل مبسط يوضح البنية الأساسية، وهي ملونة حسب البنية الثانوية. يمينا: تمثيل السطح القابل للوصول إليه بالمذيب، ملون حسب نوع الوحدة (الوحدات الحمضية حمراء، الوحدات القاعدية زرقاء، الوحدات القطبية خضراء والغير قطبية بيضاء.)

السطح الجزيئي لعدة بروتينات يُظهر أحجامهم المقارَنة. من اليسار إلى اليمين: الغلوبين المناعي ج (IgG، وهوجسم مضاد)، الهيموغلوبين، الأنسولين (هرومون)، كيناز الأدينيلات (إنزيم) ومخلقة الغلوتامين (إنزيم).

تنطوي معظم البروتينات إلى بنيات فريدة ثلاثية الأبعاد، ويُعهد الشكل الذي ينطوي إليه البروتين طبيعيا بالحالة الواطنة. الكثير من البروتينات يمكنها التطوي من دون مساعدة وذلك بفضل الخصائص الكيميائية لأحماضها الأمينية، لكن بحاجة بروتينات أخرى مساعدة شابرونات جزيئية للانطواء إلى حالاتها الطبيعية.، توجد أربع بنيات من البروتين وهي:

بنية أولية: وهي تسلسل خطي لأحماض أمينية مرتبطة بواسطة رابطة ببتيدية في عديد ببتيد.
بنية ثانوية: وهي بنيات محلية متكررة باتنظام، مستقرة بواسطة روابط هيدروجينية، أشهر الأمثلة هي: لولب ألفا، صحيفة بيتا واللفات. نظرا لكون البنيات الثانوية محلية؛ يمكن حتى تتواجد مناطق عديدة ذات بنيات ثانوية مختلفة في نفس جزيء البروتين.
بنية ثالثية: وهوالشكل العام الذي يتخذه جزيء بروتين واحد؛ العلاقة الفراغية بين البنيات الثانوية المكونة لهذا البروتين، تستقر البنيات الثالثية في العادة بواسطة تآثرات غير محلية ومن أشهر هذه التآثرات تأثير كره الماء وكذلك الجسر الملحي، الروابط الهيدروجينية، روابط ثنائي الكبريتيد وحتى تعديلات ما بعد الترجمة. غالبا ما يُستخدم المصطلح "بنية ثالثية" كمرادف لمصطلح التطوي، البنية الثالثية هي المسؤولة عن الوظيفة الأساسية للبروتين.
بنية رابعية: وهي بنية مكونة من عدة جزيئات بروتينية، تسمى في هذا السياق وحدات فرعية، وتعمل كمركب بروتيني واحد.

البروتينات ليست جزيئات صلبة، لأنه بالإضافة إلى هذه الأنواع من البنيات التي تتخذها؛ يمكنها التحول بين عدة بنيات ذات صلة وذلك أثناء قيامها بوظائفها. تسمى هذه التغيرات في البُنى بسبب أداء الوظيفة سواء الثالثية أوالرابعية بـ"التشكلات"، ويسمى التحول بينها "تغيرات تشكلية". تحدث هذه التغييرات في الغالب بسبب ارتباط جزيء ركيزة بالمسقط النشط لإنزيم، أوبمنطقة من البروتين تساهم في التحفيز الكيمائي. في المحاليل تخضع البروتينات لتحولات بنيوية كذلك بسب الذبذبات الحرارية والتصادم مع الجزيئات الأخرى.

يمكن تقسيم البروتينات التي لها علاقة بالبنيات الثالثية القياسية -بشكل غير رسمي- إلى ثلاث أقسام رئيسية هي: بروتينات كروية، بروتينات صلبة وبروتينات غشائية. تقريبا معظم البروتينات الكروية قابلة للذوبان في المحاليل والكثير منها تعبير عن إنزيمات. البروتينات الصلبة غاليا ما تكون هيكلية مثل الكولاجين وهوأحد المكونات الرئيسية للنسيج الضام والكيراتين وهوالبروتين الذي يدخل في هجريب الشعر والأظافر. تعمل البروتينات الغشائية كمستقبلات أوعلى توفير قنوات لمرور الجزيئات القطبية أوالمشحونة عبر الغشاء الخلوي.

توجد حالة خاصة من الروابط الهيدروجينية داخل الجزيء في البروتينات، وهي محمية من الماء بشكل ضعيف وهذا يعني أنها عرضة للتجفاف الذاتي وتسمى ديهايدرونات.

نطاقات البروتين

الكثير من البروتينات مكونة من عدة نطاقات بروتينية، وهي أجزاء من البروتين تتَطَوَّى إلى وحدات بنيوية مميزة. لدى النطاقات في العادة مهام محددة مثل النشاطات الإنزيمية (كمثال الكيناز) أوتعمل كوحدات ارتباط (مثال نطاق SH3 يرتبط بالتسلسللات الغنية بالبرولين في البروتينات الأخرى).

أنماط تسلسل

تعمل تسلسلات الأحماض الأمينية القصيرة داخل البروتين في الغالب كمواقع تعهد بالنسبة لبروتينات أخرى. على سبيل المثال: يرتبط النطاق SH3 بالأنماط القصيرة PxxP (جزيئتا برولين [P] مفصولتان بأحماض أمينية غير محددة [x]، حيث تحدد الأحماض الأمينية المحيطة تسلسل الربط بالضبط). عدد كبير من أنماط التسلسل هذه تم التعهد عليها وجمعها في قاعدة بيانات أنماط حقيقيات النوى الخطية (ELM).

وظائف خلوية

البروتينات هي الجزيئات الرئيسية الوظيفية داخل الخلية، فهي تقوم بعمليات محددة بواسطة المعلومة المشفرة في الجينات. باستثناء بعض أنواع الرنا فإن معظم أنواع الجزيئات البيولوجية الأخرى تعتبر عناصر خاملة مقارنة بعمل البروتينات، تشكل البروتينات نصف الوزن الجاف من خلية الإشريكية القولونية في حين حتى الجزيئات الضحمة الأخرى مثل الدنا والرنا يشكلان فقط 3% و20% على التوالي. تُعهد مجموعة البروتينات المعبر عنها في خلية محددة أونوع من الخلايا باسم بروتيوم.

الإنزيم هكسوكيناز المشروح على نموذج الكرة والعصا الاتفاقي يسارا. مع ركيزتيه بالزاوية العلوية يمينا ATP والغلوكوز.

الخاصية الرئيسية للبروتينات التي تسمح بتعدد وظائفها وتنوعها هي قدرتها على الارتباط بالجزيئات الأخرى بإحكام ودقة. تُعهد منطقة البروتين المسؤولة عن الارتباط بجزيء آخر بمسقط الارتباط وهي في الغالب انخفاضٌ أو"جيبٌ" على سطح الجزيء. تساهم بنية البروتين الثالثية في القدرة على الارتباط، وهذا يحدد جيب مسقط الرتباط وتساهم فيها كذلك الخصائص الكيميائية للسلاسل الجانبية للأحماض الأمينية المحيطة. يمكن حتىقد يكون الارتباط البروتيني محكما ومحددا بشكل كبير، على سبيل المثال يرتبط بروتين مثبط الريبونوكلياز بمولد الأوعية البشري ذي ثابت انحلال الأقل من فيمتومولر (<10⁻¹⁵ M) لكن لا يرتبط على الإطلاق بنظيره البرمائي رانبيرناز (>1 M). أصغر التغيرات الكيميائية مثل إضافة مجموعة ميثيل واحدة إلى جزيء يرتبط به البروتين، يمكن حتىقد يكون كافيا لعدم حدوث الارتباط، فمثلا: مخلقة أمينوسيل الرنا الناقل الخاصة بالحمض الأميني فالين قادرة على التفريق بين سلسلته الجانبية وبين السلسلة الجانبية المماثلة جدا الخاصة بالحمض الأميني إيزوليوسين.

يمكن للبروتينات الارتباط ببروتينات أخرى وكذلك بركائز جزيئية صغيرة. حين ترتبط البروتينات بشكل محدد مع نسخ أخرى من نفس الجزيء، يمكنها الاتحاد لتشكيل لييفات، وتظهر هذه العملية في الغالب لدى البروتينات البنيوية التي تتكون من موحودات كروية ترتبط ذاتيا لتشكل أليافا صلبة. تآثرات البروتين-بروتين تنظم النشاط الإنزيمي، تتحكم في التقدم في دورة الخلية وتسمح بتجميع مركبات البروتين الكبيرة التي تقوم بالكثير من التفاعلات ذات الصلة والتي لها وظيفة بيولوجية مشهجرة. يمكن للبروتينات حتى ترتبط بالغشاء الخلوي وحتى الاندماج به. قدرة الجزيئات المرتبَط بها على إحداث تغيرات شكلية في البروتين يسمح بببناء شبكات تأشير معقدة للغاية. لأن التآثرات بين البروتينات قابلة للعكس وتعتمد بشكل كبير على توفر مجموعات مختلفة من البروتينات المرتبَط بها لتشكيل معقدات قادرة على القيام بمجموعة مميزة من الوظائف. دراسة التآثرات بين بروتينات محددة هومفتاحٌ لفهم المظاهر المهم للوظيفة الخلوية، وبشكل نهائي فهم الخصائص التي تميز أنواع خلايا محدة.

الإنزيمات

الدور الأكثر شهرة للبروتينات في الخلية هوعملها كإنزيمات، حيث تقوم بتحفيز التفاعلات الكيميائية. عادة الإنزيمات لها أعمال محددة ولا تحفز سوى واحدا أوبضعة تفاعلات كيميائية. تحفز الإنزيمات معظم التفاعلات الخاصة بالأيض وكذلك التفاعلات المتعلقة بالدنا في عمليات مثل تضاعف الدنا، ترميم الدنا والنسخ. تعمل بعض الإنزيمات على بروتينات أخرى فتقوم بإضافة أوإزالة مجموعات كيميائية في عملية تعهد بتعديلات ما بعد الترجمة. حوالي 4آلاف تفاعل معروف بأن الإنزيمات تقوم بتحفيزها. معدل التسارع الذي تمنحه الإنزيمات المحفزةقد يكون كبيرا جدا، ويصل إلى 10¹⁷ مرة من معدل العمليات غير المحفزة كما هوالحال لدى نازعة كربوكسيل 5'-فسفات الأوروتيدين (78 مليون سنة من دون الإنزيم، 18 ميلي ثانية مع الإنزيم).

