Shembuj të funksionit të strukturës. Struktura dhe funksioni i proteinave

Proteinat dhe funksionet e tyre.

Le të studiojmë substancat bazë që përbëjnë trupin tonë. Disa nga më të rëndësishmet janë proteinat.

ketrat(proteina, polipeptide) - substanca karboni që përbëhen nga zinxhirë aminoacide. Janë të detyrueshme pjesë përbërëse të gjitha qelizat.

Aminoacidet- komponimet e karbonit, molekulat e të cilave përmbajnë njëkohësisht grupe karboksil (-COOH) dhe amine (NH2).

Një lidhje e përbërë nga numër i madh aminoacidet quhen - polipeptid. Çdo proteinë ka të sajën struktura kimikeështë një polipeptid. Disa proteina përbëhen nga disa zinxhirë polipeptidikë. Shumica e proteinave përmbajnë mesatarisht 300-500 mbetje aminoacide. Ka disa proteina natyrale shumë të shkurtra, 3-8 aminoacide të gjata dhe biopolimere shumë të gjata, më shumë se 1500 aminoacide të gjata.

Vetitë e proteinave përcaktohen nga përbërja e tyre aminoacide, në një sekuencë të caktuar rreptësisht, dhe përbërja e aminoacideve nga ana tjetër përcaktohet kodi gjenetik. Kur krijohen proteina, përdoren 20 aminoacide standarde.

Struktura e proteinave.

Ka disa nivele:

- Struktura primare - përcaktohet sipas rendit të alternimit të aminoacideve në vargun polipeptid.

Njëzet aminoacide të ndryshme mund të krahasohen me 20 shkronja alfabeti kimik, nga të cilat "fjalët" përbëhen nga 300-500 shkronja të gjata. Me 20 shkronja mund të shkruani një numër të pakufizuar fjalësh kaq të gjata. Nëse supozojmë se zëvendësimi ose riorganizimi i të paktën një shkronje në një fjalë i jep asaj një kuptim të ri, atëherë numri i kombinimeve në një fjalë me gjatësi 500 shkronja do të jetë 20.500.

Dihet se zëvendësimi i një njësie aminoacide me një tjetër në një molekulë proteine ​​ndryshon vetitë e saj. Çdo qelizë përmban disa mijëra lloje të ndryshme të molekulave të proteinave, dhe secila prej tyre karakterizohet nga një sekuencë e përcaktuar rreptësisht e aminoacideve. Është rendi i alternimit të aminoacideve në një molekulë të caktuar proteine ​​që përcakton atë të veçantë fiziko-kimik dhe vetitë biologjike. Studiuesit janë në gjendje të deshifrojnë sekuencën e aminoacideve në molekulat e gjata të proteinave dhe të sintetizojnë molekula të tilla.

- Struktura dytësore – molekulat e proteinave në formën e një spiraleje, me distanca të barabarta midis kthesave.

Lidhjet hidrogjenore lindin midis grupeve N-H dhe C=O të vendosura në kthesat ngjitur. Ato përsëriten shumë herë, duke mbajtur së bashku kthesat e rregullta të spirales.

- Struktura terciare– formimi i një spiraleje.

Kjo lëmsh ​​formohet nga gërshetimi i rregullt i seksioneve të zinxhirit proteinik. Grupet e aminoacideve të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht tërhiqen dhe bashkojnë edhe pjesë të ndara gjerësisht të zinxhirit proteinik. Pjesë të tjera të molekulës së proteinës, që mbartin, për shembull, radikale "të papërshkueshme nga uji" (hidrofobe), gjithashtu afrohen më shumë.

Çdo lloj proteine ​​karakterizohet nga forma e tij e topit me kthesa dhe sythe. Struktura terciare varet nga struktura primare, d.m.th., sipas rendit të aminoacideve në zinxhir.
- Struktura kuaternare– një proteinë e përbërë e përbërë nga disa zinxhirë që ndryshojnë në strukturën parësore.
Duke u kombinuar së bashku, ato krijojnë një proteinë komplekse që ka jo vetëm një strukturë terciare, por edhe kuaternare.

Denatyrimi i proteinave.

Nën ndikimin e rrezatimit jonizues, temperaturë të lartë, agjitacioni i fortë, vlerat ekstreme të pH (përqendrimi i joneve të hidrogjenit), si dhe një sërë tretësish organikë si alkooli ose acetoni, proteinat ndryshojnë gjendje natyrore. Shkelje strukturë natyrore quhet ketri denatyrim. Shumica dërrmuese e proteinave humbasin aktivitetin e tyre biologjik, megjithëse struktura e tyre parësore nuk ndryshon pas denatyrimit. Fakti është se gjatë procesit të denatyrimit, strukturat dytësore, terciare dhe kuaternare, të shkaktuara nga ndërveprimet e dobëta midis mbetjeve të aminoacideve, prishen dhe lidhjet peptide kovalente (me ndarjen e elektroneve) nuk prishen. Denatyrimi i pakthyeshëm mund të vërehet kur e bardha e vezës së pulës e lëngshme dhe transparente nxehet: ajo bëhet e dendur dhe e errët. Denatyrimi mund të jetë gjithashtu i kthyeshëm. Pas eliminimit të faktorit denatyrues, shumë proteina janë në gjendje të kthehen në formën e tyre natyrale, d.m.th. ripërtëritje.

