Disa proteina kryejnë një funksion mbrojtës. Funksioni mbrojtës i proteinave

Kryesorja, dhe në një farë kuptimi unike funksionet biologjike proteinat që janë të pazakonta ose vetëm pjesërisht të natyrshme në klasat e tjera të biopolimerëve përfshijnë funksionet e mëposhtme.

Funksioni strukturor (mbështetës).

Fijet e kolagjenit kryejnë një funksion mbështetës. (Mikroskopi elektronik)

Proteinat që kryejnë një funksion strukturor mbizotërojnë midis proteinave të tjera në trupin e njeriut. Proteinat fibrilare formojnë një substancë ind lidhor- kolagjeni, elastina (në muret vaskulare të enëve të tipit elastik), keratina (në lëkurë dhe derivatet e saj), proteoglikane.

Funksioni enzimatik (katalitik).

Të gjitha enzimat janë proteina që përcaktojnë shpejtësinë reaksionet kimike V sistemet biologjike. Por në të njëjtën kohë, ekzistojnë të dhëna eksperimentale për ekzistencën e ribozimeve, pra acidit ribonukleik që ka aktiviteti katalitik, dhe abzimat - dhe antitrupat mono- dhe poliklonalë.

Receptori dhe funksioni hormonal

Funksioni i transportit

Vetëm proteinat kryejnë transportin e substancave në gjak, për shembull, lipoproteinat (transportimi i yndyrës), hemoglobina (transporti i oksigjenit), transferina (transporti i hekurit). Proteinat transportojnë kalcium, magnez, hekur, bakër dhe jone të tjera në gjak.

Transporti i substancave nëpër membrana kryhet nga proteinat - Na + , K + -ATPaza (transporti transmembranor anti-drejtues i joneve të natriumit dhe kaliumit), Ca 2+ -ATPaza (pompimi i joneve të kalciumit nga qeliza), transportuesit e glukozës.

Funksioni rezervë (ushqyes).

Ky funksion kryhet nga të ashtuquajturat proteina rezervë. Një shembull i një proteine ​​të ruajtur është prodhimi dhe akumulimi i ovalbuminës (ovalbuminës) në vezë. Kafshët dhe njerëzit nuk kanë depo të tilla të specializuara, por gjatë agjërimit të zgjatur përdoren proteina nga muskujt, organet limfoide, indet epiteliale dhe mëlçia. Proteina kryesore në qumësht (kazeina) gjithashtu ka një funksion kryesisht ushqyes.

Funksioni kontraktues

Ekzistojnë një sërë proteinash ndërqelizore të dizajnuara për të ndryshuar formën e qelizës dhe lëvizjen e vetë qelizës ose organeleve të saj. Roli kryesor aktina dhe miozina - proteina specifike - luajnë në proceset e lëvizjes ind muskulor, dhe proteina citoskeletore tubulina, e cila siguron proceset më të mira të jetës së qelizave - divergjenca e kromozomeve gjatë mitozës.

Funksioni mbrojtës

Funksionet e proteinave të gjakut

Në rregullimin e përmbajtjes së proteinave plazmatike në një nivel të caktuar vlerë të madhe ka një mëlçi që sintetizon plotësisht fibrinogjenin dhe albuminën e gjakut, shumicën e α- dhe β-globulinave, qeliza të sistemit retikuloendotelial të palcës së eshtrave dhe nyjeve limfatike.

Proteinat janë blloqet ndërtuese të trupit dhe janë të përfshira në procesin metabolik. Funksionet e proteinave në trup janë rëndësi të madhe për të ruajtur jetën.

Struktura

Proteinat janë biopolimere të përbëra nga njësi individuale - monomere, të cilat quhen aminoacide. Ato përbëhen nga një grup karboksil (-COOH), një grup amin (-NH2) dhe një radikal. Aminoacidet janë të lidhura me njëri-tjetrin duke përdorur një lidhje peptide (-C(O)NH-), duke formuar një zinxhir të gjatë.

E detyrueshme elementet kimike aminoacide:

• karboni;
• hidrogjen;
• nitrogjen;
• oksigjen.

Oriz. 1. Struktura e proteinave.

Radikali mund të përfshijë squfur dhe elementë të tjerë. Proteinat ndryshojnë jo vetëm në radikal, por edhe në numrin e grupeve karboksil dhe amine. Për shkak të kësaj Ekzistojnë tre lloje të aminoacideve:

• neutral (-COOH dhe -NH2);
• bazë (-COOH dhe disa -NH2);
• acidike (disa -COOH dhe -NH2).

Në përputhje me aftësinë për t'u sintetizuar brenda trupit, ato janë të izoluara dy lloje të aminoacideve:

TOP 2 artikujttë cilët po lexojnë së bashku me këtë

• i zëvendësueshëm - i sintetizuar në trup;
• të pazëvendësueshme - nuk sintetizohen në trup dhe duhet të vijnë nga mjedisi i jashtëm.

Janë të njohura rreth 200 aminoacide. Megjithatë, vetëm 20 janë të përfshirë në ndërtimin e proteinave.

Sinteza

Biosinteza e proteinave ndodh në ribozome rrjeta endoplazmatike. Kjo proces kompleks, përbëhet nga dy faza:

• formimi i një zinxhiri polipeptid;
• modifikimi i proteinave.

Sinteza e rrjetit polipeptid ndodh me ndihmën e matricës dhe ARN-së transferuese. Ky proces quhet përkthim. Faza e dytë përfshin "punën mbi gabimet". Pjesë të proteinës së sintetizuar zëvendësohen, hiqen ose zgjaten.

Oriz. 2. Sinteza e proteinave.

Funksionet

Funksionet biologjike të proteinave janë paraqitur në tabelë.

Proteinat mund të kenë një efekt helmues dhe neutralizues. Për shembull, bacili i botulizmit sekreton një toksinë me origjinë proteinike dhe proteina albumina lidh metalet e rënda.