تسمى الجزيئات التي ترتبط وتعمل عليها الإنزيمات بالركائز، ورغم حتى الإنزيمات يمكن حتى تتكون من المئات من الأحماض الأمينية؛ لايقوم بالتآثر مع الركيزة سوى عدد صغير من الوحدات، وعدد أصغر من تلك الوحدات -ثلاث أوأربع وحدات في المتوسط- هومن يقوم بالتحفيز بشكل مباشر.. تُعهد منطقة الإنزيم التي ترتبط بالركيزة وتتحوي على الوحدات المحفزة باسم المسقط النشط. البروتينات الموجهة هي قسم من البروتينات تحدد الكيمياء الفراغية للمركبات المخلقة بواسطة إنزيمات أخرى.

إشارات الخلية والارتباط بالربائط

مبيان شريط لجسم مضاد لفأر لقاء الكوليرا والذي يرتبط بجسم مضاد سكري.

لدى الكثير من البروتينات وظائف مرتبطة بعملية تأشير الخلية ونقل الإشارة. بعض البروتينات كالأنسولين هي بروتينات خارج خلوية تنقل إشارة من الخلية التي خُلّقت فيها إلى خلايا أخرى في أنسجة بعيدة. تعمل البروتينات الغشائية كمستقبلات وظيفتها الأساسية الارتباط بجزيء إشارة وإحداث استجابة بيوكيميائية في الخلية، الكثير من المستقبلات لديها مسقط ارتباط مكشوف على سطح الخلية ونطاق مؤثِّر داخل الخلية والذي يمكن حتىقد يكون لديه نشاط إنزيمي أويحدث له تغيُّرٌ في البنية تكشفه بروتينات أخرى داخل الخلية.

الأجسام المضادة هي مكونات بروتينية لجهاز مناعي تكيفي مهمتها الأساسية الارتباط بمولدات الضد أوالجزيئات الأجنبية في الجسم واستهدافها من أجل تدميرها. يمكن إفراز الأجسام المضادة إلى محيطٍ خارج خلوي أوتثبيتها في الأغشية ذات الخلايا البائية المتخصصة والمعروفة بالخلايا البلازمية. أُلفة الإنزيمات في الارتباط بركائزها محدودة بضرورة تحفيز تفاعلاتها فقط في حين حتى الأجسام المضادة لا توجد لديها مثل هذه المحدودية، فألفة ارتباط الجسم المضاد بهدفه عالية جدا.

ترتبط الكثير من البروتينات الناقلة للربائط بجزيئات حيوية صغيرة محددة وتنقلها إلى جهات أخرى في جسم كائن متعدد الخلايا، يجب حتىقد يكون لهذه البروتينات ألفة ترابط عالية حين تتواجد ربائطها بتراكيز عالية، ويجب كذلك حتى تحرر الربيطة حين تكون في تراكيز منخفظة بالنسيج المستهدف. المثال الشائع عن البروتين المرتبط بربيطة هوالهيموغلوبين الذي ينقل الأكسجين من الرئتين إلى أعضاء وأنسجة أخرى في جميع الفقاريات ولديه نظير مقارب له في جميع الممالك البيولوجية.الليكتينات وهي بروتينات ترتبط بالسكريات ذات تخصص عال بالنسبة لأجزائها السكرية، وتلعب دورا في ظاهرة التعهد الجزيئي البيولوجي المتعلقة بالخلايا والبروتينات.المستقبلات والهرمونات هي بروتينات مرتبطة عالية المجال.

يمكن للبروتينات عبر الغشائية حتى تعمل كبروتينات ناقلة للربائط حيث تقوم بتغيير نفاذية الغشاء الخلوي لتسمح فقط بنفاذ الجزيئات الصغيرة والآيونات. لدى الغشاء الخلوي مفردا جسم كاره للماء لا يمكن حتى تنتشر من خلاله الجزيئات القطبية أوالمشحونة. تحتوي البروتينات الغشائية على قنوات داخلية تسمح لتلك الجزيئات بالدخول والخروج من الخلية. الكثير من البروتينات ذات القنوات الأيونية مخصصة لاختيار أيونات محددة فقط، على سبيل المثال قنوات البوتاسيوم والصوديوم لا يمكنها غالبا سوى التعهد على هاتين الآيونتين.

البروتينات البنائية

تمنح البروتينات البنائية صلابة ومتانة لمكونات بيولوجية -كانت لتكون سائلة من دون هذه البروتينات. معظم البروتينات البنائية هي بروتينات ليفية، على سبيل المثال: الكولاجين والإيلاستين هما مكونان أساسيان للنسيج الضام مثل الغضروف، ويتواجد الكيراتين في البُنى الصلبة أوالشُعيرية مثل الشعر، الأظافر، الريش، الحوافر وبعض صدفات الحيوانات. بعض البروتينات الكروية يمكن حتى تلعب أدوارا بنائية فمثلا الأكتين والتوبولين هما بروتينان كرويان قابلان للذوبان في الماء كموحودات لكنهما يتمكثران ليشكلا أليافا طويلة متينة والتي يتكون منها الهيكل الخلوي، وهذا يسمح للخلية بالمحافظة على شكلها وحجمها.

البروتينات الأخرى التي تقوم بوظائف بنائية هي البروتينات المحركة مثل الميوسين، الكينيسين والداينين، وهي قادرة على توليد قوى ميكانيكية. هذه البروتينات أساسية لقابيلة الخلية للحركة سواء لخلايا الكائنات وحيدة الخلية أونطاف الكائنات متعددة الخلايا والتي تتكاثر جنسيا. كما أنها تولد القوى التي تنتج عند تقلص العضلات وتلعب دورا أساسيا في النقل داخل الخلوي.

طرق الدراسة

يمكن دراسة نشاطات وبنيات البروتينات مخبريا وحيويا وحاسوبيا. الدراسات المخبرية عن البروتينات المنقاة في محيطات مُتحكَّمٍ فيها مفيدة في فهم طريقة قيام البروتين بوظيفته، على سبيل المثال: تسبر دراسات حركيات الإنزيم الآلية الكيميائية للنشاط التحفيزي للإنزيم وألفته النسبية لمختلف الركائز الجزيئية المحتملة. في اللقاء، يمكن حتى تقدم الاختبارات الحيوية معلومات حول الدور الفيسيولوجي لبروتينٍ في سياق الخلية أوحتى الكائن كاملا. أما الدراسات الحاسوبية فتستخدم طرقا حسابية وطرق محاكاة لدراسة البروتينات.

تنقية البروتين

للقيام بدراسات مخبرية، يجب حتى تتم تنقية البروتين عن باقي مكونات الخلية. تبدأ هذه العملية عادة بتحلل الخلية، حيث يتمزق الغشاء الخلوي وتنسكب مكوناتها في محلول يُعهد بمحلول الانحلال الخام. يمكن تنقية الخليط الناتج باستخدام الطرد المركزي الفائق والذي يُجزأ مكونات الخلية إلى أجزاء تحوي بروتينات قابلة للذوبان، لبيدات وبروتينات غشائية، عضيات خلوية وأحماض نووية، ويمكن للترسيب بواسطة كيفية تُعهد بالفصل بالتمليح حتى يركز البروتينات من هذا الخليط الخام. بعدها تُستخدم مختلف طرق الاستشراب لعزل البروتين أوالبروتينات المستهدفة بناء على خصائصٍ مثل الوزن الجزيئي، الشحنة الصافية وألفة الترابط. يمكن مراقبة مستوى التنقية باستخدام مختلف أنواع الرحلان الهلامي إذا كان الوزن الجزيئي للبروتين المرغوب فيه ونقطة تساوي الكهربائية الخاصة به معروفين، وبواسطة المطيافية إذا كان للبروتين خصائص طيفية مميزة، أوبواسطة المقايسة الأنزيمية إذا كان للبروتين نشاط إنزيمي. فضلا عن ذلك، يمكن عزل البروتينات تبعا لشحناتها باستخدام البأر متساوي التكهرب.

بالنسبة للبروتينات الطبيعية، قد تكون هنالك ضرورة لسلسلة من خطوات التنقية للحصول على بروتين منقى بشكل كافٍ للاستخدامات المخبرية. لتبسيط هذه العملية غالبا ما تُستخدم الهندسة الوراثية لإضافة ميزات كيميائية إضافية للبروتينات تجعلها أسهل للتنقية من دون التأثير على بنيتها أونشاطها. يتكون "الوسم" من تسلسل أحماض أمينية محددة، في الغالب وحدات هستيدين (واسم هستيدين)، يتم ربطه بإحدى نهايات البروتين، وكنتيجة لذلك حين يمر المحلول الخام بشريط استشراب يحتوي على النيكل فإن وحدات الهستيدين ترتبط بالنيكل وتلتصق بالشريط، في حين حتى المكونات غير الموسومة من المحلول الخام تمر من دون عوائق. تم تطوير الكثير من الواسمات لمساعدة الباحثين على تنقية بروتينات محددة من خلائط معقدة.

التحديد داخل الخلية

بروتينات في مختلف البنى والأحياز الخلوية، موسومة ببروتين فلوري أخضر (يظهر هنا بالأبيض).

تهتم دراسة البروتينات في الكائنات الحية بكيفية تخليق البروتينات وتحديد أماكن نشاطها داخل الخلية. رغم أنه يتم تخليق الكثير من البروتينات داخل الخلوية في السيتوبلازم ويتم تخليق البروتينات المرتبط بالغشاء أوالمفرزة في الشبكة الإندوبلازمية إلا حتى تفاصيل كيفية توجيه هذه البروتينات إلى عضيات وبنى خلوية محددة يبقى غير واضح في أحيان كثيرة. تستخدم إحدى تقنيات تقييم التحديد الخلوي للبروتينات الهندسة الوراثية للتعبير عن بروتين اندماجي أومهجن في الخلية والذي يتكون من البروتين المستهدف بالإضافة إلى ربطه بـ"مخبر" مثل البروتين الفلوري الأخضر (GFP). يمكن مراقبة مكان البروتين المهجن داخل الخلية بوضوح وكفاءة باستخدام المجهرية كما هومبين بالشكل اللقاء.

من الطرق الأخرى المستخدمة في توضيح المكان الخلوي للبروتينات هي الواسمات الحيزية لمناطق مثل: الشبكة الإندوبلازمية، جهاز غولجي، الجسيمات الحالة أوالفجوات العصارية، الغشاء البلازمي. باستخدام مختلف الواسمات المؤشرَة بالفلورية أوأجسام مضادة ذات واسمات معروفة، أصبح تحديد مكان البروتين المستهدف أكثر سهولة. على سبيل المثال: سيسمح التألق المناعي اللامباشر بالتوضع التشاركي الفلوري وإثبات المكان. تستخدم الصباغ الفلورية لوسم الأحياز الخلوية لهدف مماثل.