Aftësia e proteinave për të pësuar ndryshime të kthyeshme struktura hapësinore në përgjigje të veprimit të fizik ose faktorët kimikë qëndron në themel të nervozizmit - prona më e rëndësishme e të gjitha qenieve të gjalla.

Funksionet e proteinave.

Katalitik.

Qindra reaksione biokimike ndodhin vazhdimisht në çdo qelizë të gjallë. Gjatë këtyre reaksioneve ndodh zbërthimi dhe oksidimi i lëndëve ushqyese që vijnë nga jashtë. Qeliza përdor energjinë e lëndëve ushqyese të marra si rezultat i oksidimit dhe produktet e zbërthimit të tyre për të sintetizuar përbërjet e ndryshme organike që i nevojiten. Shfaqja e shpejtë e reaksioneve të tilla sigurohet nga katalizatorët biologjikë, ose përshpejtuesit e reagimit - enzimat. Janë të njohura më shumë se një mijë enzima të ndryshme. Ata janë të gjithë ketra.
Proteinat enzimë përshpejtojnë reagimet në trup. Enzimat janë të përfshira në zbërthimin e molekulave komplekse (katabolizëm) dhe sintezën e tyre (anabolizëm), si dhe në krijimin dhe riparimin e sintezës së ADN-së dhe modelit të ARN-së.

Strukturore.

Proteinat strukturore të citoskeletit, si një lloj përforcimi, u japin formë qelizave dhe shumë organeleve dhe marrin pjesë në ndryshimin e formës së qelizave. 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.

Mbrojtëse.

1. Mbrojtje fizike.(shembull: kolagjeni është një proteinë që formon bazën e substancës ndërqelizore të indeve lidhëse)

1. Mbrojtja kimike. Lidhja e toksinave nga molekulat e proteinave siguron detoksifikimin e tyre. (shembull: enzimat e mëlçisë që shpërbëjnë helmet ose i shndërrojnë ato në një formë të tretshme, gjë që lehtëson eliminimin e tyre të shpejtë nga trupi)

1. Mbrojtja imune. Kur bakteret ose viruset hyjnë në gjakun e kafshëve dhe njerëzve, trupi reagon duke prodhuar të veçanta proteinat mbrojtëse- antitrupa. Këto proteina lidhen me proteinat e patogjenëve që janë të huaj për trupin, duke shtypur kështu aktivitetin e tyre jetësor. Për çdo proteinë të huaj, trupi prodhon "anti-proteina" të veçanta - antitrupa.

Rregullatore.

Hormonet barten në gjak. Shumica e hormoneve shtazore janë proteina ose peptide. Lidhja e një hormoni me një receptor është një sinjal që shkakton një përgjigje në qelizë. Hormonet rregullojnë përqendrimet e substancave në gjak dhe qeliza, rritjen, riprodhimin dhe procese të tjera. Një shembull i proteinave të tilla është insulinë, i cili 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- molekula të vogla informacioni peptide. Ato rregullojnë ndërveprimet ndërmjet qelizave, përcaktojnë mbijetesën e tyre, stimulojnë ose shtypin rritjen, diferencimin, aktivitetin funksional dhe vdekjen e programuar të qelizave dhe sigurojnë koordinimin e veprimeve të sistemit imunitar, endokrin dhe nervor.

Transporti.

Vetëm proteinat transportojnë substanca në gjak, për shembull, lipoproteinat(transferimi i yndyrës) hemoglobina(transporti i oksigjenit), transferrinë(transporti i hekurit) ose nëpër membrana - Na+,K+-ATPase(transporti i kundërt transmembranor i joneve të natriumit dhe kaliumit), Ca2+-ATPaza(pompimi i joneve të kalciumit nga qeliza).

Receptor.

Receptorët e proteinave ose mund të vendosen në citoplazmë ose të futen në membranën qelizore. Një pjesë e molekulës së receptorit ndjen një sinjal, më shpesh një kimik dhe në disa raste dritë, ndikim mekanik(p.sh. shtrirje) dhe stimuj të tjerë.

Ndërtimi

Në procesin e evolucionit, kafshët kanë humbur aftësinë për të sintetizuar dhjetë aminoacide veçanërisht komplekse, të quajtura aminoacide thelbësore. I marrin të gatshme me ushqime bimore dhe shtazore. Të tilla aminoacide gjenden në proteinat e produkteve të qumështit (qumësht, djathë, gjizë), vezë, peshk, mish, si dhe në sojë, fasule dhe disa bimë të tjera. Në traktin tretës, proteinat ndahen në aminoacide, të cilat absorbohen në gjak dhe hyjnë në qeliza. Në qeliza, nga aminoacide të gatshme, ndërtohen proteinat e tyre, karakteristike për një organizëm të caktuar. Proteinat janë një komponent thelbësor i të gjitha strukturave qelizore dhe ky është roli i tyre i rëndësishëm ndërtimor.

Energjisë.

Proteinat mund të shërbejnë si burim energjie për qelizat. Me mungesë të karbohidrateve ose yndyrave, molekulat e aminoacideve oksidohen. Energjia e çliruar në këtë rast përdoret për të ruajtur proceset vitale të trupit. Gjatë agjërimit afatgjatë, përdoren proteina nga muskujt, organet limfoide, indet epiteliale dhe mëlçia.

Motor (motor).

Një klasë e tërë e proteinave motorike siguron lëvizjen e trupit, për shembull, tkurrjen e muskujve, duke përfshirë lëvizjen e urave të miozinës në muskul dhe lëvizjen e qelizave brenda trupit (për shembull, lëvizjen amoeboid të leukociteve).