Enzimat

Vlen të thuhet shkurtimisht për funksioni katalitik proteinat. Enzimat ose enzimat klasifikohen në një grup të veçantë proteinash. Ata kryejnë katalizën - përshpejtimin e një reaksioni kimik.
Sipas strukturës së tyre, enzimat mund të jenë:

• thjeshtë - përmbajnë vetëm mbetje aminoacide;
• komplekse - përveç mbetjes së monomerit të proteinave, ato përfshijnë struktura jo proteinike të quajtura kofaktorë (vitamina, katione, anione).

Molekulat e enzimës kanë një pjesë aktive (qendër aktive) që lidh proteinën me një substancë - substratin. Çdo enzimë "njeh" një substrat specifik dhe lidhet me të. Vendi aktiv është zakonisht një "xhep" në të cilin futet nënshtresa.

Lidhja qendër aktive dhe substrati përshkruhet nga modeli i korrespondencës së induktuar (modeli "dora-dorësh"). Modeli tregon se enzima "përshtatet" me substratin. Me ndryshimin e strukturës, energjia dhe rezistenca e substratit zvogëlohen, gjë që ndihmon enzimën ta transferojë më lehtë atë në produkt.

Oriz. 3. Model dore-doraze.

Aktiviteti i enzimës varet nga disa faktorë:

• temperatura;
• përqendrimet e enzimave dhe substratit;
• aciditeti.

Ekzistojnë 6 klasa enzimash, secila prej të cilave ndërvepron me substanca të caktuara. Për shembull, transferazat transferojnë një grup fosfati nga një substancë në tjetrën.

Enzimat mund të përshpejtojnë reaksionet 1000 herë.

Çfarë kemi mësuar?

Zbuluam se çfarë funksionesh kryejnë proteinat në një qelizë, si janë të strukturuara dhe si sintetizohen. Proteinat janë zinxhirë polimerësh të përbërë nga aminoacide. Janë 200 aminoacide të njohura, por proteinat mund të formojnë vetëm 20. Polimeret e proteinave sintetizohen në ribozome. Proteinat kryejnë funksione të rëndësishme në trup: ato transportojnë substanca, përshpejtojnë reaksionet biokimike dhe kontrollojnë proceset që ndodhin në trup. Enzimat lidhin substratin dhe me qëllim e transferojnë atë në substanca, duke përshpejtuar reagimet me 100-1000 herë.

Test mbi temën

Vlerësimi i raportit

Vlerësimi mesatar: 4.6. Gjithsej vlerësimet e marra: 289.

Ashtu si makromolekulat e tjera biologjike (polisakaridet, lipidet dhe acidet nukleike), proteinat janë përbërës të domosdoshëm të të gjithë organizmave të gjallë dhe luajnë një rol vendimtar në jetën e qelizës. Proteinat kryejnë procese metabolike. Ato janë pjesë e strukturave ndërqelizore - organeleve dhe citoskeletit, të sekretuara në hapësirën jashtëqelizore, ku mund të veprojnë si një sinjal i transmetuar midis qelizave, të marrin pjesë në hidrolizën e ushqimit dhe në formimin e substancës ndërqelizore.

Klasifikimi i proteinave sipas funksioneve të tyre është mjaft arbitrar, pasi e njëjta proteinë mund të kryejë disa funksione. Një shembull i studiuar mirë i një multifunksionaliteti të tillë është lizil-tRNA sintetaza, një enzimë nga klasa e sintetazave të aminoacil-tRNA, e cila jo vetëm që bashkon një mbetje lizine në tARN, por gjithashtu rregullon transkriptimin e disa gjeneve. Proteinat kryejnë shumë funksione për shkak të aktivitetit të tyre enzimatik. Kështu, enzimat janë proteina motorike miozina, proteinat rregullatore proteina kinaza, proteina transportuese natrium-kalium adenozinë trifosfataza, etj.

Modeli molekular i enzimës së ureazës bakteriale Helicobacter pylori

Funksioni katalitik

Më e mira funksion i njohur proteinat në trup - kataliza e reaksioneve të ndryshme kimike. Enzimat janë proteina që kanë veti specifike katalitike, domethënë secila enzimë katalizon një ose më shumë reaksione të ngjashme. Enzimat katalizojnë reaksionet e zbërthimit të molekulave komplekse (katabolizmi) dhe sintezën e tyre (anabolizmin), duke përfshirë replikimin dhe riparimin e ADN-së dhe sinteza e matricës ARN. Deri në vitin 2013, ishin përshkruar më shumë se 5,000 mijë enzima. Përshpejtimi i një reaksioni si rezultat i katalizimit enzimatik mund të jetë i madh: për shembull, një reaksion i katalizuar nga enzima orotidin 5"-fosfat dekarboksilazë zhvillohet 10 17 herë më shpejt se një i pakatalizuar (gjysma e jetës së dekarboksilimit të acidit orotik është 78 milion vjet pa një enzimë dhe 18 milisekonda me pjesëmarrjen e një enzime) Molekulat që lidhen me një enzimë dhe ndryshojnë si rezultat i reaksionit quhen substrate.

Megjithëse enzimat zakonisht përbëhen nga qindra mbetje aminoacide, ato nuk janë shumica prej të cilave ndërvepron me substratin, dhe një numër edhe më i vogël - mesatarisht 3-4 mbetje aminoacide, shpesh të vendosura larg njëra-tjetrës në struktura primare- marrin pjesë drejtpërdrejt në katalizë. Pjesa e molekulës së enzimës që ndërmjetëson lidhjen dhe katalizimin e substratit quhet vend aktiv.

Bashkimi Ndërkombëtar i Biokimisë dhe biologjia molekulare në vitin 1992 propozoi versionin përfundimtar të nomenklaturës hierarkike të enzimave bazuar në llojin e reaksioneve që ato katalizojnë. Sipas kësaj nomenklature, emrat e enzimave duhet të kenë gjithmonë mbaresën - aza dhe formohen nga emrat e reaksioneve të katalizuara dhe të substrateve të tyre. Secilës enzimë i është caktuar një kod individual, i cili e bën të lehtë përcaktimin e pozicionit të saj në hierarkinë e enzimës. Bazuar në llojin e reaksioneve që ato katalizojnë, të gjitha enzimat ndahen në 6 klasa:

• CF 1: Oksidoreduktazat që katalizojnë reaksionet redoks;
• CF 2: Transferazat që katalizojnë transferimin grupet kimike nga një molekulë e substratit në tjetrën;
• EF 3: Hidrolaza që katalizojnë hidrolizën lidhjet kimike;
• EF 4: Liazat që katalizojnë thyerjen e lidhjeve kimike pa hidrolizë me formimin lidhje e dyfishtë në një nga produktet;
• EC 5: Izomerazat që katalizojnë ndryshimet strukturore ose gjeometrike në molekulën e substratit;
• EC 6: Ligazat që katalizojnë formimin e lidhjeve kimike midis substrateve për shkak të hidrolizës së lidhjes difosfatike të ATP ose të një trifosfati të ngjashëm.