هنالك إمكانيات أخرى للتحديد الخلوي وعلى سبيل المثال: تستخدم الكيمياء النسيجية المناعية جسما مضادا لبروتين أوعدة بروتينات مستهدفة، وهذه البروتينات ترافق إنزيمات تُظهر إشارات إما ضوئية أواستشرابية يمكن مقارنة عيناتها، وهذا يتيح معلومات عن التحديد الخلوي. تقنية أخرى قابلة للتطبيق هي التجزئة المشهجرة في مدروج السكروز (أومركبات أخرى) باستخدام الطرد المركزي التبايني. في حين حتى هذه التقنية لا تثبت التوضع التشاركي لحيز معروف الكثافة وكذلك لبروتين مستهدف، إلا أنها تزيد من احتماليته، وهي مطاوعة أكثر في الدراسات الكبيرة.

أخيرا، طريقة المضى المعيارية في التحديد الخلوي هي استجهار إلكتروني مناعي، تستخدم هذه التقنية كذلك جسما مضادا للبروتين المستهدف جنبا إلى جنب مع تقنيات المجهرية الإلكترونية الكلاسيكية. تُحضّر العينة لفحصٍ عادي بالمجهر الإلكتروني وبعد ذلك تعالج بالجسم المضاد للبروتين المستهدف والذي يرافق مادة شديدة الكثافة الإلكترونية وتكون في الغالب المضى. هذا يسمح بتحديد جميع من البروتين المستهدف وكذلك تفاصيل البنية المستدقة.

يوجد تطبيق هندسة وراثية آخر يعهد بالتطفر نوعي المسقط، يقوم فيه الباحثون بتغيير تسلسل البروتين وبذلك تتغير كذلك: بنيته، مسقطه الخلوي وقابليته للتعديل. تسمح هذه التقنية بإدراج أحماض أمينية غير طبيعية في البروتينات باستخدام جزيئات رنا ناقل معدلة، وقد تسمح بالتصميم المنطقي لبروتينات جديدة بخصائص مستحدثة.

بروتيوميات

تحضيرٌ روبوتي لعينات مطيافية الكتلة على حامل عينات.

مجموع البروتينات الموجودة في وقت معين في خلية أونوع خلية يُعهد بالبروتيوم، والدراسة التي تخص هذه البروتينات والبيانات الكبيرة الناتجة عنها تسمى بروتيوميات أوفهم البروتين. من التقنيات الأساسية في فهم البروتين نجد: الرحلان الهلامي ثنائي الأبعاد والتي تسمح بفصل عدد كبير من البروتينات،مطيافية الكتلة والتي تسمح بتحديد سريع وعالي الدقة للبروتينات وفهم تسلسل الببتيدات (في الغالب بعد الانهضام في الهلام)،مصفوفات البروتين الدقيقة والتي تسمح بالكشف عن المستويات النسبية لأعداد كبيرة من البروتينات المتواجدة في الخلية، فحص التهجين الثنائي والذي يسمح بالاستكشاف المنهجي لتآثرات بروتين-بروتين. يُعهد المجموع الكامل للتآثرات البيولوجية الممكنة في الخلية بين مختلف الجزيئات البيولوجية بالتآثروم. تُعهد الدراسة المنهجية التي تحاول تحديد بنيات البروتينات بتمثيل جميع تطوممكن بفهم الجينوم البنيوي.

المعلوماتية الحيوية

تم تطوير الكثير من الطرق الحاسوبية لاختبار بُنى، وظائف، وتطور البروتينات. تطوير مثل هذه التقنيات تم بسبب كمية البيانات الكبيرة عن البروتينات والجينات من مختلف الكائنات، بما في ذلك الجينوم البشري. من المحال دراسة جميع البروتينات تجريبيا، إذ لا يتم سوى القيام بتجارب مخبرية على البعض منها فقط في حين تُستخدم الوسائل الحاسوبية للاستدلال على البروتينات المماثلة. يمكن تحديد مثل هذه البروتينات المتماثلة بكفاءة في الكائنات ذات الصلة البعيدة عبر التراصف التسلسلي. يمكن البحث في تسلسلات الجينات على خصائص محددة بواسطة وسائل مختلفة. يمكن لأدوات توصيف تسلسل إيجاد مواقع إنزيمات الاقتطاع، إطارات القراءة المفتوحة في التسلسللات النوكليوتيدية، والتنبؤ بالبنى الثانوية. يمكن إنشاء أشجار تطور السلالات وفرضيات التطور باستخدام برنامج خاص مثل كلوستال وذلك فيما يخص أسلاف الكائنات الحديثة والجينات التي يعبرون عنها. مجال المعلوماتية الحيوية الآن لا غنى عنه في دراسة الجينات والبروتينات.

تحديد البنية

اكتشاف البنية الثالثية لبروتينٍ أوالبنية الرابعية لمركباته يمكن حتى يقدم معلومات مهمة حول طريقة قيام هذا البروتين بوظيفته. من الطرق التجريبية الشائعة لتحديد البنية: دراسة البلورات بالأشعة السينية ومطيافية الرنين المغناطيسي النووي للبروتين، حيث يمكن لكلاهما توفير معلومات على المستوى الذري، بيد أنه يمكن لمطيافية الرنين المغناطيسي النووي حتى توفر معلومات يمكن حتى تُقدّر منها مجموعة جزئية من الأبعاد بين أزواج الذرات، ويتم تحديد الهجريبة النهائية الممكنة للبروتين بحل مسألة البعد الهندسي. قياس التداخل ثنائي الاستقطاب هي طريقة كمية تحليلية لقياس بنية البروتين الإجمالية والتغيرات في شكلها بسبب التآثرات أوالمنبهات الأخرى. ازدواج اللون الدائري هي تقنية مخبرية أخرى لتحديد صفائح بيتا ولوالب ألفا الداخلية المكونة للبروتينات. يُستخدم المجهر الإلكتروني البردي لإنتاج معلومات بنيوية ذات دقة منخفضة حول المركبات البروتينية الكبيرة جدا، بما في ذلك الفيروسات المجمعة، متغيرة تعهد باسم فهم البلورات الإلكتروني يمكن حتى تُنتج معلومات عالية الدقة في بعض الحالات، خاصة بالنسبة لبلورات البروتينات الغشائية ثنائية الأبعاد. يتم وضع البنى التي تم تحديدها في بنك بيانات البروتينات، وهومصدر مجاني متوفر يمكن الحصول منه على المعلومات البنيوية لآلاف البروتينات على هيئة إحداثيات ديكارتية لكل ذرة في البروتين.

عدد الجينات المعروفِ تسلسلها أكبر بكثير من بنى بروتيناتها. مجموعة البنى المكتشفة مبني على أساس البروتينات التي يمكن إخضاعها بسهولة للشروط المطلوبة في فهم البلورات السيني وهي إحدى أكبر الطرق في تحديد البنى. بشكل خاص، البروتينات الكروية سهلة للبلورة تحضيرا للفحص بالأشعة السينية. في اللقاء، البروتينات الغشائية صعبة التبلور وهي ناسيرة في بنك بيانات البروتينات. مبادرات فهم الجينوم البنيوي حاولت علاج هذا القصور بالحل المنهجي للبنيات التمثيلية لأقسام الطيات الرئيسية. تحاول طرق التنبؤ ببنية البروتين توفير وسائل لتوليد بنية معقولة للبروتينات التي لم يتم تحديد بُناها تجريبيا.

التنبؤ بالبنية ومحاكاتها

يمكن اختبار وتحليل الأحماض الأمينية المكونة لبروتين للتنبؤ بالبنية الثانوية والثالثية والرابعية له، في هذه الحالة هيموغلوبين يحتوي وحدات هيم.

في تكاملٍ مع فهم الجينوم البنيوي، يطور فهم التنبؤ ببنية البروتين نماذج رياضية للتنبؤ حاسوبيا بالبنية الجزيئية (نظريا)، وذلك بدل تحديد البُنى بالملاحظات والتجارب المخبرية. يعتمد أكثر أنواع التنبؤ بالبنية نجاحا - المعروف باسم محاكاة المجانسة - على وجود بنية "نطقب" لها تسلسل مماثل للبروتين الذي تتم نمذجته، هدف فهم الجينوم البنيوي هوتوفير تمثيلات كافية للبنى التي تم تحديدها وذلك لنمذجة بنى البروتينات الباقية. رغم صعوبة إنتاج نماذج دقيقة حين لا تتوفر سوى قوالب بنيوية ذات صلة بعيدة، فقد تمت الإشارة إلى حتى التراصف التسلسلي هوعنق الزجاجة في هذه العملية، حيث يمكن إنتاج نماذج دقيقة للبروتينات إذا عُرف تراصف تسلسل مثالي لها. عملت الكثير من طرق التنبؤ بالبنية كتمهيد لظهور مجال هندسة البروتين، والذي تم فيه تصميم طيات بروتينات جديدة. توجد مسألة حاسوبية أكثر تعقيدا وهي التنبؤ بالتآثرات بين الجزيئية مثل الرسوالجزيئي، التنبؤ بتآثر بروتين-بروتين.

النماذج الرياضية لمحاكاة عمليات حركية لتطوي البروتين وترابطه يُعنى بها فهم الميكانيكا الجزيئية وبشكل خاص الديناميكا الجزيئية. تسهل تقنيات مونت كارلوالحسابات، وهي مبنية على طرق متقدمة في الحوسبة الموزعة والموازية (على سبيل المثال مشروع فولدنغ@هوم الذي يقوم بنمذجة جزيئية على معالجات رسومية). تم الاكتشاف بالمحاكاة الحاسوبية تطوي نطاقات بروتينية صغيرة من نوع لولب ألفا كما هوالحال في الجزء العلوي للفيلين والبروتين الملحق لفيروس العوز المناعي البشري. طرق هجينة تجمع الديناميكا الجزيئية القياسية مع رياضيات ميكانيكا الكم تسبر الحالة الإلكترونية للرودوبسين.