Në fakt është shumë përshkrim i shkurtër funksionet e proteinave, të cilat vetëm mund të tregojnë qartë funksionet dhe rëndësinë e tyre në trup.

Një video e vogël për të kuptuar proteinat:

Proteinat janë komponime organike natyrore që kanë një strukturë të lartë molekulare. Molekula e këtyre substancave është një polimer jo i degëzuar. Proteinat janë ndërtuar nga Ato përfaqësojnë njësinë minimale strukturore të një molekule - një monomer. Të gjithë përbërësit e proteinës janë të ndërlidhur nga një polipeptid, ose ure, në një lidhje të mjaftueshme. zinxhirë të gjatë. Në këtë rast, pesha molekulare mund të variojë nga disa mijëra deri në miliona grimca atomike.

Çfarë lloj proteine ​​mund të jetë?

Për të përcaktuar funksionet kryesore të një proteine, ia vlen të kuptohet struktura e substancave të tilla. Për momentin, ekzistojnë dy lloje të këtij komponenti të rëndësishëm për njerëzit: fibrilar dhe globular. Ato dallohen kryesisht për shkak të ndryshimit në molekula.

Substanca globulare është shumë e tretshme jo vetëm në ujë, por edhe në solucione të kripura. Për më tepër, molekula e një proteine ​​të tillë ka një formë sferike. Një tretshmëri e tillë e mirë mund të shpjegohet lehtësisht me vendndodhjen e mbetjeve të aminoacideve të ngarkuara, të cilat rrethohen nga një guaskë hidratimi, në sipërfaqen e rruzullit. Kjo është ajo që e siguron një të tillë kontakte të mira me tretës të ndryshëm. Vlen të përmendet se grupi i përbërësve globular përfshin të gjitha enzimat, si dhe pothuajse të gjitha proteinat biologjikisht aktive.

Për sa u përket substancave fibrilare, molekulat e tyre kanë një strukturë fibroze. Funksioni katalitik i proteinave është shumë i rëndësishëm. Prandaj, është e vështirë të imagjinohet zbatimi i tij pa substanca ndihmëse. Proteinat fibrilare nuk treten as në solucione të kripura, as në ujë të zakonshëm. Molekulat e tyre janë të rregulluara paralelisht në zinxhirë polipeptidikë. Substancat e tilla janë të përfshira në formimin e disa elementet strukturore indet lidhore. Këto janë elastina, keratina, kolagjenet.

Një grup i veçantë përbëhet nga ato që përbëhen jo vetëm nga aminoacide, por edhe nga acide nukleike, karbohidrate dhe substanca të tjera. Të gjithë këta përbërës luajnë një rol të veçantë. Funksioni katalitik i proteinave është i një rëndësie të veçantë. Për më tepër, substanca të ngjashme janë pigmentet e frymëmarrjes, hormonet dhe gjithashtu mbrojtje e besueshme për çdo organizëm. Biosinteza e proteinave ndodh në ribozome. Ky proces përcaktohet nga përkthimi i kodit të acidit nukleik.

Funksioni katalitik i proteinave

Katalizimi i substancave të ndryshme kimike është më i madhi funksioni kryesor proteinat. Procese të ngjashme kryhen nga enzimat. Këto janë proteina që kanë veti specifike katalitike. Secila prej këtyre substancave mund të kryejë një ose disa reaksione të ngjashme. Enzimat katalizojnë zbërthimin e molekulave komplekse, si dhe sintezën e tyre. Këto reagime quhen ndryshe katabolizëm dhe anabolizëm. Funksioni katalitik i proteinave përfshin gjithashtu riparimin dhe sinteza e matricës ARN.

Çfarë është kataliza

Deri në vitin 2013, shkencëtarët kishin identifikuar pak më shumë se 5 mijë enzima. Substanca të tilla mund të ndikojnë në rrjedhën e pothuajse çdo reaksioni biokimik. Për të kuptuar më qartë funksionin katalitik të proteinave, ia vlen të kuptojmë se çfarë është kataliza. ME gjuha greke ky koncept përkthehet si "ndërprerje". Kataliza është një ndryshim në shpejtësinë e çdo reaksioni kimik. Kjo ndodh nën ndikimin e komponimeve të caktuara. Enzimat kryejnë funksionin katalitik të proteinave. Shembuj të këtij fenomeni ndodhin në jetën e përditshme vazhdimisht. Njerëzit thjesht nuk e vënë re atë.

Shembull i një funksioni katalitik

Për të kuptuar se si funksionojnë enzimat, ia vlen të shikoni disa shembuj. Pra, cili është funksioni katalitik i proteinave? Shembuj:

1. Gjatë fotosintezës, ribuloz bifosfat karboksilaza katalizon fiksimin e CO 2.
2. Peroksidi i hidrogjenit shpërbëhet në oksigjen dhe ujë.
3. ADN-ja sintetizohet nga ADN polimeraza.
4. Amylase është në gjendje të zbërthejë niseshtën në maltozë.
5. Degradimi i acidit karbonik: CO 2 + H 2 O HCO 3 + H +.

Funksioni katalitik i proteinave është të përshpejtojë çdo transformim kimik. Reaksione të tilla përfshijnë sintezën, dekompozimin e substancave, transferimin atome individuale ose elektrone nga një komponent në tjetrin.