Funksioni strukturor

Më shumë detaje: Funksioni strukturor i proteinave, Proteinat fibrilare

Proteinat strukturore të citoskeletit, si një lloj përforcimi, u japin formë qelizave dhe shumë organeleve dhe marrin pjesë në ndryshimin e formës së qelizave. Shumica proteinat strukturore janë filamentoze: për shembull, monomerët e aktinës dhe tubulinës janë proteina globulare, të tretshme, por pas polimerizimit ato formojnë fije të gjata që përbëjnë citoskeletin, duke lejuar qelizën të ruajë formën e saj. Kolagjeni dhe elastina janë përbërësit kryesorë të substancës ndërqelizore të indit lidhës (për shembull, kërci), dhe një proteinë tjetër strukturore, keratina, përbëhet nga flokët, thonjtë, pendët e shpendëve dhe disa guaska.

Funksioni mbrojtës

Më shumë detaje: Funksioni mbrojtës i proteinave

Ekzistojnë disa lloje të funksioneve mbrojtëse të proteinave:

1. Mbrojtje fizike. Mbrojtja fizike e trupit sigurohet nga Kolagjeni - një proteinë që formon bazën e substancës ndërqelizore të indeve lidhëse (përfshirë kockat, kërcin, tendinat dhe shtresat e thella të lëkurës (dermis)); keratin, i cili formon bazën e skutave me brirë, flokëve, puplave, brirëve dhe derivateve të tjera të epidermës. Në mënyrë tipike, proteina të tilla konsiderohen si proteina me një funksion strukturor. Shembuj të proteinave në këtë grup janë fibrinogjenet dhe trombinat, të cilat janë të përfshira në koagulimin e gjakut.
2. Mbrojtja kimike. Lidhja e toksinave nga molekulat e proteinave mund të sigurojë detoksifikimin e tyre. Enzimat e mëlçisë luajnë një rol veçanërisht vendimtar në detoksifikimin e njerëzve, duke zbërthyer helmet ose duke i kthyer ato në një formë të tretshme, gjë që lehtëson eliminimin e tyre të shpejtë nga trupi.
3. Mbrojtja imune. Proteinat që përbëjnë gjakun dhe lëngjet e tjera biologjike janë të përfshira në përgjigjen mbrojtëse të trupit ndaj dëmtimit dhe sulmit nga patogjenët. Proteinat e sistemit të komplementit dhe antitrupat (imunoglobulinat) i përkasin proteinave të grupit të dytë; ato neutralizojnë bakteret, viruset ose proteinat e huaja. Antitrupat që janë pjesë e sistemit imunitar adaptiv bashkohen me substanca, antigjene, që janë të huaja për një organizëm të caktuar, dhe në këtë mënyrë i neutralizojnë ato, duke i drejtuar në vendet e shkatërrimit. Antitrupat mund të sekretohen në hapësirë ​​ndërqelizore ose të ankoruara në membranat e limfociteve B të specializuara të quajtura qeliza plazmatike.

Funksioni rregullator

Më shumë detaje: Aktivizues (proteina), Proteazomi, Funksioni rregullues i proteinave

Shumë procese brenda qelizave rregullohen nga molekulat e proteinave, të cilat nuk shërbejnë as si burim energjie dhe as si material ndërtimor për qelizën. Këto proteina rregullojnë përparimin e qelizave përmes ciklit qelizor, transkriptimin, përkthimin, bashkimin, aktivitetin e proteinave të tjera dhe shumë procese të tjera. Funksioni rregullator proteinat kryhen ose nëpërmjet aktivitetit enzimatik (për shembull, protein kinaza) ose nëpërmjet lidhjes specifike me molekula të tjera. Kështu, faktorët e transkriptimit, proteinat aktivizuese dhe proteinat represore, mund të rregullojnë intensitetin e transkriptimit të gjeneve duke u lidhur me sekuencat e tyre rregullatore. Në nivelin e përkthimit, leximi i shumë mARN-ve rregullohet gjithashtu nga shtimi i faktorëve proteinikë.

Rolin më të rëndësishëm në rregullimin e proceseve ndërqelizore e luajnë proteina kinazat dhe proteina fosfatazat - enzima që aktivizojnë ose shtypin aktivitetin e proteinave të tjera duke u bashkuar me to ose duke hequr grupet fosfate.

Funksioni i sinjalit

Më shumë detaje: Funksioni i sinjalizimit të proteinave, Hormonet, Citokinat

Funksioni sinjalizues i proteinave është aftësia e proteinave për të shërbyer si substanca sinjalizuese, duke transmetuar sinjale midis qelizave, indeve, organeve dhe organizmave. Funksioni i sinjalizimit shpesh kombinohet me funksionin rregullues, pasi shumë proteina rregullatore ndërqelizore transmetojnë gjithashtu sinjale.

Funksionin e sinjalizimit e kryejnë proteinat – Hormonet, Citokinat, faktorët e rritjes etj.

Hormonet barten në gjak. Shumica e hormoneve shtazore janë proteina ose peptide. Lidhja e një hormoni me receptorin e tij është një sinjal që shkakton një përgjigje qelizore. Hormonet rregullojnë përqendrimin e substancave në gjak dhe qeliza, rritjen, riprodhimin dhe procese të tjera. Një shembull i proteinave të tilla është insulina, e cila rregullon përqendrimin e glukozës në gjak.

Qelizat ndërveprojnë me njëra-tjetrën duke përdorur proteinat sinjalizuese të transmetuara përmes substancës ndërqelizore. Proteina të tilla përfshijnë, për shembull, citokinat dhe faktorët e rritjes.