التنبؤ ببنية البروتين غير المنتظم والمضطرب

تملك الكثير من البروتينات (33% لدى حقيقيات النوى) أجزاء غير منتظمة البنية لكن لها وظيفة بيولوجية، ويمكن تصنيف هذه البروتينات كبروتينات مضطربة ذاتيا. التنبؤ باضطراب البروتين واختباره جزء مهم من تحديد خصائص بنية البروتين.

التغذية

يمكن لمعظم الكائنات الدقيقة والنباتات حتى تُخلّق حيويا جميع الأحماض الأمينية القياسية الـ20 ، في حين حتى الحيوانات (بما في ذلك الإنسان) يجب حتى يحصل على بعض الأحماض الأمينية من غذائه. الأحماض الأمينية التي لا يمكن للكائن تخليقها بمفرده يشار إليها بالأحماض الأمينية الضرورية. الإنزيمات الأساسية المسؤولة عن تخليق بعض الأحماض الأمينية غير متواجدة لدى الحيونات كمثال كيناز الأسبارتات والذي يحفز المستوى الأولى في تخليق الليسين والميثيونين والثريونين من الأسبارتات. إذا كانت الأحماض الأمينية متواجدة في المحيط، فيمكن للكائنات الدقيقة الحفاظ على الطاقة بأخذ الأحماض الأمينية من محيطها لتعديل مساراتها.

لدى الحيوانات، يتم الحصول على الأحماض الأمينية عبر استهلاك الأطعمة التي تحتوي على البروتين. وبعد ذلك تُحلّل البروتينات المستهلكة إلى أحماض أمينية عبر عملية الهضم والتي يتم فيها فك البروتين عبر تعريضه للحمض والحلمأة بواسطة إنزيمات تسمى بروتيازات. تُستخدم بعض الأحماض الأمينية المستهلكة في التخليق الحيوي للبروتين، في حين يتم تحويل أخرى إلى جلوكوز عبر عملية استحداث الجلوكوز، أويتم إدراجها في دورة حمض الستريك. هذا الاستخدام للبروتين كوقود مهم جزئيا تحت شروط التضور جوعا لأنه يسمح باستخدام بروتينات الجسد الذاتية لدعم الحياة، وخاصة البروتينات الموجودة في العضلات.

تحافظ البروتينات لدى حيوانات مثل الكلاب والقطط على صحة ونوعية الجلد بتعزيز نموجريب الشعرة والتقرن، وبذلك تقليل احتمال إنتاج مشاكل الجلد للروائح الكريهة. لدى البروتينات رديئة النوعية دور كذلك فيما يخص صحة الجهاز الهضمي، حيث تزيد إمكانية مركبات إطلاق الريح والمركبات ذي الرائحة الكريهة لدى الكلاب لأنه لدى وصول البروتينات إلى القولون وهي غير مهضومة يتم تخميرها وينتج من ذلك غاز كبريتيد الهيدروجين، الإندول والسكاتول. تهضم الكلاب والقطط البروتينات الحيوانية بشكل أفضل من البروتينات النباتية لكن هضم المنتجات الحيوانية رديئة النوعية سيء بما في ذلك الجلد، الريش والنسيج الضام.

التاريخ والتأثيل

عُرفت البروتينات على أنها قسم مميز من الجزيئات البيولوجية في القرن الثامن عشر بواسطة أنطوان فرانسوا فوركروي وآخرين، تم تميزها بواسطة قدرة جزيئاتها على التجلط أوالتندّف عند معالجتها بالحرارة أوالأحماض. من الأمثلة الملاحظة في ذلك الوقت: الألبومين من بياض البيض، ألبومين مصل الدم، الفايبرين وغلوتين القمح.

وُصفت البروتينات أول مرة بواسطة بواسطة الكيميائي الهولندي جيراردوس يوهانس مولدر وسماها الكيميائي السويدي يونس ياكوب بيرسيليوس سنة 1838. قام مولدر بالاختبارات الأولية على لبروتينات الشائعة ووجد حتى لدى معظم البروتينات تقريبا نفس الصيغة المجملة C₄₀₀H₆₂₀N₁₀₀O₁₂₀P₁S₁. وخلص إلى خلاصة خاطئة مفادها حتى البروتينات يمكن حتى تكون مكونة من نوع واحد (طويل جدا) من الجزيئات. اقتُرح المصطلح "بروتين" لوصف هذه الجزيئات من قبل مساعد مولدر يونس بيرسيليوس، البروتين مشتق من الحدثة الإغريقية πρώτειος (بروتيوس) بمعنى "أولى"، "في الصدارة" أو"الوقوف في الطليعة"، بالإضافة إلى اللاحقة (in، ين) والتي تلحق نهاية مختلف المركبات الكيميائية. قام مولدر بتحديد نواتج تحليل البروتين كمثال: الحمض الأميني لوسين الذي عثر له على وزن جزيئي - سليم تقريبا- يبلغ 131 دا. قبل استعمال مصطلح البروتين، استُخدمت أسماء أخرى مثل "ألبومين" أو"مواد ألبومينية" و(Eiweisskörper في ألمانيا).

اعتقد فهماء التغذية الأولون مثل كارل فون فويت حتى البروتينات هي الغذاء الأكثر أهمية للحفاظ على بنية الجسد، لأنه كان يُعتقد بشكل عام حتى "اللحم يصنع اللحم". وسّع كارل هاينريش ريتهاوزن أشكال البروتينات المعروفة بتحديد حمض الجلوتاميك. وفي مركز كونيتيكت للتجربة الزراعية، تم تجميع مراجعة حول البروتينات النباتية بواسطة توماس بور أوزبورن، الذي عمل مع لافاييت مندل على تطبيق قانون القلة لليبج في إطعام الجرذان المخبرية وتحديد الأحماض الأمينية الأساسية في التغذية، وتواصل العمل في المركز بتنسيق من وليام كومينغ روز. فهمُ البروتينات على أنها عديدات ببتيد كان بفضل عمل فرانز هوفمايستر وهيرمان إميل فيشر سنة 1902. الدور الأساسي للبروتينات كأنزيمات لم يتم إدراكه جيدا حتى عام 1926 حين أظهر جيمس سومنر حتى إنزيم اليورياز هوفي الحقيقة بروتين.

صعوبة تنقية البروتينات بكميات كبيرة جعل دراستها صعبة على فهماء الكيمياء الحيوية الأولين المتخصصين في البروتين، وعليه ركزت الدراسات الأولى على البروتينات التي يمكن تنقيتها بكميات كبيرة مثل: بروتينات الدم، بياض البيض، مختلف الذيفانات وإنزيمات الهضم والأيض المتحصل عليها من المسالخ. أثناء العقد 1950 قامت شركة أرمور أند كومباني بتنقية 1 كلغ من الريبونوكلياز البنكرياسي البقري الخالص وجعلته متوفرا مجانا للفهماء، هذه المبادرة ساهمت في جعل الريبونوكلياز البنكرياسي ليصبح هدفا كبيرا في الدراسة الكيميائية الحيوية لعدة عقود تالية.

جون كندرومع نموذج ميوغلوبين قيد الإنجاز.

يعود الفضل إلى لينوس باولنغ في صحة التنبؤ ببنيات بروتين ثانوية نظامية بناء على الترابط الهيدروجيني، وهي فكرة طرحها وليام أستبري أولا سنة 1933. أسهم عمل لاحق لولتر كوزمان في التمسخ مبني جزئيا على دراسات سابقة لكاج أولرك لندرستروم-لانغ في فهمٍ لتطوي البروتين والبنية المتوسَطَة بتآثرات كارهة للماء.

أول بروتين تم تحديد تسلسله هوالأنسولين بواسطة فردريك سانغر سنة 1949، حيث حدد سانغر بشكل سليم تسلسل الأحماض الأمينية للأنسولين، وبذلك أثبت بشكل قاطع حتى البروتينات تتكون من مكثورات خطية من الأحماض الأمينية، بدل سلاسل متفرعة (فرضية السيكول)، وفاز بجائزة نوبل على هذا الإنجاز سنة 1958.

أول بنية بروتين تم حلها (تحديدها) كانت بنيتا الهيموغلوبين والميوغلوبين بواسطة ماكس بيروتس وجون كندروعلى التوالي سنة 1958. اعتبارا من سنة 2017، يحتوي بنك بيانات البروتينات على 126060 بنية بروتينية ذرية الدقة. حاليا المجهرية الإلكترونية الباردة لتجمعات الجزيئات الكبيرة والتنبؤ الحاسوبي بالبنية البروتينية لنطاقات بروتينية صغيرة طريقتان تقتربان من الدقة الذرية.

انظر أيضاً

أيض البروتينات
بريون
بروتينويد
ريبوزوم
فهم الجينوم البنيوي
قائمة البروتينات
البروتيدات
تنقية البروتين
مناعة داخلية
مركزات بروتين الأوراق
بروتينات حركية
عائلة السوماتوستاتين
صميم البروتين الشحمي
جودة البروتين

