Grupa protetyczna to niepeptydowy składnik złożonych białek, który zapewnia pełnienie ich funkcji biologicznych. Najczęściej mówią o protetycznych grupach enzymów. Grupy protetyczne są mocno połączone z częścią białkową wiązaniami kowalencyjnymi. Mogą to być substancje o charakterze nieorganicznym (jony metali) i organicznym (węglowodany, witaminy).
Protetyczne grupy białek
Białka złożone są klasyfikowane zgodnie ze strukturą grupy protetycznej. Wyróżnia się następujące klasy białek złożonych:
- Glikoproteiny: prawdziwe i proteoglikany. Grupy prostetyczne tych pierwszych są reprezentowane przez monosacharydy, deoksysacharydy, kwasy sialowe i oligosacharydy. Prawdziwe glikoproteiny obejmują wszystkie globuliny osocza, immunoglobuliny, interferony, fibrynogen, hormony kortykotropiny, gonadotropiny. Protetyczną grupę proteoglikanów reprezentują heteropolisacharydy o wysokiej masie cząsteczkowej - glikozaminoglikany. Przykładami węglowodanów są kwas hialuronowy, kwas chondroitowy, heparyna. Część węglowodanowa jest połączona z białkowym wiązaniem kowalencyjnym-glikozydowym za pomocą grupy hydroksylowej treoniny, seryny lub grupy aminowej lizyny,glutamina, asparagina.
- Lipoproteiny. Grupę protetyczną stanowią lipidy o różnym składzie. Część białkową można łączyć z lipidowymi wiązaniami kowalencyjnymi, wtedy powstają nierozpuszczalne lipoproteiny, które pełnią głównie funkcje strukturalne; i wiązania niekowalencyjne, wtedy powstają rozpuszczalne lipidy, które pełnią głównie funkcje transportowe. Białka (apoproteiny) rozpuszczalnych lipoprotein tworzą powierzchniową warstwę hydrofilową, lipidy tworzą hydrofobowy rdzeń, który zawiera transportowane substancje o charakterze lipidowym. Lipoproteiny rozpuszczalne obejmują wszystkie kompleksy lipoproteinowe, które są raczej konglomeratami białek i lipidów o zmiennym składzie.
- Fosfoproteiny. Grupą protetyczną jest kwas fosforowy. Jego reszta jest połączona z częścią białkową wiązaniami estrowymi dzięki hydroksogrupom seryny i treoniny. Fosfoproteiny obejmują kazeinę, witelinę, albuminę jaja kurzego.
- Metaloproteiny. Należą do nich ponad sto enzymów. Grupa protetyczna jest reprezentowana przez jon jednego lub więcej różnych metali. Na przykład transferyna i ferrytyna obejmują jony żelaza, dehydrogenazę alkoholową – cynk, oksydazę cytochromową – miedź, proteinazy – jony magnezu i potasu, ATPazę – jony sodu, magnezu, wapnia i potasu.
- Chromoproteiny mają kolorową grupę protetyczną. U ludzi i zwierząt wyższych reprezentowane są głównie przez hemoproteiny i flawoproteiny. Hem jest niebiałkową częścią hemoprotein. Hem wchodzi w skład hemoglobiny, mioglobiny, cytochromów, katalaz, peroksydaz. Protetyczna grupa flawoproteinjest FAD.
6. Nukleoproteiny. Grupa protetyczna to kwasy nukleinowe - DNA lub RNA. Część białkowa nukleoprotein zawiera wiele dodatnio naładowanych aminokwasów – lizynę i argininę, dzięki czemu posiada właściwości podstawowe. Same kwasy nukleinowe są kwaśne. Oddziaływanie między częścią białkową a częścią niebiałkową jest zatem realizowane przez oddziaływanie jon-jon. Dołączenie głównej części białkowej do dość "luźnej" kwaśnej cząsteczki DNA pozwala uzyskać zwartą strukturę - chromatynę, która zapewnia przechowywanie informacji dziedzicznych.
Protetyczne grupy enzymów
Około 60% znanych enzymów to proste substancje. Ich centrum aktywne tworzą wyłącznie aminokwasy. W tym przypadku wiązanie enzym-substrat jest realizowane przez oddziaływanie kwasowo-zasadowe. Aby w organizmie zaistniało wiele reakcji, taka prosta interakcja nie wystarczy. Wówczas w reakcji biorą udział nie tylko substrat i enzym, ale także inne związki niebiałkowe, zwane kofaktorami. Istnieją dwie podklasy kofaktorów: koenzymy i grupy protetyczne. Te pierwsze są połączone z białkową częścią enzymu słabymi wiązaniami niekowalencyjnymi, dzięki czemu mogą pełnić rolę nośników pomiędzy poszczególnymi enzymami. Grupy prostetyczne są mocno połączone wiązaniami kowalencyjnymi z apoenzymem i pełnią funkcję nośnika wewnątrzenzymatycznego. Przykłady grup protetycznych niektórych enzymów przedstawiono w:tabela.
| Tabela. Grupy protetyczne, źródła ich syntezy i odpowiadające im enzymy | ||
| Grupa protetyczna | Źródło syntezy | Przykłady enzymów |
| FAD, FMN | Ryboflawina | Aerobowe i niektóre dehydrogenazy beztlenowe |
| Fosforan pirydoksalu | Pirydoksyna | Aminotransferazy, dekarboksylazy |
| Pirofosforan tiaminy | Tiamin | Dekarboksylazy, transferazy |
| Biotyna | Biotyna | Karboksylaza |
| Klejnot | Glicyna, bursztynian, ferrytyna | Cytochromy, hemoglobiny, mioglobina, katalaza, peroksydazy |
Protetyczne grupy lipidowe
W tym przypadku grupa protetyczna jest nielipidową częścią złożonych lipidów, takich jak fosfolipidy, glikolipidy, sulfolipidy.