Citokinat janë molekula sinjalizuese të peptideve. Ato rregullojnë ndërveprimet ndërmjet qelizave, përcaktojnë mbijetesën e tyre, stimulojnë ose shtypin rritjen, diferencimin, aktivitetin funksional dhe apoptozën, sigurojnë koordinimin e veprimeve të sistemit imunitar, endokrin dhe sistemet nervore. Një shembull i citokinave është faktori i nekrozës së tumorit, i cili transmeton sinjale inflamatore midis qelizave të trupit.

Funksioni i transportit

Më shumë detaje: Funksioni i transportit të proteinave

Proteinat e tretshme të përfshira në transportin e molekulave të vogla duhet të kenë një afinitet të lartë për substratin kur ai është i pranishëm në përqendrim të lartë dhe të çlirohen lehtësisht në zona me përqendrim të ulët të substratit. Një shembull i proteinave transportuese është hemoglobina, e cila transporton oksigjenin nga mushkëritë në indet e tjera dhe dioksidin e karbonit nga indet në mushkëri, dhe përveç proteinave të saj homologe që gjenden në të gjitha mbretëritë e organizmave të gjallë.

Disa proteina të membranës përfshihen në transportin e molekulave të vogla nëpër membranën qelizore, duke ndryshuar përshkueshmërinë e saj. Komponenti lipid i membranës është i papërshkueshëm nga uji (hidrofobik), i cili parandalon përhapjen e molekulave polare ose të ngarkuara (jonike). Proteinat e transportit të membranës zakonisht ndahen në proteina kanali dhe proteina bartëse. Proteinat e kanalit përmbajnë pore të brendshme të mbushura me ujë që lejojnë jonet (nëpërmjet kanaleve jonike) ose molekulat e ujit (nëpërmjet proteinave akuaporin) të lëvizin nëpër membranë. Shumë kanale jonike janë të specializuara për të transportuar vetëm një jon; Kështu, kanalet e kaliumit dhe natriumit shpesh bëjnë dallimin midis këtyre joneve të ngjashme dhe lejojnë që vetëm njëri prej tyre të kalojë. Proteinat transportuese lidhen, si enzimat, çdo molekulë ose jon të transportuar dhe, ndryshe nga kanalet, mund të kryejnë transport aktiv duke përdorur energjinë e ATP. "Termocentrali i qelizës" - ATP sintaza, e cila sintetizon ATP për shkak të gradientit të protonit, mund të klasifikohet gjithashtu si një proteinë transporti membranore.

Funksioni rezervë (rezervë).

Këto proteina përfshijnë të ashtuquajturat proteina rezervë, të cilat ruhen si burim energjie dhe lëndësh në farat e bimëve (për shembull, globulinat 7S dhe 11S) dhe vezët e kafshëve. Një numër i proteinave të tjera përdoren në trup si burim i aminoacideve, të cilat nga ana tjetër janë pararendëse të substancave biologjikisht aktive që rregullojnë proceset metabolike.

Funksioni i receptorit

Më shumë detaje: Receptori qelizor

Receptorët e proteinave mund të vendosen si në citoplazmë ashtu edhe të ngulitur në membranën qelizore. Një pjesë e molekulës së receptorit merr një sinjal, i cili shpesh është substancë kimike, dhe në disa raste - stresi i lehtë, mekanik (për shembull, shtrirja) dhe stimuj të tjerë. Kur një sinjal vepron në një pjesë të caktuar të molekulës - proteinën e receptorit - ndodhin ndryshimet e tij konformative. Si rezultat, ndryshon konformimi i një pjese tjetër të molekulës, e cila transmeton sinjalin tek komponentët e tjerë qelizorë. Ekzistojnë disa mekanizma të transmetimit të sinjalit. Disa receptorë katalizojnë një reaksion kimik specifik; të tjerët shërbejnë si kanale jonike që hapen ose mbyllen kur nxiten nga një sinjal; disa të tjera lidhin në mënyrë specifike molekulat e lajmëtarëve ndërqelizor. Në receptorët e membranës, pjesa e molekulës që lidhet me molekulën e sinjalit ndodhet në sipërfaqen e qelizës dhe domeni që transmeton sinjalin është brenda.

Funksioni i motorit (motorit).

Një klasë e tërë e proteinave motorike siguron lëvizjet e trupit, për shembull, tkurrjen e muskujve, duke përfshirë lëvizjen (miozinën), lëvizjen e qelizave brenda trupit (për shembull, lëvizjen amoeboid të leukociteve), lëvizjen e qerpikëve dhe flagjelave, dhe përveç kësaj aktive dhe të drejtuara. transporti ndërqelizor (kinezina, dyneina). Dyneinat dhe kinesinat transportojnë molekulat përgjatë mikrotubulave duke përdorur hidrolizën ATP si burim energjie. Dyneinet transportojnë molekulat dhe organelet nga pjesët periferike të qelizës drejt centrosomes, kinesinat - në drejtim të kundërt. Dyneinet janë gjithashtu përgjegjëse për lëvizjen e qerpikëve dhe flagjelave në eukariotët. Variantet citoplazmike të miozinës mund të përfshihen në transportin e molekulave dhe organeleve përgjatë mikrofilamenteve.

Funksionimi i trupit të njeriut është bërë i qartë në fillimi i XIX shekulli. Shkencëtarët i kanë caktuar këto substanca term grek"proteina", nga fjala protos - "kryesore, e para".

Karakteristika kryesore e këtyre komponimet kimikeështë se ato janë baza që trupi përdor për të krijuar qeliza të reja. Funksionet e tyre të tjera janë të sigurojnë procese rregullatore dhe metabolike; në ekzekutim funksionet e transportit(për shembull, proteina hemoglobina, e cila shpërndan oksigjenin në të gjithë trupin përmes qarkullimit të gjakut); në formimin e fibrave të muskujve; në menaxhimin e shumë funksioneve vitale të trupit ( një shembull i ndritshëm shërben si insulinë proteinike); në rregullimin e procesit të tretjes, metabolizmin e energjisë; në mbrojtjen e trupit.