المراجع

↑ Nelson DL, Cox MM (2005). Lehninger's Principles of Biochemistry (الطبعة 4th). New York, New York: W. H. Freeman and Company.
↑ Gutteridge A, Thornton JM (November 2005). "Understanding nature's catalytic toolkit". Trends in Biochemical Sciences. 30 (11): 622–9. doi:10.1016/j.tibs.2005.09.006. PMID 16214343.
^ Murray et al., p. 19.
^ Murray et al., p. 31.
↑ Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipurksy SL, Darnell J (2004). Molecular Cell Biology (الطبعة 5th). New York, New York: WH Freeman and Company.
^ Ardejani, Maziar S.; Powers, Evan T.; Kelly, Jeffery W. (2017). "Using Cooperatively Folded Peptides To Measure Interaction Energies and Conformational Propensities". Accounts of Chemical Research. 50 (8): 1875–1882. doi:10.1021/acs.accounts.7b00195. ISSN 0001-4842. PMC 5584629. PMID 28723063.
^ Branden C, Tooze J (1999). Introduction to Protein Structure. New York: Garland Pub. ISBN .
^ Murray RF, Harper HW, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW (2006). Harper's Illustrated Biochemistry. New York: Lange Medical Books/McGraw-Hill. ISBN .
^ Van Holde KE, Mathews CK (1996). Biochemistry. Menlo Park, California: Benjamin/Cummings Pub. Co., Inc. ISBN .
^ Milo R (December 2013). "What is the total number of protein molecules per cell volume? A call to rethink some published values". BioEssays. 35 (12): 1050–5. doi:10.1002/bies.201300066. PMC 3910158. PMID 24114984.
^ Beck M, Schmidt A, Malmstroem J, Claassen M, Ori A, Szymborska A, Herzog F, Rinner O, Ellenberg J, Aebersold R (November 2011). "The quantitative proteome of a human cell line". Molecular Systems Biology. 7: 549. doi:10.1038/msb.2011.82. PMC 3261713. PMID 22068332.
^ Wu L, Candille SI, Choi Y, Xie D, Jiang L, Li-Pook-Than J, Tang H, Snyder M (July 2013). "Variation and genetic control of protein abundance in humans". Nature. 499 (7456): 79–82. Bibcode:2013Natur.499...79W. doi:10.1038/nature12223. PMC 3789121. PMID 23676674.
↑ Kozlowski LP (January 2017). "Proteome-pI: proteome isoelectric point database". Nucleic Acids Research. 45 (D1): D1112–D1116. doi:10.1093/nar/gkw978. PMC 5210655. PMID 27789699.
↑ van Holde and Mathews, pp. 1002–42.
↑ Dobson CM (2000). "The nature and significance of protein folding". In Pain RH (المحرر). Mechanisms of Protein Folding. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. صفحات 1–28. ISBN .
↑ Fulton AB, Isaacs WB (April 1991). "Titin, a huge, elastic sarcomeric protein with a probable role in morphogenesis". BioEssays. 13 (4): 157–61. doi:10.1002/bies.950130403. PMID 1859393.
↑ Bruckdorfer T, Marder O, Albericio F (February 2004). "From production of peptides in milligram amounts for research to multi-tons quantities for drugs of the future". Current Pharmaceutical Biotechnology. 5 (1): 29–43. doi:10.2174/1389201043489620. PMID 14965208.
↑ Schwarzer D, Cole PA (December 2005). "Protein semisynthesis and expressed protein ligation: chasing a protein's tail". Current Opinion in Chemical Biology. 9 (6): 561–9. doi:10.1016/j.cbpa.2005.09.018. PMID 16226484.
↑ Kent SB (February 2009). "Total chemical synthesis of proteins". Chemical Society Reviews. 38 (2): 338–51. doi:10.1039/b700141j. PMID 19169452.
^ Murray et al., p. 36.
^ Murray et al., p. 37.
^ Murray et al., pp. 30–34.
^ SANGER F (1952). "The arrangement of amino acids in proteins". Adv. Protein Chem. 7: 1–67. doi:10.1016/S0065-3233(08)60017-0. PMID 14933251. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.
^ van Holde and Mathews, pp. 368–75.
^ van Holde and Mathews, pp. 165–85.
↑ Fernández A, Scott R (September 2003). "Dehydron: a structurally encoded signal for protein interaction". Biophysical Journal. 85 (3): 1914–28. Bibcode:2003BpJ....85.1914F. doi:10.1016/S0006-3495(03)74619-0. PMC 1303363. PMID 12944304. مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.
^ Davey NE, Van Roey K, Weatheritt RJ, Toedt G, Uyar B, Altenberg B, Budd A, Diella F, Dinkel H, Gibson TJ (January 2012). "Attributes of short linear motifs". Molecular BioSystems. 8 (1): 268–81. doi:10.1039/c1mb05231d. PMID 21909575.
↑ Voet D, Voet JG. (2004). Biochemistry Vol 1 3rd ed. Wiley: Hoboken, NJ.
↑ Sankaranarayanan R, Moras D (2001). "The fidelity of the translation of the genetic code". Acta Biochimica Polonica. 48 (2): 323–35. PMID 11732604.
^ van Holde and Mathews, pp. 830–49.
↑ Copland JA, Sheffield-Moore M, Koldzic-Zivanovic N, Gentry S, Lamprou G, Tzortzatou-Stathopoulou F, Zoumpourlis V, Urban RJ, Vlahopoulos SA (June 2009). "Sex steroid receptors in skeletal differentiation and epithelial neoplasia: is tissue-specific intervention possible?". BioEssays. 31 (6): 629–41. doi:10.1002/bies.200800138. PMID 19382224.
↑ Samarin S, Nusrat A (January 2009). "Regulation of epithelial apical junctional complex by Rho family GTPases". Frontiers in Bioscience. 14 (14): 1129–42. doi:10.2741/3298. PMID 19273120.
↑ Bairoch A (January 2000). "The ENZYME database in 2000" (PDF). Nucleic Acids Research. 28 (1): 304–5. doi:10.1093/nar/28.1.304. PMC 102465. PMID 10592255. مؤرشف من الأصل (PDF) في June 1, 2011.
↑ Radzicka A, Wolfenden R (January 1995). "A proficient enzyme". Science. 267 (5194): 90–3. Bibcode:1995Sci...267...90R. doi:10.1126/science.7809611. PMID 7809611.
↑ EBI External Services (2010-01-20). "The Catalytic Site Atlas at The European Bioinformatics Institute". Ebi.ac.uk. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 16 يناير 2011.
↑ Pickel B, Schaller A (October 2013). "Dirigent proteins: molecular characteristics and potential biotechnological applications". Applied Microbiology and Biotechnology. 97 (19): 8427–38. doi:10.1007/s00253-013-5167-4. PMID 23989917.
^ Branden and Tooze, pp. 251–81.
^ van Holde and Mathews, pp. 247–50.
^ van Holde and Mathews, pp. 220–29.
↑ Rüdiger H, Siebert HC, Solís D, Jiménez-Barbero J, Romero A, von der Lieth CW, Diaz-Mariño T, Gabius HJ (April 2000). "Medicinal chemistry based on the sugar code: fundamentals of lectinology and experimental strategies with lectins as targets". Current Medicinal Chemistry. 7 (4): 389–416. doi:10.2174/0929867003375164. PMID 10702616.
^ Branden and Tooze, pp. 232–34.
^ van Holde and Mathews, pp. 178–81.
^ van Holde and Mathews, pp. 258–64; 272.
^ Murray et al., pp. 21–24.
↑ Hey J, Posch A, Cohen A, Liu N, Harbers A (2008). . Methods in Molecular Biology. 424. صفحات 225–39. doi:10.1007/978-1-60327-064-9_19. ISBN . PMID 18369866. مؤرشف من الأصل في 11 يناير 2020.
↑ Terpe K (January 2003). "Overview of tag protein fusions: from molecular and biochemical fundamentals to commercial systems". Applied Microbiology and Biotechnology. 60 (5): 523–33. doi:10.1007/s00253-002-1158-6. PMID 12536251.
↑ Stepanenko OV, Verkhusha VV, Kuznetsova IM, Uversky VN, Turoverov KK (August 2008). "Fluorescent proteins as biomarkers and biosensors: throwing color lights on molecular and cellular processes". Current Protein & Peptide Science. 9 (4): 338–69. doi:10.2174/138920308785132668. PMC 2904242. PMID 18691124.
↑ Yuste R (December 2005). "Fluorescence microscopy today". Nature Methods. 2 (12): 902–4. doi:10.1038/nmeth1205-902. PMID 16299474.
↑ Margolin W (January 2000). "Green fluorescent protein as a reporter for macromolecular localization in bacterial cells". Methods. 20 (1): 62–72. doi:10.1006/meth.1999.0906. PMID 10610805. مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.
↑ Walker JH, Wilson K (2000). Principles and Techniques of Practical Biochemistry. Cambridge, UK: Cambridge University Press. صفحات 287–89. ISBN .
↑ Mayhew TM, Lucocq JM (August 2008). "Developments in cell biology for quantitative immunoelectron microscopy based on thin sections: a review". Histochemistry and Cell Biology. 130 (2): 299–313. doi:10.1007/s00418-008-0451-6. PMC 2491712. PMID 18553098.
↑ Hohsaka T, Sisido M (December 2002). "Incorporation of non-natural amino acids into proteins". Current Opinion in Chemical Biology. 6 (6): 809–15. doi:10.1016/S1367-5931(02)00376-9. PMID 12470735.
↑ Cedrone F, Ménez A, Quéméneur E (August 2000). "Tailoring new enzyme functions by rational redesign". Current Opinion in Structural Biology. 10 (4): 405–10. doi:10.1016/S0959-440X(00)00106-8. PMID 10981626.
↑ Görg A, Weiss W, Dunn MJ (December 2004). "Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics". Proteomics. 4 (12): 3665–85. doi:10.1002/pmic.200401031. PMID 15543535.
↑ Conrotto P, Souchelnytskyi S (September 2008). "Proteomic approaches in biological and medical sciences: principles and applications". Experimental Oncology. 30 (3): 171–80. PMID 18806738.
↑ Koegl M, Uetz P (December 2007). "Improving yeast two-hybrid screening systems". Briefings in Functional Genomics & Proteomics. 6 (4): 302–12. doi:10.1093/bfgp/elm035. PMID 18218650. مؤرشف من الأصل في 11 سبتمبر 2017.
↑ Plewczyński D, Ginalski K (2009). "The interactome: predicting the protein-protein interactions in cells". Cellular & Molecular Biology Letters. 14 (1): 1–22. doi:10.2478/s11658-008-0024-7. PMID 18839074.
↑ Zhang C, Kim SH (February 2003). "Overview of structural genomics: from structure to function". Current Opinion in Chemical Biology. 7 (1): 28–32. doi:10.1016/S1367-5931(02)00015-7. PMID 12547423.
^ Branden and Tooze, pp. 340–41.
↑ Gonen T, Cheng Y, Sliz P, Hiroaki Y, Fujiyoshi Y, Harrison SC, Walz T (December 2005). "Lipid-protein interactions in double-layered two-dimensional AQP0 crystals". Nature. 438 (7068): 633–8. Bibcode:2005Natur.438..633G. doi:10.1038/nature04321. PMC 1350984. PMID 16319884.
↑ Standley DM, Kinjo AR, Kinoshita K, Nakamura H (July 2008). "Protein structure databases with new web services for structural biology and biomedical research". Briefings in Bioinformatics. 9 (4): 276–85. doi:10.1093/bib/bbn015. PMID 18430752. مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2020.
↑ Walian P, Cross TA, Jap BK (2004). "Structural genomics of membrane proteins". Genome Biology. 5 (4): 215. doi:10.1186/gb-2004-5-4-215. PMC 395774. PMID 15059248. مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2016.
↑ Sleator RD (2012). Prediction of protein functions. 815. صفحات 15–24. doi:10.1007/978-1-61779-424-7_2. ISBN . PMID 22130980.
↑ Zhang Y (June 2008). "Progress and challenges in protein structure prediction". Current Opinion in Structural Biology. 18 (3): 342–8. doi:10.1016/j.sbi.2008.02.004. PMC 2680823. PMID 18436442.
↑ Xiang Z (June 2006). "Advances in homology protein structure modeling". Current Protein & Peptide Science. 7 (3): 217–27. doi:10.2174/138920306777452312. PMC 1839925. PMID 16787261.
↑ Zhang Y, Skolnick J (January 2005). "The protein structure prediction problem could be solved using the current PDB library". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (4): 1029–34. Bibcode:2005PNAS..102.1029Z. doi:10.1073/pnas.0407152101. PMC 545829. PMID 15653774. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.
↑ Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D (November 2003). "Design of a novel globular protein fold with atomic-level accuracy". Science. 302 (5649): 1364–8. Bibcode:2003Sci...302.1364K. doi:10.1126/science.1089427. PMID 14631033. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.
↑ Ritchie DW (February 2008). "Recent progress and future directions in protein-protein docking". Current Protein & Peptide Science. 9 (1): 1–15. CiteSeerX = 10.1.1.211.4946 10.1.1.211.4946. doi:10.2174/138920308783565741. PMID 18336319.
↑ Scheraga HA, Khalili M, Liwo A (2007). "Protein-folding dynamics: overview of molecular simulation techniques". Annual Review of Physical Chemistry. 58: 57–83. Bibcode:2007ARPC...58...57S. doi:10.1146/annurev.physchem.58.032806.104614. PMID 17034338.
↑ Zagrovic B, Snow CD, Shirts MR, Pande VS (November 2002). "Simulation of folding of a small alpha-helical protein in atomistic detail using worldwide-distributed computing". Journal of Molecular Biology. 323 (5): 927–37. CiteSeerX = 10.1.1.142.8664 10.1.1.142.8664. doi:10.1016/S0022-2836(02)00997-X. PMID 12417204.
↑ Herges T, Wenzel W (January 2005). "In silico folding of a three helix protein and characterization of its free-energy landscape in an all-atom force field". Physical Review Letters. 94 (1): 018101. arXiv:physics/0310146. Bibcode:2005PhRvL..94a8101H. doi:10.1103/PhysRevLett.94.018101. PMID 15698135.
↑ Hoffmann M, Wanko M, Strodel P, König PH, Frauenheim T, Schulten K, Thiel W, Tajkhorshid E, Elstner M (August 2006). "Color tuning in rhodopsins: the mechanism for the spectral shift between bacteriorhodopsin and sensory rhodopsin II". Journal of the American Chemical Society. 128 (33): 10808–18. doi:10.1021/ja062082i. PMID 16910676.
^ Ward JJ, Sodhi JS, McGuffin LJ, Buxton BF, Jones DT (March 2004). "Prediction and functional analysis of native disorder in proteins from the three kingdoms of life". Journal of Molecular Biology. 337 (3): 635–45. CiteSeerX = 10.1.1.120.5605 10.1.1.120.5605. doi:10.1016/j.jmb.2004.02.002. PMID 15019783.
^ Tompa P, Fersht A (18 November 2009). . CRC Press. ISBN . مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.
↑ Brosnan JT (June 2003). "Interorgan amino acid transport and its regulation". The Journal of Nutrition. 133 (6 Suppl 1): 2068S–2072S. doi:10.1093/jn/133.6.2068S. PMID 12771367. مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2009.
^ Watson TD (1998). "Diet and skin disease in dogs and cats". The Journal of Nutrition. 128 (12 Suppl): 2783S–2789S. doi:10.1093/jn/128.12.2783S. PMID 9868266. مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2017.
↑ Case LP, Daristotle L, Hayek MG, Raasch MF (2010). Canine and Feline Nutrition-E-Book: A Resource for Companion Animal Professionals. Elsevier Health Sciences.
^ Thomas Burr Osborne (1909): The Vegetable Proteins, History pp 1 to 6, from أرشيف الإنترنت نسخة محفوظة 29 أغسطس 2016 على مسقط واي باك مشين.
^ Mulder GJ (1838). "Sur la composition de quelques substances animales". Bulletin des Sciences Physiques et Naturelles en Néerlande: 104. مؤرشف من الأصل في 11 يناير 2020.
^ Harold H (1951). "Origin of the Word 'Protein.'". Nature. 168 (4267): 244. Bibcode:1951Natur.168..244H. doi:10.1038/168244a0.
↑ Perrett D (August 2007). "From 'protein' to the beginnings of clinical proteomics". Proteomics: Clinical Applications. 1 (8): 720–38. doi:10.1002/prca.200700525. PMID 21136729.
^ New Oxford Dictionary of English
↑ Reynolds JA, Tanford C (2003). Nature's Robots: A History of Proteins (Oxford Paperbacks). New York, New York: Oxford University Press. صفحة 15. ISBN .
^ Reynolds and Tanford (2003).
↑ Bischoff TL, Voit C (1860). Die Gesetze der Ernaehrung des Pflanzenfressers durch neue Untersuchungen festgestellt (باللغة الألمانية). Leipzig, Heidelberg.
^ "Hofmeister, Franz". encyclopedia.com. مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 04 أبريل 2017.
^ "Protein, section: Classification of protein". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 04 أبريل 2017.
↑ Sumner JB (1926). "The isolation and crystallization of the enzyme urease. Preliminary paper". Journal of Biological Chemistry. 69 (2): 435–41. مؤرشف من الأصل (PDF) في 12 مارس 2020.
↑ Pauling L, Corey RB (May 1951). "Atomic coordinates and structure factors for two helical configurations of polypeptide chains" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 37 (5): 235–40. Bibcode:1951PNAS...37..235P. doi:10.1073/pnas.37.5.235. PMC 1063348. PMID 14834145. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 سبتمبر 2015.
↑ Kauzmann W (May 1956). "Structural factors in protein denaturation". Journal of Cellular Physiology. 47 (Suppl 1): 113–31. doi:10.1002/jcp.1030470410. PMID 13332017.
↑ Kauzmann W (1959). Some factors in the interpretation of protein denaturation. 14. صفحات 1–63. doi:10.1016/S0065-3233(08)60608-7. ISBN . PMID 14404936.
↑ Kalman SM, Linderstrøm-Lang K, Ottesen M, Richards FM (February 1955). "Degradation of ribonuclease by subtilisin". Biochimica et Biophysica Acta. 16 (2): 297–9. doi:10.1016/0006-3002(55)90224-9. PMID 14363272.
↑ Sanger F (1949). "The terminal peptides of insulin". The Biochemical Journal. 45 (5): 563–74. PMC 1275055. PMID 15396627.
↑ Sanger F. (1958), (PDF), Nobelprize.org, مؤرشف من الأصل (PDF) فيعشرة أغسطس 2017 CS1 maint: ref=harv (link)
↑ Muirhead H, Perutz MF (August 1963). "Structure of hemoglobin. A three-dimensional fourier synthesis of reduced human hemoglobin at 5.5 Å resolution". Nature. 199 (4894): 633–8. Bibcode:1963Natur.199..633M. doi:10.1038/199633a0. PMID 14074546.
↑ Kendrew JC, Bodo G, Dintzis HM, Parrish RG, Wyckoff H, Phillips DC (March 1958). "A three-dimensional model of the myoglobin molecule obtained by x-ray analysis". Nature. 181 (4610): 662–6. Bibcode:1958Natur.181..662K. doi:10.1038/181662a0. PMID 13517261.
↑ "RCSB Protein Data Bank". مؤرشف من الأصل في 18 أبريل 2015. اطلع عليه بتاريخ 19 يناير 2017.
↑ Zhou ZH (April 2008). "Towards atomic resolution structural determination by single-particle cryo-electron microscopy". Current Opinion in Structural Biology. 18 (2): 218–28. doi:10.1016/j.sbi.2008.03.004. PMC 2714865. PMID 18403197.
↑ Keskin O, Tuncbag N, Gursoy A (April 2008). "Characterization and prediction of protein interfaces to infer protein-protein interaction networks". Current Pharmaceutical Biotechnology. 9 (2): 67–76. doi:10.2174/138920108783955191. PMID 18393863.

