קל לחשוב על חלבון כעל חומר בניין, משהו שאוכלים כדי לגדול. אבל רוב החלבונים בגופכם אינם לבנים בקיר: הם הכלים שמבצעים כמעט כל פעולה בתא, ורק חלק קטן מהם משמש באמת כשלד.

המשותף לכל התפקודים שתפגשו כאן הוא עיקרון אחד: לחלבון יש פני שטח תלת-ממדיים בעלי צורה, מטען וקוטביות מוגדרים, ולכן הוא נקשר למולקולה מסוימת ולא לאחרות. הקשירה הזאת הפיכה — היא נוצרת ומתפרקת — ולכן אפשר להפעיל ולהפסיק את הפעולה לפי התנאים בתא. משנים את הקיפול, ומאבדים את התפקוד.

חֶלְבּוֹנֵי מִבְנֶה(Structural proteins) הם היוצא מן הכלל: הם אינם קושרים מולקולת מטרה אלא מתארגנים בעצמם לסיבים. קוֹלָגֵן(Collagen), החלבון הנפוץ ביותר בגוף היונקים, בנוי משלוש שרשראות המשתזרות לסליל משולש, וסלילים אלה נארזים בצרורות שעומדים במתיחה — ולכן הוא נמצא בגידים, בעור ובדופן כלי הדם. קֵרָטִין(Keratin) עשיר בקשרים די-סולפידיים בין שרשראותיו, ומכאן הקשיחות של ציפורניים ושיער.

חֶלְבּוֹנֵי הוֹבָלָה(Transport proteins) קושרים מולקולה, נושאים אותה ומשחררים אותה במקום אחר. הֶמוֹגְלוֹבִּין(Hemoglobin) נושא עד ארבע מולקולות חמצן, אחת בכל תת-יחידה, וקושר אותן היכן שריכוז החמצן גבוה ומשחרר אותן היכן שהוא נמוך. בקרום התא פועלים חלבוני תעלה וחלבוני נשא, המאפשרים מעבר של יונים ושל מולקולות קוטביות שאינן חודרות דרך שכבת הליפידים.

בהגנה פועלים נוֹגְדָנִים(Antibodies): כל נוגדן בנוי מארבע שרשראות בצורת האות Y, ובקצות הזרועות אזור משתנה שצורתו משלימה לאנטיגן אחד בלבד. בבקרה פועלים הוֹרְמוֹנִים חֶלְבּוֹנִיִּים(Protein hormones), כמו האינסולין בן 51 חומצות האמינו, שנישא בדם ונקשר לקוֹלְטָן(Receptor) חלבוני על תא המטרה. השרשרת הסיבתית היא: הורמון נקשר לקולטן ← שינוי בצורת הקולטן ← העברת אות לתוך התא ← שינוי בקצב תהליך מסוים. תא שאין על פניו קולטן מתאים אינו מושפע מן ההורמון כלל, אף שההורמון מגיע אליו בדם.

בתנועה פועלים חֶלְבּוֹנֵי תְּנוּעָה(Motor proteins): בתא השריר, ראשי המיוזין נקשרים לסיבי האקטין ומחליקים לאורכם תוך ניצול אנרגיה, וכך מתקצר התא. יש גם חֶלְבּוֹנֵי תְּשׁוּמֹרֶת(Storage proteins), כמו הקזאין שבחלב והאלבומין שבחלבון הביצה, המספקים חומצות אמינו לצאצא המתפתח. והקבוצה הגדולה מכולן היא אֶנְזִימִים(Enzymes), המזרזים את תגובות חילוף החומרים — ובהם תעסוק היחידה הבאה.

שימו לב למה שאין ברשימה הזאת: אחסון אנרגיה. חלבונים אינם חומר האנרגיה המועדף על התא, ופירוקם לצורך אנרגיה מתרחש בעיקר במחסור ממושך, על חשבון חלבונים מתפקדים.

מה תפקיד המיטוכונדריון בתא?