Struktura kimike e këtyre substancave përcaktohet nga numri i aminoacideve që përbëjnë molekulat e proteinave. Molekulat janë mjaft të mëdha në madhësi. Këto substanca kanë peshë të lartë molekulare substancave organike dhe janë një zinxhir aminoacidesh të lidhura nga një lidhje peptide. Përbërja e aminoacideve të proteinave përcaktohet kodi gjenetik. Shumë variacione në kombinimin e aminoacideve ofrojnë një shumëllojshmëri të vetive të molekulave të proteinave. Si rregull, ato lidhen me njëri-tjetrin dhe formojnë komplekse komplekse.

Klasifikimi i proteinave nuk është finalizuar, pasi jo të gjitha proteinat janë studiuar nga shkencëtarët. Roli i shumë prej tyre vazhdon të mbetet mister për njerëzit. Deri më tani, proteinat ndahen sipas roli biologjik dhe sipas të cilave në përbërjen e tyre përfshihen aminoacide. Për ushqimin tonë, nuk është vetë proteina ajo që është e vlefshme, por aminoacidet përbërëse të saj. Aminoacidet janë një nga llojet acidet organike. Ka më shumë se 100 prej tyre Pa to, proceset metabolike nuk mund të ndodhin.

Trupi nuk mund të absorbojë plotësisht proteinat e furnizuara me ushqim. Shumica e tyre shkatërrohen nga lëngjet acidike të tretjes. Proteinat ndahen në aminoacide. Trupi "merr" pas zbërthimit aminoacidet që i nevojiten dhe ndërton prej tyre proteinat e nevojshme. Në këtë rast, mund të ndodhë transformimi i disa aminoacideve në të tjera. Përveç transformimit, ato gjithashtu mund të sintetizohen në mënyrë të pavarur në trup.

Megjithatë, jo të gjitha aminoacidet mund të prodhohen nga trupi ynë. Ato që nuk sintetizohen quhen thelbësore, sepse trupi ka nevojë për to dhe mund t'i marrë vetëm nga jashtë. Aminoacidet esenciale nuk mund të zëvendësohen nga të tjerët. Këto përfshijnë metioninën, lizinën, izoleucinën, leucinën, fenilalaninën, treoninën, valinën. Përveç kësaj, ka aminoacide të tjera që formohen ekskluzivisht nga fenilalanina dhe metionina thelbësore. Prandaj, cilësia e të ushqyerit nuk përcaktohet nga sasia e proteinave hyrëse, por nga përbërja e tyre cilësore. Për shembull, patatet, lakra e bardhë, panxhari, lakra, bishtajore dhe buka përmbajnë sasi të mëdha të triptofanit, lizinës dhe metioninës.

Ecuria e metabolizmit të proteinave në trupin tonë varet nga sasi të mjaftueshme proteinat e nevojshme. Zbërthimi dhe shndërrimi i disa substancave në të tjera ndodh me çlirimin të nevojshme nga trupi energji.

Si rezultat i aktivitetit jetësor të trupit, disa proteina humbasin vazhdimisht. Përafërsisht 30 g në ditë humbet nga substancat proteinike që vijnë nga jashtë. Prandaj, duke marrë parasysh humbjen, dieta duhet të përmbajë një sasi të mjaftueshme të këtyre substancave për të siguruar funksionimin e trupit.

Konsumi i substancave proteinike nga trupi varet nga faktorë të ndryshëm: kryerja e një detyre të vështirë punë fizike ose duke qenë në pushim; gjendje emocionale. Marrja ditore e proteinave është të paktën 50 gram për të rriturit (kjo është afërsisht 0,8 gram për kilogram të peshës trupore). Fëmijët, për shkak të rritjes dhe zhvillimit intensiv, kërkojnë më shumë proteina - deri në 1.9 gram për kilogram të peshës trupore.

Megjithatë, edhe një sasi e madhe proteinash e konsumuar në ushqim nuk garanton një sasi të ekuilibruar të aminoacideve në to. Prandaj, dieta duhet të jetë e larmishme në mënyrë që trupi të nxjerrë përfitimin maksimal prej saj në formën e aminoacideve të ndryshme. Nuk po flasim për faktin se nëse nuk ka triptofan në ushqimin që hani sot, atëherë nesër do të sëmureni. Jo, trupi "mund" sasi të vogla ruani aminoacide të dobishme dhe përdorni ato kur është e nevojshme. Sidoqoftë, kapaciteti kumulativ i trupit nuk është shumë i lartë, kështu që rezervat e substancave të dobishme duhet të plotësohen rregullisht.

Nëse për shkak të bindjeve personale (vegjetarianizëm) ose arsye shëndetësore (probleme me traktit gastrointestinal Dhe ushqim dietik) ju keni një kufizim dietik, atëherë duhet të konsultoheni me një nutricionist për të rregulluar dietën tuaj dhe për të rivendosur ekuilibrin e proteinave në trup.
Gjatë aktiviteteve sportive intensive, trupi ka nevojë për një sasi të madhe proteinash. Ushqimi sportiv prodhohet veçanërisht për njerëz të tillë. Megjithatë, marrja e proteinave duhet të korrespondojë me aktivitetin fizik të kryer. Një tepricë e këtyre substancave, në kundërshtim me besimin popullor, nuk do të çojë në një rritje të mprehtë të masës muskulore.

Shumëllojshmëria e funksioneve të proteinave mbulon pothuajse të gjitha proceset biokimike që ndodhin në trup. Ata mund të quhen katalizatorë biokimikë.
Proteinat formojnë citoskeletin, i cili ruan formën e qelizave. Pa proteina, funksionimi i suksesshëm i sistemit imunitar është i pamundur.

E shkëlqyeshme burim ushqimi proteinat janë mishi, qumështi, peshku, drithërat, bishtajoret, arrat. Frutat, manaferrat dhe perimet janë më pak të pasura me proteina.

Proteina e parë që u studiua për të përcaktuar sekuencën e saj aminoacide ishte insulina. Për këtë arritje F. Sanger mori Çmimin Nobel në vitet 60 të shekullit të kaluar. Dhe shkencëtarët D. Kendrew dhe M. Perutz në të njëjtën kohë ishin në gjendje të krijonin strukturë tredimensionale mioglobina dhe hemoglobina duke përdorur teknikat e difraksionit me rreze X. Për këtë ata u nderuan edhe me çmimin Nobel.