Funksioni i transportit

Aktiviteti jetësor i çdo qelize duhet të mbështetet nga substanca të ndryshme, të cilat nuk janë vetëm materiale ndërtimi për ta, por edhe një lloj energjie. Funksionet biologjike të proteinave përfshijnë transportin. Janë këta përbërës që furnizojnë qelizat të gjitha substancat e rëndësishme, sepse membranat ndërtohen nga disa shtresa lipidesh. Këtu gjenden proteinat e ndryshme. Në këtë rast, zonat hidrofile janë të përqendruara të gjitha në sipërfaqe, dhe bishtat janë në trashësinë e membranave. Kjo strukturë nuk lejon shumë depërtim në qeliza. substanca të rëndësishme- jonet metale alkali, aminoacide dhe sheqerna. Proteinat transportojnë të gjithë këta përbërës brenda qelizave për ushqimin e tyre. Për shembull, hemoglobina transporton oksigjen.

Receptor

Funksionet kryesore të proteinës sigurojnë jo vetëm ushqimin e qelizave të organizmave të gjallë, por gjithashtu ndihmojnë në njohjen e sinjaleve që vijnë nga mjedisi i jashtëm dhe qelizat fqinje. Shembulli më i mrekullueshëm i këtij fenomeni janë receptorët e acetilkolinës, të cilët ndodhen në membranë pranë kontakteve ndërneurone. Vetë procesi është shumë i rëndësishëm. Proteinat kryejnë një funksion receptor, ndërveprimi i tyre me acetilkolinën manifestohet në një mënyrë specifike. Si rezultat, një sinjal transmetohet brenda qelizës. Megjithatë, pas njëfarë kohe, neurotransmetuesi duhet të hiqet. Vetëm në këtë rast qeliza do të jetë në gjendje të marrë një sinjal të ri. Është ky funksion që kryhet nga një prej enzimave - acetilkoltenesteraza, e cila zbërthehet në koline dhe hidrolizon acetilkolinën.

Mbrojtëse

Çdo krijesë e gjallë është në gjendje t'i përgjigjet shfaqjes së grimcave të huaja në trup. Në këtë rast, aktivizohet funksioni mbrojtës i proteinës. Trupi prodhon sasi e madhe limfocitet që mund të dëmtojnë makromolekulat, qelizat kancerogjene etj. Një nga grupet e këtyre substancave prodhon proteina të veçanta - imunoglobulina. Këto substanca lëshohen në sistemi i qarkullimit të gjakut. Imunoglobulinat njohin grimcat e huaja dhe formojnë një kompleks shumë specifik në një fazë të caktuar të shkatërrimit. Kështu funksionon

Strukturore

Funksionet e proteinës në qelizë ndodhin pa u vënë re nga njerëzit. Disa substanca kanë kryesisht kuptimi strukturor. Proteinat e tilla sigurojnë forcë mekanike për indet individuale në organizma. Para së gjithash, është kolagjeni. Është përbërësi kryesor i matricës jashtëqelizore të të gjitha indeve lidhëse në një organizëm të gjallë.

Vlen të përmendet se tek gjitarët kolagjeni përbën afërsisht 25% të masë totale proteinat. Sinteza e këtij komponenti ndodh në fibroblaste. Këto janë qelizat kryesore të çdo indi lidhor. Fillimisht formohet prokolagjeni. Kjo substancë është një pararendës dhe i nënshtrohet trajtimit kimik, i cili konsiston në oksidimin e mbetjeve të prolinës në hidroksiprolinë, si dhe të mbetjeve të lizinës në hidroksiline. Kolagjeni formohet në formën e tre zinxhirëve peptidikë të përdredhur në një spirale.

Këto nuk janë të gjitha funksionet e proteinave. Biologjia është një shkencë mjaft komplekse që na lejon të përcaktojmë dhe njohim shumë fenomene që ndodhin në trupin e njeriut. Çdo funksion proteinik luan një rol të veçantë. Kështu, indet elastike si mushkëritë, muret e enëve të gjakut dhe lëkura përmbajnë elastinë. Kjo proteinë është në gjendje të shtrihet dhe më pas të kthehet në formën e saj origjinale.

Proteinat motorike

Tkurrjet e muskujve janë një proces në të cilin energjia e ruajtur në molekulat ATP në formën e lidhjeve me energji të lartë të pirofosfatit shndërrohet në punë mekanike. Në këtë rast, funksionet e proteinave në qelizë kryhen nga miozina dhe aktina. Secila prej tyre ka karakteristikat e veta.

Miozina ka një strukturë të pazakontë. Kjo proteinë përbëhet nga një pjesë e ngjashme me fije me gjatësi të mjaftueshme - bishti, si dhe disa koka globulare. Miozina zakonisht lëshohet në formën e një heksameri. Ky komponent formohet nga disa zinxhirë polipeptidësh plotësisht identikë, secila prej të cilave ka një peshë molekulare prej 200 mijë, si dhe 4 zinxhirë, pesha molekulare e të cilave është vetëm 20 mijë.

Aktina është një proteinë globulare që ka aftësinë të polimerizohet. Në këtë rast, substanca formon një strukturë mjaft të gjatë, e cila zakonisht quhet F-actin. Vetëm në këtë gjendje përbërësi mund të ndërveprojë normalisht me miozinën.