وصلات خارجية

Proteins (the journal), also called "Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics" and previously "Proteins: Structure, Function, and Genetics" (1986-1995).

مشاريع وقواعد بيانات

بنك بيانات البروتينات
UniProt مصدر معلومات البروتينات العالمي
أطلس البروتينات البشرية
iHOP - روابط معلومات حول البروتينات
البروتينات: من التشكيل الحيوي إلى التفكك - المخطة الافتراضية للكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية
MIT's Laboratory for Protein Molecular Self-Assembly
Numerous publications on synthetic biomimetic protein-based biomaterials
Amino acid metabolism
صور البروتنيات
برنامج لرؤية ملفات PDB على النت مباشرة

مواقع تعليمية

Proteins: Biogenesis to Degradation - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
Amino acid metabolism
Data Book of Molecules - Home Page for Learning Environmental Chemistry

إخلاء مسؤولية طبية

في كومنز صور وملفات عن: بروتين

[Nelson2005-1] Nelson DL, Cox MM (2005). Lehninger's Principles of Biochemistry (الطبعة 4th). New York, New York: W. H. Freeman and Company.

[Gutteridge2005-2] Gutteridge A, Thornton JM (November 2005). "Understanding nature's catalytic toolkit". Trends in Biochemical Sciences. 30 (11): 622–9. doi:10.1016/j.tibs.2005.09.006. PMID 16214343.

[3] Murray et al., p. 19.

[4] Murray et al., p. 31.

[Lodish2004-5] Lodish H, Berk A, Matsudaira P, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Zipurksy SL, Darnell J (2004). Molecular Cell Biology (الطبعة 5th). New York, New York: WH Freeman and Company.

[6] Ardejani, Maziar S.; Powers, Evan T.; Kelly, Jeffery W. (2017). "Using Cooperatively Folded Peptides To Measure Interaction Energies and Conformational Propensities". Accounts of Chemical Research. 50 (8): 1875–1882. doi:10.1021/acs.accounts.7b00195. ISSN 0001-4842. PMC 5584629. PMID 28723063.

[7] Branden C, Tooze J (1999). Introduction to Protein Structure. New York: Garland Pub. ISBN .

[8] Murray RF, Harper HW, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW (2006). Harper's Illustrated Biochemistry. New York: Lange Medical Books/McGraw-Hill. ISBN .

[9] Van Holde KE, Mathews CK (1996). Biochemistry. Menlo Park, California: Benjamin/Cummings Pub. Co., Inc. ISBN .