Historia e studimit

Gjatë 30-40 viteve të ardhshme, u kryen kërkime mbi shumicën e aminoacideve që përbëjnë proteinat. Në 1894, A. Kossel, një fiziolog gjerman, bëri supozimin se aminoacidet janë përbërësit strukturorë të proteinave dhe se ato janë të lidhura me njëra-tjetrën me lidhje peptide. Ai po përpiqej të studionte sekuencën e aminoacideve të një proteine.
Në vitin 1926, roli dominues i proteinave në trup u njoh më në fund. Kjo ndodhi kur kimisti amerikan D. Sumner vërtetoi se ureaza (një enzimë pa të cilën nuk mund të ndodhin shumë procese kimike) është një proteinë.

Ishte jashtëzakonisht e vështirë të izoloheshin proteinat e pastra për nevoja shkencore në atë kohë. Kjo është arsyeja pse eksperimentet e para u kryen duke përdorur ato polipeptide që mund të pastroheshin në sasi të konsiderueshme me kosto minimale - këto janë proteinat e gjakut, proteinat e pulës, toksina të ndryshme, enzimat me origjinë tretëse ose metabolike, të lëshuara pas therjes së bagëtive. Në fund të viteve '50, u bë e mundur të pastrohet ribonukleaza e pankreasit të gjedhit. Ishte kjo substancë që u bë një objekt eksperimental për shumë shkencëtarë.

NË shkenca moderne Hulumtimi i proteinave vazhdoi në një nivel cilësisht të ri. Ekziston një degë e biokimisë e quajtur proteomikë. Tani, falë proteomikës, është e mundur të studiohen jo vetëm proteinat e izoluara të pastruara, por edhe ndryshimet paralele, të njëkohshme në modifikimin e shumë proteinave që i përkasin qelizave dhe indeve të ndryshme. Shkencëtarët tani teorikisht mund të llogarisin strukturën e një proteine ​​nga sekuenca e saj aminoacide. Metodat e mikroskopisë krioelektronike bëjnë të mundur studimin e komplekseve të proteinave të mëdha dhe të vogla.

Vetitë e proteinave

Proteinat klasifikohen sipas shkallës së tretshmërisë së tyre, shumica e tyre janë shumë të tretshme në ujë. Megjithatë, ka përjashtime. Fibroina (baza e rrjetave të merimangës dhe mëndafshit) dhe keratina (baza e flokëve te njerëzit, si dhe leshi te kafshët dhe pendët tek zogjtë) janë të pazgjidhshëm.

Denatyrimi

Në disa raste, denatyrimi është i kthyeshëm, proteina mund të kthehet në gjendjen e saj normale duke përdorur kripëra amoniumi. Denatyrimi i kthyeshëm përdoret si metodë e pastrimit të proteinave.

Proteinat e thjeshta dhe komplekse

Nga natyra kimike Ekzistojnë pesë klasa të proteinave komplekse:

• Glikoproteinat.
• Kromoproteinat.
• Fosfoproteinat.
• Metalloproteinat.
• Lipoproteinat.

Kromoproteinat janë emri i përgjithshëm për proteinat komplekse, të cilat përfshijnë flavoproteina, klorofile, hemoglobinë dhe të tjera.

Proteinat e quajtura fosfoproteina përmbajnë mbetje të acidit fosforik. Ky grup proteinash përfshin, për shembull, kazeinë të qumështit.

Metalloproteinat janë proteina që përmbajnë jone të lidhur në mënyrë kovalente të disa metaleve. Midis tyre ka proteina që kryejnë funksione transporti dhe ruajtjeje (transferina, ferritina).

Proteinat komplekse lipoproteinat përmbajnë mbetje lipide. Funksioni i tyre është të transportojnë lipide.

Biosinteza e proteinave

Kodi gjenetik përbëhet nga kodone. Një kodon është një njësi e informacionit gjenetik që përbëhet nga mbetje nukleotide. Çdo kodon është përgjegjës për lidhjen e një aminoacidi me një proteinë. Numri i përgjithshëm i tyre është 64. Disa aminoacide përcaktohen jo nga një, por nga disa kodone.

Funksionet e proteinave në trup

Duhet të theksohet se klasifikimi i proteinave sipas funksioneve të tyre është mjaft arbitrar, sepse në disa organizma të gjallë e njëjta proteinë mund të kryejë disa funksione të ndryshme. Proteinat kryejnë shumë funksione për shkak të aktivitetit të tyre të lartë enzimatik. Në veçanti, enzima të tilla përfshijnë miozinën e proteinës motorike, si dhe proteinat rregullatore të proteinave kinazave.

Funksioni katalitik

Më shumë se 4000 reagime që ndodhin në trupin tonë kërkojnë katalizim. Pa ndikimin e enzimave, reagimi vazhdon dhjetëra e qindra herë më ngadalë.
Molekulat që lidhen me një enzimë gjatë një reaksioni dhe më pas ndryshojnë quhen substrate. Enzima përmban shumë aminoacide, por jo të gjitha ndërveprojnë me substratin, dhe sigurisht jo të gjithë janë të përfshirë drejtpërdrejt në procesin e katalizimit. Pjesa e enzimës së cilës i bashkëngjitet substrati konsiderohet si vend aktiv enzimatik.

Funksioni strukturor

Funksioni mbrojtës

Mbrojtja imune përfshin pjesëmarrjen e proteinave që gjenden në gjak ose lëngje të tjera biologjike në formimin e përgjigjes mbrojtëse të trupit ndaj sulmit nga mikroorganizmat patogjenë ose dëmtimeve. Për shembull, imunoglobulinat neutralizojnë viruset, bakteret ose proteinat e huaja. Antitrupat e prodhuar nga sistemi imunitar ngjiten me substanca të huaja për trupin, të quajtura antigjene, dhe i neutralizojnë ato. Si rregull, antitrupat sekretohen në hapësirën ndërqelizore ose fiksohen në membranat e qelizave të specializuara të plazmës.