Shembuj të funksioneve kryesore të proteinave

Çdo sekondë, në qelizat e një organizmi të gjallë ndodhin të gjitha llojet e proceseve që do të ishin të pamundura pa proteinat. Një shembull i funksionit receptor të substancave të tilla është mesazhi për qelizat nga receptori adrenergjik për shtimin e adrenalinës. Kur ekspozohet ndaj dritës, rodopsina dekompozohet. Ky fenomen shkakton një reagim dhe eksiton shufrën.

Për sa i përket funksionit strukturor, shembulli më i mirë në këtë rast është veprimi i kolagjenit. Kjo substancë u jep indeve lidhës më shumë elasticitet.

Një shembull i një funksioni transporti është transferimi i oksigjenit nga hemoglobina nëpër një organizëm të gjallë.

Si përfundim

Kjo është e gjitha bazat funksionet biologjike proteinat. Secila prej tyre është shumë e rëndësishme për një organizëm të gjallë. Në këtë rast, një funksion i caktuar kryhet nga proteina përkatëse. Mungesa e këtyre komponentëve mund të çojë në ndërprerje të funksionimit të organeve dhe sistemeve të caktuara në trup.

Jeta në planetin tonë e ka origjinën nga një pikëz e përbashkët. Ishte gjithashtu një molekulë proteine. Kjo do të thotë, përfundimi rrjedh se këto përbërje kimike janë baza e të gjitha gjallesave që ekzistojnë sot. Por cilat janë strukturat e proteinave? Çfarë roli luajnë ato në trupin dhe jetën e njerëzve sot? Cilat lloje të proteinave ekzistojnë? Le të përpiqemi ta kuptojmë.

Proteinat: koncept i përgjithshëm

Nga pikëpamja, molekula e substancës në fjalë është një sekuencë aminoacidesh të lidhura me lidhje peptide.

Çdo aminoacid ka dy grupe funksionale:

• karboksil-COOH;
• amino grupi -NH2.

Është midis tyre që krijohet lidhja molekula të ndryshme. Kështu, lidhja peptide është e formës -CO-NH. Një molekulë proteine ​​mund të përmbajë qindra ose mijëra grupe të tilla, kjo do të varet nga substanca specifike. Llojet e proteinave janë shumë të ndryshme. Midis tyre ka nga ato që përmbajnë aminoacide thelbësore për trupin, që do të thotë se ato duhet të furnizohen me trupin me ushqim. Ka varietete që kryejnë funksione të rëndësishme në membranën qelizore dhe në citoplazmën e saj. Katalizatorët janë gjithashtu të izoluar natyrës biologjike- enzimat, të cilat janë gjithashtu molekula proteinike. Ato përdoren gjerësisht në jetën e përditshme të njeriut, dhe jo vetëm marrin pjesë në proceset biokimike të qenieve të gjalla.

Pesha molekulare e komponimeve në shqyrtim mund të variojë nga disa dhjetëra në miliona. Në fund të fundit, numri i njësive monomer në një zinxhir të madh polipeptid është i pakufizuar dhe varet nga lloji i substancës specifike. Proteina në formën e saj të pastër, në konformacionin e saj amtare, mund të shihet kur ekzaminohet një vezë pule në një masë koloidale të trashë transparente të verdhë të lehtë, brenda së cilës ndodhet e verdha - kjo është substanca e dëshiruar. E njëjta gjë mund të thuhet për gjizën me pak yndyrë Ky produkt është gjithashtu proteinë pothuajse e pastër në formën e saj natyrale.

Megjithatë, jo të gjitha përbërjet në shqyrtim kanë të njëjtën strukturë hapësinore. Gjithsej janë katër organizata molekulare. Llojet përcaktojnë vetitë e tij dhe flasin për kompleksitetin e strukturës së tij. Dihet gjithashtu se molekulat më të ngatërruara në hapësirë ​​i nënshtrohen përpunimit të gjerë te njerëzit dhe kafshët.

Llojet e strukturave të proteinave

Janë katër prej tyre gjithsej. Le të shohim se çfarë është secila prej tyre.

1. fillore. Është një sekuencë lineare e zakonshme e aminoacideve të lidhura me lidhje peptide. Nuk ka kthesa hapësinore apo spiralizime. Numri i njësive të përfshira në një polipeptid mund të arrijë disa mijëra. Llojet e proteinave me strukturë të ngjashme janë glicilalanina, insulina, histonet, elastina dhe të tjera.
2. E mesme. Përbëhet nga dy zinxhirë polipeptidikë që janë të përdredhur në formën e një spirale dhe të orientuar drejt njëri-tjetrit nga kthesat e formuara. Në të njëjtën kohë, lidhjet hidrogjenore lindin midis tyre, duke i mbajtur ato së bashku. Kështu formohet një molekulë e vetme proteine. Llojet e proteinave të këtij lloji janë si më poshtë: lizozima, pepsina dhe të tjera.
3. Konformacioni terciar. Është një strukturë dytësore e mbushur dendur dhe e mbledhur në mënyrë kompakte. Këtu shfaqen lloje të tjera ndërveprimi, përveç lidhjeve hidrogjenore - këto janë ndërveprimi van der Waals dhe forcat e tërheqjes elektrostatike, kontakti hidrofilik-hidrofobik. Shembuj të strukturave janë albumina, fibroina, proteina e mëndafshit dhe të tjera.
4. Kuaternare. Struktura më komplekse, e cila përbëhet nga disa zinxhirë polipeptidikë të përdredhur në një spirale, të mbështjellë në një top dhe të kombinuar së bashku në një rruzull. Shembuj të tillë si insulina, ferritina, hemoglobina dhe kolagjeni ilustrojnë pikërisht një konformacion të tillë proteinash.