[10] Milo R (December 2013). "What is the total number of protein molecules per cell volume? A call to rethink some published values". BioEssays. 35 (12): 1050–5. doi:10.1002/bies.201300066. PMC 3910158. PMID 24114984.

[pmid22068332-11] Beck M, Schmidt A, Malmstroem J, Claassen M, Ori A, Szymborska A, Herzog F, Rinner O, Ellenberg J, Aebersold R (November 2011). "The quantitative proteome of a human cell line". Molecular Systems Biology. 7: 549. doi:10.1038/msb.2011.82. PMC 3261713. PMID 22068332.

[12] Wu L, Candille SI, Choi Y, Xie D, Jiang L, Li-Pook-Than J, Tang H, Snyder M (July 2013). "Variation and genetic control of protein abundance in humans". Nature. 499 (7456): 79–82. Bibcode:2013Natur.499...79W. doi:10.1038/nature12223. PMC 3789121. PMID 23676674.

[Kozlowski2016-13] Kozlowski LP (January 2017). "Proteome-pI: proteome isoelectric point database". Nucleic Acids Research. 45 (D1): D1112–D1116. doi:10.1093/nar/gkw978. PMC 5210655. PMID 27789699.

[vanHolde1996-14] van Holde and Mathews, pp. 1002–42.

[Pain2000-15] Dobson CM (2000). "The nature and significance of protein folding". In Pain RH (المحرر). Mechanisms of Protein Folding. Oxford, Oxfordshire: Oxford University Press. صفحات 1–28. ISBN .

[Fulton1991-16] Fulton AB, Isaacs WB (April 1991). "Titin, a huge, elastic sarcomeric protein with a probable role in morphogenesis". BioEssays. 13 (4): 157–61. doi:10.1002/bies.950130403. PMID 1859393.

[Bruckdorfer2004-17] Bruckdorfer T, Marder O, Albericio F (February 2004). "From production of peptides in milligram amounts for research to multi-tons quantities for drugs of the future". Current Pharmaceutical Biotechnology. 5 (1): 29–43. doi:10.2174/1389201043489620. PMID 14965208.

[Schwarzer2005-18] Schwarzer D, Cole PA (December 2005). "Protein semisynthesis and expressed protein ligation: chasing a protein's tail". Current Opinion in Chemical Biology. 9 (6): 561–9. doi:10.1016/j.cbpa.2005.09.018. PMID 16226484.

[Kent2009-19] Kent SB (February 2009). "Total chemical synthesis of proteins". Chemical Society Reviews. 38 (2): 338–51. doi:10.1039/b700141j. PMID 19169452.

[20] Murray et al., p. 36.

[21] Murray et al., p. 37.

[22] Murray et al., pp. 30–34.

[sanger-23] SANGER F (1952). "The arrangement of amino acids in proteins". Adv. Protein Chem. 7: 1–67. doi:10.1016/S0065-3233(08)60017-0. PMID 14933251. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.

[24] van Holde and Mathews, pp. 368–75.

[25] van Holde and Mathews, pp. 165–85.

[Fernandez2003-26] Fernández A, Scott R (September 2003). "Dehydron: a structurally encoded signal for protein interaction". Biophysical Journal. 85 (3): 1914–28. Bibcode:2003BpJ....85.1914F. doi:10.1016/S0006-3495(03)74619-0. PMC 1303363. PMID 12944304. مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.

[27] Davey NE, Van Roey K, Weatheritt RJ, Toedt G, Uyar B, Altenberg B, Budd A, Diella F, Dinkel H, Gibson TJ (January 2012). "Attributes of short linear motifs". Molecular BioSystems. 8 (1): 268–81. doi:10.1039/c1mb05231d. PMID 21909575.

[Voet-28] Voet D, Voet JG. (2004). Biochemistry Vol 1 3rd ed. Wiley: Hoboken, NJ.

[Sankaranarayanan2001-29] Sankaranarayanan R, Moras D (2001). "The fidelity of the translation of the genetic code". Acta Biochimica Polonica. 48 (2): 323–35. PMID 11732604.

[30] van Holde and Mathews, pp. 830–49.

[Copland2009-31] Copland JA, Sheffield-Moore M, Koldzic-Zivanovic N, Gentry S, Lamprou G, Tzortzatou-Stathopoulou F, Zoumpourlis V, Urban RJ, Vlahopoulos SA (June 2009). "Sex steroid receptors in skeletal differentiation and epithelial neoplasia: is tissue-specific intervention possible?". BioEssays. 31 (6): 629–41. doi:10.1002/bies.200800138. PMID 19382224.

[Samarin2009-32] Samarin S, Nusrat A (January 2009). "Regulation of epithelial apical junctional complex by Rho family GTPases". Frontiers in Bioscience. 14 (14): 1129–42. doi:10.2741/3298. PMID 19273120.

[EXPASY2000-33] Bairoch A (January 2000). "The ENZYME database in 2000" (PDF). Nucleic Acids Research. 28 (1): 304–5. doi:10.1093/nar/28.1.304. PMC 102465. PMID 10592255. مؤرشف من الأصل (PDF) في June 1, 2011.

[Radzicka1995-34] Radzicka A, Wolfenden R (January 1995). "A proficient enzyme". Science. 267 (5194): 90–3. Bibcode:1995Sci...267...90R. doi:10.1126/science.7809611. PMID 7809611.

[urlEBI-35] EBI External Services (2010-01-20). "The Catalytic Site Atlas at The European Bioinformatics Institute". Ebi.ac.uk. مؤرشف من الأصل في 27 سبتمبر 2018. اطلع عليه بتاريخ 16 يناير 2011.

[Pickel_2013-36] Pickel B, Schaller A (October 2013). "Dirigent proteins: molecular characteristics and potential biotechnological applications". Applied Microbiology and Biotechnology. 97 (19): 8427–38. doi:10.1007/s00253-013-5167-4. PMID 23989917.

[37] Branden and Tooze, pp. 251–81.

[38] van Holde and Mathews, pp. 247–50.

[39] van Holde and Mathews, pp. 220–29.

[Rudiger2000-40] Rüdiger H, Siebert HC, Solís D, Jiménez-Barbero J, Romero A, von der Lieth CW, Diaz-Mariño T, Gabius HJ (April 2000). "Medicinal chemistry based on the sugar code: fundamentals of lectinology and experimental strategies with lectins as targets". Current Medicinal Chemistry. 7 (4): 389–416. doi:10.2174/0929867003375164. PMID 10702616.

[41] Branden and Tooze, pp. 232–34.

[42] van Holde and Mathews, pp. 178–81.

[43] van Holde and Mathews, pp. 258–64; 272.

[44] Murray et al., pp. 21–24.

[Hey2008-45] Hey J, Posch A, Cohen A, Liu N, Harbers A (2008). . Methods in Molecular Biology. 424. صفحات 225–39. doi:10.1007/978-1-60327-064-9_19. ISBN . PMID 18369866. مؤرشف من الأصل في 11 يناير 2020.

[Terpe2003-46] Terpe K (January 2003). "Overview of tag protein fusions: from molecular and biochemical fundamentals to commercial systems". Applied Microbiology and Biotechnology. 60 (5): 523–33. doi:10.1007/s00253-002-1158-6. PMID 12536251.

[Stepanenko2008-47] Stepanenko OV, Verkhusha VV, Kuznetsova IM, Uversky VN, Turoverov KK (August 2008). "Fluorescent proteins as biomarkers and biosensors: throwing color lights on molecular and cellular processes". Current Protein & Peptide Science. 9 (4): 338–69. doi:10.2174/138920308785132668. PMC 2904242. PMID 18691124.

[Yuste2005-48] Yuste R (December 2005). "Fluorescence microscopy today". Nature Methods. 2 (12): 902–4. doi:10.1038/nmeth1205-902. PMID 16299474.

[Margolin2000-49] Margolin W (January 2000). "Green fluorescent protein as a reporter for macromolecular localization in bacterial cells". Methods. 20 (1): 62–72. doi:10.1006/meth.1999.0906. PMID 10610805. مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.

[Walker2000-50] Walker JH, Wilson K (2000). Principles and Techniques of Practical Biochemistry. Cambridge, UK: Cambridge University Press. صفحات 287–89. ISBN .

[Mayhew2008-51] Mayhew TM, Lucocq JM (August 2008). "Developments in cell biology for quantitative immunoelectron microscopy based on thin sections: a review". Histochemistry and Cell Biology. 130 (2): 299–313. doi:10.1007/s00418-008-0451-6. PMC 2491712. PMID 18553098.

[Hohsaka2002-52] Hohsaka T, Sisido M (December 2002). "Incorporation of non-natural amino acids into proteins". Current Opinion in Chemical Biology. 6 (6): 809–15. doi:10.1016/S1367-5931(02)00376-9. PMID 12470735.

[Cedrone2000-53] Cedrone F, Ménez A, Quéméneur E (August 2000). "Tailoring new enzyme functions by rational redesign". Current Opinion in Structural Biology. 10 (4): 405–10. doi:10.1016/S0959-440X(00)00106-8. PMID 10981626.

[Gorg2008-54] Görg A, Weiss W, Dunn MJ (December 2004). "Current two-dimensional electrophoresis technology for proteomics". Proteomics. 4 (12): 3665–85. doi:10.1002/pmic.200401031. PMID 15543535.

[Conrotto2008-55] Conrotto P, Souchelnytskyi S (September 2008). "Proteomic approaches in biological and medical sciences: principles and applications". Experimental Oncology. 30 (3): 171–80. PMID 18806738.

[Koegl2007-56] Koegl M, Uetz P (December 2007). "Improving yeast two-hybrid screening systems". Briefings in Functional Genomics & Proteomics. 6 (4): 302–12. doi:10.1093/bfgp/elm035. PMID 18218650. مؤرشف من الأصل في 11 سبتمبر 2017.

[Plewczynski2009-57] Plewczyński D, Ginalski K (2009). "The interactome: predicting the protein-protein interactions in cells". Cellular & Molecular Biology Letters. 14 (1): 1–22. doi:10.2478/s11658-008-0024-7. PMID 18839074.

[Zhang2003-58] Zhang C, Kim SH (February 2003). "Overview of structural genomics: from structure to function". Current Opinion in Chemical Biology. 7 (1): 28–32. doi:10.1016/S1367-5931(02)00015-7. PMID 12547423.

[59] Branden and Tooze, pp. 340–41.