Enzimat dhe substrati nuk janë të lidhur shumë ngushtë, përndryshe reaksioni i katalizuar mund të ndërpritet. Por stabiliteti i lidhjes së antigjenit dhe antitrupave nuk kufizohet me asgjë.

Mbrojtja kimike konsiston në lidhjen e molekulave të proteinave me toksina të ndryshme, pra sigurimin e detoksifikimit të trupit. Rolin më të rëndësishëm në detoksifikimin e trupit tonë e luajnë enzimat e mëlçisë, të cilat shpërbëjnë helmet ose i kthejnë ato në një formë të tretshme. Toksinat e tretura largohen shpejt nga trupi.

Funksioni rregullator

Funksioni i sinjalit

Citokinat dhe proteinat hormonale kryejnë një funksion sinjalizues.
Hormonet barten nga gjaku. Kur një receptor lidhet me një hormon, ai shkakton një përgjigje në qelizë. Hormonet rregullojnë përqendrimin e substancave në qelizat e gjakut, si dhe rregullimin e rritjes dhe riprodhimit të qelizave. Një shembull i proteinave të tilla është insulina e njohur, e cila rregullon përqendrimin e glukozës në gjak.

Citokinat janë molekula të vogla lajmëtare peptide. Ato veprojnë si rregullatorë të ndërveprimit midis qelizave të ndryshme, dhe gjithashtu përcaktojnë mbijetesën e këtyre qelizave, shtypin ose stimulojnë rritjen dhe aktivitetin e tyre funksional. Pa citokina, puna e koordinuar e sistemit nervor, endokrin dhe imunitar është e pamundur. Për shembull, citokinat mund të shkaktojnë nekrozë tumorale - domethënë, shtypjen e rritjes dhe aktivitetit të qelizave inflamatore.

Funksioni i transportit

Funksioni rezervë (ose rezervë).

Funksioni i receptorit të proteinave

Funksioni i motorit (ose i lëvizjes).

Proteinat në metabolizëm

Ato aminoacide që nuk sintetizohen nga trupi quhen thelbësore, dhe për këtë arsye mund të vijnë tek ne vetëm nga jashtë.

Një person merr aminoacide nga proteinat që gjenden në ushqim. Proteinat pësojnë denatyrim gjatë tretjes nën ndikimin e lëngjeve acidike gastrike dhe enzimave. Disa nga aminoacidet e marra si rezultat i procesit të tretjes përdoren për sintezën e proteinave të nevojshme, dhe pjesa tjetër shndërrohet në glukozë nëpërmjet procesit të glukoneogjenezës ose përdoret në ciklin e Krebsit (ky është një proces metabolik avari).

Përdorimi i proteinave si burim energjie është veçanërisht i rëndësishëm në kushte të pafavorshme, kur trupi përdor "rezervat e urgjencës" të tij të brendshme - proteinat e veta. Aminoacidet janë gjithashtu një burim i rëndësishëm i azotit për trupin.

Standarde të unifikuara kërkesë ditore jo në proteina. Mikroflora e banuar zorrë e trashë, gjithashtu sintetizon aminoacide dhe ato nuk mund të merren parasysh gjatë përpilimit të standardeve të proteinave.

Rezervat e proteinave në trupin e njeriut janë minimale dhe proteinat e reja mund të sintetizohen vetëm nga proteinat e kalbura që vijnë nga indet e trupit dhe nga aminoacidet që vijnë me ushqim. Proteinat nuk sintetizohen nga ato substanca që janë pjesë e yndyrave dhe karbohidrateve.

Mungesa e proteinave
Mungesa e proteinave në dietë shkakton një ngadalësim të madh të rritjes dhe zhvillimit tek fëmijët. Për të rriturit, mungesa e proteinave është e rrezikshme për shkak të shfaqjes së ndryshimeve të thella në mëlçi, ndryshimeve në nivelet hormonale dhe ndërprerjes së funksionimit të gjëndrave. sekretimi i brendshëm, përkeqësim në përthithjen e lëndëve ushqyese, përkeqësim të kujtesës dhe performancës dhe probleme me zemrën. Të gjitha këto dukuri negative janë të lidhura me faktin se proteinat janë të përfshira pothuajse në të gjitha proceset e trupit të njeriut.

Në vitet 70 të shekullit të kaluar, u regjistruan raste fatale te njerëzit për një kohë të gjatë ndjekja e një diete me kalori të ulët me mungesë të rëndë të proteinave. Zakonisht shkaku i menjëhershëm i vdekjes është në këtë rast ishin ndryshime të pakthyeshme në muskulin e zemrës.

Mungesa e proteinave zvogëlon rezistencën e imunitetit ndaj infeksioneve, pasi niveli i formimit të antitrupave zvogëlohet. Shkelja e sintezës së interferonit dhe lizozimës (faktorët mbrojtës) shkakton një përkeqësim të proceseve inflamatore. Përveç kësaj, mungesa e proteinave shoqërohet shpesh me mungesë të vitaminave, e cila nga ana tjetër çon gjithashtu në pasoja negative.

Mungesa nuk ka efektin më të mirë në prodhimin e enzimave dhe përthithjen e lëndëve ushqyese të rëndësishme. Nuk duhet të harrojmë se hormonet janë formacione proteinike, prandaj, mungesa e proteinave mund të çojë në çrregullime të rënda hormonale.

Çdo aktivitet fizik dëmton qelizat muskulore dhe sa më e madhe të jetë ngarkesa, aq më shumë vuajnë muskujt. Për të rivendosur qelizat e dëmtuara të muskujve, ju nevojitet një sasi e madhe e proteinave me cilësi të lartë. Në kundërshtim me besimin popullor, aktiviteti fizik është i dobishëm vetëm kur një sasi e mjaftueshme e proteinave furnizohet me trupin me ushqim. Për intensive aktivitet fizik Marrja e proteinave duhet të arrijë 1,5 - 2 gram për kilogram peshë.

Proteina e tepërt

Por nëse një person nuk ushtron dhe konsumon më shumë se 1.75 gram proteina për kilogram peshë, atëherë proteina e tepërt grumbullohet në mëlçi, e cila shndërrohet në përbërje azotike dhe glukozë. Përbërja azotike (urea) duhet të ekskretohet nga trupi nga veshkat.