Nëse i konsiderojmë të gjitha strukturat e dhëna molekulare në detaje nga pikëpamja kimike, analiza do të marrë shumë kohë. Në të vërtetë, në fakt, sa më i lartë të jetë konfigurimi, aq më komplekse dhe e ndërlikuar struktura e tij, aq më shumë më shumë lloje ndërveprimet e vërejtura në molekulë.

Denatyrimi i molekulave të proteinave

Një nga vetitë kimike më të rëndësishme të polipeptideve është aftësia e tyre për t'u shkatërruar nën ndikimin e disa kushteve ose agjentëve kimikë. Për shembull, lloje të ndryshme të denatyrimit të proteinave janë të përhapura. Cili është ky proces? Ai konsiston në shkatërrimin e strukturës amtare të proteinës. Kjo do të thotë, nëse molekula fillimisht kishte një strukturë terciare, atëherë pas veprimit nga agjentë specialë ajo do të shembet. Sidoqoftë, sekuenca e mbetjeve të aminoacideve mbetet e pandryshuar në molekulë. Proteinat e denatyruara humbasin shpejt vetitë e tyre fizike dhe kimike.

Cilët reagentë mund të çojnë në procesin e shkatërrimit të konformacionit? Ka disa prej tyre.

1. Temperatura. Kur nxehet, ka një shkatërrim gradual të kuaternarit, terciar, strukturë dytësore molekulat. Kjo mund të vërehet vizualisht, për shembull, kur skuqni një vezë të zakonshme pule. "Proteina" që rezulton është struktura kryesore e polipeptidit të albuminës që ishte në produktin e papërpunuar.
2. Rrezatimi.
3. Veprimi me agjentë të fortë kimikë: acide, alkale, kripëra metalet e rënda, tretës (për shembull, alkoolet, eteret, benzeni dhe të tjerët).

Ky proces nganjëherë quhet edhe shkrirja molekulare. Llojet e denatyrimit të proteinave varen nga agjenti veprimi i të cilit e ka shkaktuar atë. Në disa raste, ndodh procesi i kundërt me atë të konsideruar. Ky është rikthim. Jo të gjitha proteinat janë në gjendje të rivendosin strukturën e tyre, por një pjesë e konsiderueshme e tyre mund ta bëjnë këtë. Kështu, kimistët nga Australia dhe Amerika kryen rinatyrimin e një veze pule të zier duke përdorur disa reagentë dhe një metodë centrifugimi.

Ky proces është i rëndësishëm për organizmat e gjallë gjatë sintezës së zinxhirëve polipeptidikë nga ribozomet dhe rARN në qeliza.

Hidroliza e një molekule proteine

Së bashku me denatyrimin, proteinat karakterizohen nga një tjetër veti kimike- hidroliza. Ky është gjithashtu shkatërrimi i konformacionit vendas, por jo në strukturën parësore, por plotësisht në aminoacide individuale. Një pjesë e rëndësishme e tretjes është hidroliza e proteinave. Llojet e hidrolizës së polipeptideve janë si më poshtë.

1. Kimike. Në bazë të veprimit të acideve ose alkaleve.
2. Biologjike ose enzimatike.

Sidoqoftë, thelbi i procesit mbetet i pandryshuar dhe nuk varet nga llojet e hidrolizës së proteinave. Si rezultat, formohen aminoacide, të cilat transportohen në të gjitha qelizat, organet dhe indet. Transformimi i tyre i mëtejshëm përfshin sintezën e polipeptideve të reja, tashmë ato që janë të nevojshme për një organizëm të caktuar.

Në industri, procesi i hidrolizës së molekulave të proteinave përdoret pikërisht për të marrë aminoacidet e nevojshme.

Funksionet e proteinave në trup

Llojet e ndryshme të proteinave, karbohidrateve, yndyrave janë jetike komponentët e nevojshëm për funksionimin normal të çdo qelize. Dhe kjo do të thotë i gjithë organizmi në tërësi. Prandaj, roli i tyre shpjegohet kryesisht nga shkalla e lartë e rëndësisë dhe e kudogjendjes brenda qenieve të gjalla. Mund të dallohen disa funksione kryesore të molekulave polipeptide.