[Gonen2005-60] Gonen T, Cheng Y, Sliz P, Hiroaki Y, Fujiyoshi Y, Harrison SC, Walz T (December 2005). "Lipid-protein interactions in double-layered two-dimensional AQP0 crystals". Nature. 438 (7068): 633–8. Bibcode:2005Natur.438..633G. doi:10.1038/nature04321. PMC 1350984. PMID 16319884.

[Standley2008-61] Standley DM, Kinjo AR, Kinoshita K, Nakamura H (July 2008). "Protein structure databases with new web services for structural biology and biomedical research". Briefings in Bioinformatics. 9 (4): 276–85. doi:10.1093/bib/bbn015. PMID 18430752. مؤرشف من الأصل في 12 مارس 2020.

[Walian2004-62] Walian P, Cross TA, Jap BK (2004). "Structural genomics of membrane proteins". Genome Biology. 5 (4): 215. doi:10.1186/gb-2004-5-4-215. PMC 395774. PMID 15059248. مؤرشف من الأصل في 2 يناير 2016.

[Sleator2012-63] Sleator RD (2012). Prediction of protein functions. 815. صفحات 15–24. doi:10.1007/978-1-61779-424-7_2. ISBN . PMID 22130980.

[Zhang2008-64] Zhang Y (June 2008). "Progress and challenges in protein structure prediction". Current Opinion in Structural Biology. 18 (3): 342–8. doi:10.1016/j.sbi.2008.02.004. PMC 2680823. PMID 18436442.

[Xiang2006-65] Xiang Z (June 2006). "Advances in homology protein structure modeling". Current Protein & Peptide Science. 7 (3): 217–27. doi:10.2174/138920306777452312. PMC 1839925. PMID 16787261.

[Zhang2005-66] Zhang Y, Skolnick J (January 2005). "The protein structure prediction problem could be solved using the current PDB library". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102 (4): 1029–34. Bibcode:2005PNAS..102.1029Z. doi:10.1073/pnas.0407152101. PMC 545829. PMID 15653774. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.

[Kuhlman2003-67] Kuhlman B, Dantas G, Ireton GC, Varani G, Stoddard BL, Baker D (November 2003). "Design of a novel globular protein fold with atomic-level accuracy". Science. 302 (5649): 1364–8. Bibcode:2003Sci...302.1364K. doi:10.1126/science.1089427. PMID 14631033. مؤرشف من الأصل في 08 مارس 2020.

[Ritchie2008-68] Ritchie DW (February 2008). "Recent progress and future directions in protein-protein docking". Current Protein & Peptide Science. 9 (1): 1–15. CiteSeerX = 10.1.1.211.4946 10.1.1.211.4946. doi:10.2174/138920308783565741. PMID 18336319.

[Scheraga2007-69] Scheraga HA, Khalili M, Liwo A (2007). "Protein-folding dynamics: overview of molecular simulation techniques". Annual Review of Physical Chemistry. 58: 57–83. Bibcode:2007ARPC...58...57S. doi:10.1146/annurev.physchem.58.032806.104614. PMID 17034338.

[Zagrovic2002-70] Zagrovic B, Snow CD, Shirts MR, Pande VS (November 2002). "Simulation of folding of a small alpha-helical protein in atomistic detail using worldwide-distributed computing". Journal of Molecular Biology. 323 (5): 927–37. CiteSeerX = 10.1.1.142.8664 10.1.1.142.8664. doi:10.1016/S0022-2836(02)00997-X. PMID 12417204.

[Herges2005-71] Herges T, Wenzel W (January 2005). "In silico folding of a three helix protein and characterization of its free-energy landscape in an all-atom force field". Physical Review Letters. 94 (1): 018101. arXiv:physics/0310146. Bibcode:2005PhRvL..94a8101H. doi:10.1103/PhysRevLett.94.018101. PMID 15698135.

[Hoffman2006-72] Hoffmann M, Wanko M, Strodel P, König PH, Frauenheim T, Schulten K, Thiel W, Tajkhorshid E, Elstner M (August 2006). "Color tuning in rhodopsins: the mechanism for the spectral shift between bacteriorhodopsin and sensory rhodopsin II". Journal of the American Chemical Society. 128 (33): 10808–18. doi:10.1021/ja062082i. PMID 16910676.

[73] Ward JJ, Sodhi JS, McGuffin LJ, Buxton BF, Jones DT (March 2004). "Prediction and functional analysis of native disorder in proteins from the three kingdoms of life". Journal of Molecular Biology. 337 (3): 635–45. CiteSeerX = 10.1.1.120.5605 10.1.1.120.5605. doi:10.1016/j.jmb.2004.02.002. PMID 15019783.

[TompaFersht2009-74] Tompa P, Fersht A (18 November 2009). . CRC Press. ISBN . مؤرشف من الأصل فيتسعة يونيو2019.

[BrosnanJ-75] Brosnan JT (June 2003). "Interorgan amino acid transport and its regulation". The Journal of Nutrition. 133 (6 Suppl 1): 2068S–2072S. doi:10.1093/jn/133.6.2068S. PMID 12771367. مؤرشف من الأصل في 14 أبريل 2009.

[Watson_1998-76] Watson TD (1998). "Diet and skin disease in dogs and cats". The Journal of Nutrition. 128 (12 Suppl): 2783S–2789S. doi:10.1093/jn/128.12.2783S. PMID 9868266. مؤرشف من الأصل في 11 نوفمبر 2017.

[Case_2010-77] Case LP, Daristotle L, Hayek MG, Raasch MF (2010). Canine and Feline Nutrition-E-Book: A Resource for Companion Animal Professionals. Elsevier Health Sciences.

[78] Thomas Burr Osborne (1909): The Vegetable Proteins, History pp 1 to 6, from أرشيف الإنترنت نسخة محفوظة 29 أغسطس 2016 على مسقط واي باك مشين.

[Mulder1938-79] Mulder GJ (1838). "Sur la composition de quelques substances animales". Bulletin des Sciences Physiques et Naturelles en Néerlande: 104. مؤرشف من الأصل في 11 يناير 2020.

[Hartley-80] Harold H (1951). "Origin of the Word 'Protein.'". Nature. 168 (4267): 244. Bibcode:1951Natur.168..244H. doi:10.1038/168244a0.

[Perrett2007-81] Perrett D (August 2007). "From 'protein' to the beginnings of clinical proteomics". Proteomics: Clinical Applications. 1 (8): 720–38. doi:10.1002/prca.200700525. PMID 21136729.

[82] New Oxford Dictionary of English

[Reynolds2003-83] Reynolds JA, Tanford C (2003). Nature's Robots: A History of Proteins (Oxford Paperbacks). New York, New York: Oxford University Press. صفحة 15. ISBN .

[84] Reynolds and Tanford (2003).

[Bischoff1860-85] Bischoff TL, Voit C (1860). Die Gesetze der Ernaehrung des Pflanzenfressers durch neue Untersuchungen festgestellt (باللغة الألمانية). Leipzig, Heidelberg.

[86] "Hofmeister, Franz". encyclopedia.com. مؤرشف من الأصل في 30 مارس 2019. اطلع عليه بتاريخ 04 أبريل 2017.

[87] "Protein, section: Classification of protein". britannica.com. مؤرشف من الأصل في 12 أبريل 2019. اطلع عليه بتاريخ 04 أبريل 2017.

[Sumner1926-88] Sumner JB (1926). "The isolation and crystallization of the enzyme urease. Preliminary paper". Journal of Biological Chemistry. 69 (2): 435–41. مؤرشف من الأصل (PDF) في 12 مارس 2020.

[Pauling1951-89] Pauling L, Corey RB (May 1951). "Atomic coordinates and structure factors for two helical configurations of polypeptide chains" (PDF). Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 37 (5): 235–40. Bibcode:1951PNAS...37..235P. doi:10.1073/pnas.37.5.235. PMC 1063348. PMID 14834145. مؤرشف من الأصل (PDF) في 24 سبتمبر 2015.

[Kauzmann1956-90] Kauzmann W (May 1956). "Structural factors in protein denaturation". Journal of Cellular Physiology. 47 (Suppl 1): 113–31. doi:10.1002/jcp.1030470410. PMID 13332017.

[Kauzmann1959-91] Kauzmann W (1959). Some factors in the interpretation of protein denaturation. 14. صفحات 1–63. doi:10.1016/S0065-3233(08)60608-7. ISBN . PMID 14404936.

[Kalman1955-92] Kalman SM, Linderstrøm-Lang K, Ottesen M, Richards FM (February 1955). "Degradation of ribonuclease by subtilisin". Biochimica et Biophysica Acta. 16 (2): 297–9. doi:10.1016/0006-3002(55)90224-9. PMID 14363272.

[Sanger1949-93] Sanger F (1949). "The terminal peptides of insulin". The Biochemical Journal. 45 (5): 563–74. PMC 1275055. PMID 15396627.

[Lecture_1958-94] Sanger F. (1958), (PDF), Nobelprize.org, مؤرشف من الأصل (PDF) فيعشرة أغسطس 2017 CS1 maint: ref=harv (link)

[Muirhead1963-95] Muirhead H, Perutz MF (August 1963). "Structure of hemoglobin. A three-dimensional fourier synthesis of reduced human hemoglobin at 5.5 Å resolution". Nature. 199 (4894): 633–8. Bibcode:1963Natur.199..633M. doi:10.1038/199633a0. PMID 14074546.

[Kendrew1958-96] Kendrew JC, Bodo G, Dintzis HM, Parrish RG, Wyckoff H, Phillips DC (March 1958). "A three-dimensional model of the myoglobin molecule obtained by x-ray analysis". Nature. 181 (4610): 662–6. Bibcode:1958Natur.181..662K. doi:10.1038/181662a0. PMID 13517261.

[urlRCSB_Protein_Data_Bank-97] "RCSB Protein Data Bank". مؤرشف من الأصل في 18 أبريل 2015. اطلع عليه بتاريخ 19 يناير 2017.

[Zhou2008-98] Zhou ZH (April 2008). "Towards atomic resolution structural determination by single-particle cryo-electron microscopy". Current Opinion in Structural Biology. 18 (2): 218–28. doi:10.1016/j.sbi.2008.03.004. PMC 2714865. PMID 18403197.

[Keskin2008-99] Keskin O, Tuncbag N, Gursoy A (April 2008). "Characterization and prediction of protein interfaces to infer protein-protein interaction networks". Current Pharmaceutical Biotechnology. 9 (2): 67–76. doi:10.2174/138920108783955191. PMID 18393863.