Përveç kësaj, kur ka një tepricë të proteinave, reaksion acid trupi, i cili çon në humbjen e kalciumit për shkak të ndryshimeve regjimi i pijes. Përveç kësaj ushqim me mish, e pasur me proteina, shpesh përmban purina, disa prej të cilave depozitohen në kyçe gjatë metabolizmit dhe shkaktojnë zhvillimin e përdhes. Duhet të theksohet se çrregullimet që lidhen me proteinat e tepërta janë shumë më pak të zakonshme sesa çrregullimet që lidhen me mungesën e proteinave.

Vlerësimi i sasisë së mjaftueshme të proteinave në dietë kryhet në bazë të gjendjes së bilancit të azotit. Trupi sintetizon vazhdimisht proteina të reja dhe lëshon produktet përfundimtare të metabolizmit të proteinave. Proteinat përmbajnë azot, i cili nuk gjendet në yndyrna apo karbohidrate. Dhe nëse azoti depozitohet në trup si rezervë, ai është ekskluzivisht në përbërjen e proteinave. Gjatë zbërthimit të proteinave, ajo duhet të ekskretohet së bashku me urinën. Në mënyrë që trupi të funksionojë në nivelin e kërkuar, është e nevojshme të rimbushni azotin e hequr. Bilanci i azotit do të thotë që sasia e azotit të konsumuar përputhet me sasinë e ekskretuar nga trupi.

Të ushqyerit me proteina

Këto produkte janë një burim i cilësisë së lartë të proteinave, por duhet të mbani mend se ato përmbajnë shumë yndyrë, ndaj nuk është e këshillueshme që t'i përdorni në mënyrë të tepruar në dietën tuaj. Përveç kësaj sasi e madhe proteina, yndyra e tepërt do të hyjë gjithashtu në trup.

Ushqimet e preferuara të pasura me proteina: djathrat e sojës, djathrat me pak yndyrë, viçi pa dhjamë, të bardhat e vezëve, gjiza me pak yndyrë, peshku i freskët dhe ushqimet e detit, qengji i ri, pula, mishi i bardhë.
Më pak preferohet konsumimi i produkteve si: qumështi dhe kosi me sheqer të shtuar, mishi i kuq (filetë), mishi i pulës dhe gjelit të detit, copat pa dhjamë, gjiza e bërë vetë, mishi i përpunuar në formë proshutë, sallami, proshutë.

E bardha e vezës është proteinë e pastër dhe nuk përmban yndyrë. Mishi pa dhjamë përmban rreth 50% të kilocalorive që vijnë nga proteinat; në produktet që përmbajnë niseshte – 15%; në qumësht të skremuar - 40%; në perime - 30%.

Rregulli kryesor kur zgjidhni një dietë proteinike është si vijon: më shumë proteina për njësi kalori dhe një koeficient i lartë i tretshmërisë së proteinave. Është më mirë të hani ushqime me pak yndyrë dhe të pasura me proteina. Informacioni për kaloritë mund të gjendet në paketimin e çdo produkti. Të dhënat e përgjithësuara për përmbajtjen e proteinave dhe yndyrave në ato produkte, përmbajtja kalorike e të cilave është e vështirë të llogaritet, mund të gjenden në tabela të veçanta.

Proteinat e trajtuara me nxehtësi treten më lehtë sepse bëhen lehtësisht të arritshme për enzimat në traktin tretës. Megjithatë, trajtimi termik mund të zvogëlojë vlerën biologjike të proteinës për shkak të faktit se disa aminoacide shkatërrohen.

Përmbajtja e proteinave dhe yndyrave në disa produkte ushqimore

Metabolizmi i proteinave

Trupi mund të shpenzojë rreth 15% të totalit të kalorive të marra në asimilimin e ushqimit.
Ushqimet e pasura me proteina kontribuojnë në rritjen e prodhimit të nxehtësisë gjatë metabolizmit. Temperatura e trupit rritet pak, gjë që çon në konsum shtesë të energjisë për procesin e termogjenezës.

Proteinat nuk përdoren gjithmonë si burim energjie. Kjo për faktin se përdorimi i tyre si burim energjie për trupin mund të jetë i padobishëm, sepse nga një sasi e caktuar yndyrnash dhe karbohidratesh mund të merrni shumë më shumë kalori dhe shumë më efikase sesa nga një sasi e ngjashme proteinash. Përveç kësaj, rrallë ka një tepricë të proteinave në trup, dhe nëse ka një të tillë, atëherë shumica e proteinave të tepërta përdoren për të kryer funksione plastike.

Në rastin kur dietës i mungojnë burimet e energjisë në formën e yndyrave dhe karbohidrateve, trupi fillon të përdorë yndyrnat e grumbulluara.

Një sasi e mjaftueshme e proteinave në dietë ndihmon në aktivizimin dhe normalizimin e metabolizmit të ngadaltë tek ata njerëz që janë obezë, dhe gjithashtu ndihmon në ruajtjen e masës muskulore.

Nëse nuk ka proteina të mjaftueshme, trupi kalon në përdorimin e proteinave të muskujve. Kjo ndodh sepse muskujt nuk janë aq të rëndësishëm për ruajtjen e funksionimit të trupit. Shumica e kalorive digjen në fibrat muskulore dhe ulja e masës muskulore redukton shpenzimin e energjisë së trupit.

Shumë shpesh, njerëzit që i përmbahen dietave të ndryshme për humbje peshe zgjedhin një dietë në të cilën shumë pak proteina hyjnë në trup me ushqim. Si rregull, këto janë dieta me perime ose fruta. Përveç dëmtimit, një dietë e tillë nuk do të sjellë asgjë. Funksionimi i organeve dhe sistemeve me mungesë të proteinave pengohet, gjë që shkakton çrregullime të ndryshme dhe sëmundjeve. Çdo dietë duhet të merret parasysh nga pikëpamja e nevojës së trupit për proteina.

Procese të tilla si asimilimi i proteinave dhe përdorimi i tyre për nevoja energjetike, si dhe sekretimi i produkteve të metabolizmit të proteinave, kërkojnë më të lëngshme. Për të shmangur dehidratimin, duhet të pini rreth 2 litra ujë në ditë.