1. Katalitik. Ajo kryhet nga enzimat që kanë një strukturë proteinike. Ne do të flasim për to më vonë.
2. Strukturore. Llojet e proteinave dhe funksionet e tyre në trup ndikojnë kryesisht në strukturën e vetë qelizës, formën e saj. Përveç kësaj, polipeptidet që kryejnë këtë rol formojnë flokët, thonjtë, guaskat e molusqeve dhe pendët e shpendëve. Ato janë gjithashtu një përforcim i caktuar në trupin qelizor. Nga këto lloj proteinash përbëhet edhe kërci. Shembuj: tubulina, keratina, aktina dhe të tjera.
3. Rregullatore. Ky funksion manifestohet në pjesëmarrjen e polipeptideve në procese të tilla si transkriptimi, përkthimi, cikli qelizor, bashkimi, leximi i mRNA dhe të tjera. Në të gjitha ato luajnë një rol të rëndësishëm si rregullator.
4. Sinjali. Ky funksion kryhet nga proteinat e vendosura në membranën qelizore. Ata transmetojnë sinjale të ndryshme nga një njësi në tjetrën, dhe kjo çon në komunikimin midis indeve. Shembuj: citokinat, insulina, faktorët e rritjes dhe të tjerët.
5. Transporti. Disa lloje të proteinave dhe funksionet e tyre që ato kryejnë janë thjesht jetike. Kjo ndodh, për shembull, me hemoglobinën e proteinave. Ai transporton oksigjen nga qeliza në qelizë në gjak. Është e pazëvendësueshme për njerëzit.
6. rezervë ose rezervë. Të tilla polipeptide grumbullohen në vezët e bimëve dhe kafshëve si një burim ushqimi dhe energjie shtesë. Një shembull janë globulinat.
7. Motorri. Një funksion shumë i rëndësishëm, veçanërisht për protozoarët dhe bakteret. Në fund të fundit, ata janë në gjendje të lëvizin vetëm me ndihmën e flagellave ose qerpikëve. Dhe këto organele për nga natyra e tyre nuk janë gjë tjetër veçse proteina. Shembuj të polipeptideve të tilla janë si më poshtë: miozina, aktina, kinesina dhe të tjera.

Është e qartë se funksionet e proteinave në trupin e njeriut dhe në qeniet e tjera të gjalla janë shumë të shumta dhe të rëndësishme. Kjo konfirmon edhe një herë se pa komponimet që po shqyrtojmë, jeta në planetin tonë është e pamundur.

Funksioni mbrojtës i proteinave

Polipeptidet mund të mbrojnë kundër ndikime të ndryshme: kimike, fizike, biologjike. Për shembull, nëse trupi kërcënohet nga një virus ose baktere e një natyre të huaj, atëherë imunoglobulinat (antitrupat) hyjnë në betejë me to, duke kryer një rol mbrojtës.

Nëse flasim për ndikimet fizike, atëherë këtu një rol të rëndësishëm luan, për shembull, fibrina dhe fibrinogjeni, të cilët janë të përfshirë në koagulimin e gjakut.

Proteinat e ushqimit

Llojet e proteinave dietike janë si më poshtë:

• të plota - ato që përmbajnë të gjitha aminoacidet e nevojshme për trupin;
• inferior - ato që përmbajnë një përbërje jo të plotë të aminoacideve.

Megjithatë, të dyja janë të rëndësishme për trupin e njeriut. Sidomos grupi i parë. Çdo person, veçanërisht gjatë periudhave të zhvillimit intensiv (fëmijë dhe adoleshencë) dhe pubertetit, duhet të mbajë një nivel konstant të proteinave në vetvete. Në fund të fundit, ne kemi ekzaminuar tashmë funksionet që kryejnë këto molekula të mahnitshme dhe ne e dimë se praktikisht asnjë proces i vetëm, asnjë reaksion i vetëm biokimik brenda nesh nuk është i plotë pa pjesëmarrjen e polipeptideve.

Kjo është arsyeja pse është e nevojshme të konsumoni çdo ditë sasinë ditore të proteinave, të cilat përmbahen në produktet e mëposhtme:

• vezë;
• qumësht;
• gjizë;
• mish dhe peshk;
• fasule;
• fasule;
• kikirikë;
• grurë;
• tërshërë;
• thjerrëzat dhe të tjera.

Nëse konsumoni 0,6 g polipeptid në ditë për kg peshë, atëherë një personi nuk do t'i mungojnë kurrë këto komponime. Nëse për një kohë të gjatë trupi nuk merr mjaftueshëm proteina të nevojshme, atëherë shfaqet një sëmundje e quajtur uria e aminoacideve. Kjo çon në çrregullime të rënda metabolike dhe, si pasojë, në shumë sëmundje të tjera.

Proteinat në një kafaz

Brenda njësisë më të vogël strukturore të të gjitha gjallesave - qelizës - ka edhe proteina. Për më tepër, ata kryejnë pothuajse të gjitha funksionet e mësipërme atje. Para së gjithash, formohet citoskeleti i qelizës, i përbërë nga mikrotubula dhe mikrofilamente. Shërben për të ruajtur formën, si dhe për të transportuar brenda organeleve. Ata lëvizin përgjatë molekulave të proteinave, sikur përgjatë kanaleve ose binarëve. jone të ndryshme, lidhjet.

Roli i proteinave të zhytura në membranë dhe të vendosura në sipërfaqen e saj është i rëndësishëm. Këtu ata kryejnë funksione receptore dhe sinjalizuese dhe marrin pjesë në ndërtimin e vetë membranës. Ata qëndrojnë roje, që do të thotë se luajnë një rol mbrojtës. Cilat lloje të proteinave në një qelizë mund të klasifikohen si ky grup? Ka shumë shembuj, këtu janë disa.

1. Aktina dhe miozina.
2. Elastina.
3. Keratin.
4. Kolagjeni.
5. Tubulina.
6. Hemoglobina.
7. Insulinë.
8. Transkobalamina.
9. Transferrinë.
10. Albumi.

Në total, ka disa qindra të ndryshme që lëvizin vazhdimisht brenda çdo qelize.

Llojet e proteinave në trup

Ka, natyrisht, një larmi të madhe të tyre. Nëse përpiqemi të ndajmë disi të gjitha proteinat ekzistuese në grupe, mund të përfundojmë me diçka të tillë si ky klasifikim.

Në përgjithësi, ju mund të merrni shumë veçori si bazë për klasifikimin e proteinave që gjenden në trup. Nuk ka ende një të vetme.

Enzimat

Katalizatorë biologjikë të natyrës proteinike, të cilët përshpejtojnë ndjeshëm të gjitha proceset biokimike të vazhdueshme. Shkëmbimi normal është i pamundur pa këto lidhje. Të gjitha proceset e sintezës dhe kalbjes, montimi i molekulave dhe riprodhimi i tyre, përkthimi dhe transkriptimi, e të tjera kryhen nën ndikimin e një lloji specifik enzime. Shembuj të këtyre molekulave janë:

• oksidoreduktaza;
• transferazat;
• katalazë;
• hidrolaza;
• izomeraza;
• lyases dhe të tjera.

Sot enzimat përdoren edhe në jetën e përditshme. Kështu, në prodhimin e pluhurave larës shpesh përdoren të ashtuquajturat enzima - këta janë katalizatorë biologjikë. Ato përmirësojnë cilësinë e larjes nëse respektohen kushtet e specifikuara të temperaturës. Lidhet lehtësisht me grimcat e papastërtive dhe i largon ato nga sipërfaqja e pëlhurave.

Megjithatë, për shkak të natyrës së tyre proteinike, enzimat nuk tolerojnë ujin shumë të nxehtë ose afërsinë me ilaçet alkaline ose acide. Në të vërtetë, në këtë rast, procesi i denatyrimit do të ndodhë.

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 e proteinave strukturore janë filamentoze: për shembull, monomeret e aktinës dhe tubulinës janë proteina globulare, të tretshme, por pasi polimerizohen 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

Ka disa lloje funksionet mbrojtëse proteinat:

Mbrojtje fizike. Ai përfshin kolagjenin, një proteinë që formon bazën e substancës ndërqelizore të indeve lidhëse (duke 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 këtij grupi proteinash janë fibrinogjenet dhe trombinat, të cilat janë të përfshira në koagulimin e gjakut.

Mbrojtja kimike. Lidhja e toksinave nga molekulat e proteinave mund të sigurojë detoksifikimin e tyre. Enzimat e mëlçisë luajnë një rol veçanërisht të rëndësishëm 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. 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 e përfshirë në adaptive sistemet imune s, ngjiten në 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

Funksioni rregullator

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 transkriptimin, përkthimin, bashkimin, si dhe aktivitetin e proteinave të tjera, etj. Proteinat e kryejnë funksionin e tyre rregullues ose nëpërmjet aktivitetit enzimatik (për shembull, kinazat e proteinave) ose nëpërmjet lidhjes specifike me molekula të tjera, gjë që zakonisht ndikon në ndërveprimin me këto molekula enzimash.

Kështu, transkriptimi i gjeneve përcaktohet nga bashkëngjitja e faktorëve të transkriptimit - proteinat aktivizuese dhe proteinat represore - në sekuencat rregullatore të gjeneve. Në nivelin e përkthimit, leximi i shumë mARN-ve rregullohet gjithashtu nga bashkëngjitja e faktorëve proteinikë, dhe degradimi i ARN-së dhe proteinave kryhet gjithashtu nga komplekse të specializuara proteinike. Rolin më të rëndësishëm në rregullimin e proceseve ndërqelizore e luajnë proteina kinazat - enzimat që aktivizojnë ose shtypin aktivitetin e proteinave të tjera duke bashkuar grupe fosfate me to.

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 kryerjen e funksioneve të 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 nga 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 jetë 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 lloj acidi organik. 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 e energjisë së nevojshme për trupin.

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 punëve të vështira fizike ose qëndrimi 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 të proteinave. 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 me kosto minimale sasi të konsiderueshme- këto janë proteina gjaku, proteina pule, toksina të ndryshme, enzima me origjinë tretëse ose metabolike, të çliruara 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 mikroskopi krioelektronike lejojnë 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 emër i përbashkët proteina 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 lidhura në mënyrë kovalente të disa metaleve. Midis tyre ka proteina që kryejnë funksione transporti dhe ruajtjeje (transferrinë, ferritin).

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 e furnizuara 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, vdekjet u regjistruan në njerëz që kishin ndjekur një dietë me kalori të ulët me mungesë të rëndë të proteinave për një kohë të gjatë. Si rregull, shkaku i menjëhershëm i vdekjes në këtë rast ishin ndryshimet e 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 ndikon në mënyrën më të mirë të mundshme mbi 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, në trup ndodh një reaksion acidik, i cili çon në humbjen e kalciumit për shkak të ndryshimeve në regjimi i pirjes. Përveç kësaj, ushqimet e mishit të pasura me proteina shpesh përmbajnë 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.

Ushqimi 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 një sasie të madhe të proteinave, në trup do të hyjë edhe një sasi e tepërt e yndyrës.

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: qumësht dhe kos me sheqer të shtuar, mish i kuq (filetë), mish pule dhe gjeldeti i errët, copa pa dhjamë, gjizë e bërë vetë, mish i përpunuar në formë proshutë, sallam, 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 më poshtë: më shumë proteina për njësi kalori dhe tretshmëri e lartë e 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 ushqime

Metabolizmi i proteinave

Trupi mund të shpenzojë rreth 15% të totalit të kalorive të marra për 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 një rënie në masën 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 proteinash pengohet, gjë që shkakton çrregullime dhe sëmundje të ndryshme. 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.