A szervezetet alkotó szerves vegyületek négy legfontosabb osztálya létezik: nukleinsavak, zsírok, szénhidrátok és fehérjék. Ez utóbbiról lesz szó ebben a cikkben.
Mi az a fehérje?
Ezek aminosavakból épült polimer kémiai vegyületek. A fehérjék összetett szerkezetűek.
Hogyan szintetizálódik a fehérje?
A test sejtjeiben történik. Vannak speciális organellumok, amelyek felelősek ezért a folyamatért. Ezek riboszómák. Két részből állnak: kicsiből és nagyból, amelyek az organellum működése során egyesülnek. A polipeptidlánc aminosavakból történő szintetizálásának folyamatát transzlációnak nevezik.
Mik azok az aminosavak?
Annak ellenére, hogy a szervezetben számtalan típusú fehérje található, mindössze húsz aminosavból lehet képződni. A fehérjék ilyen sokfélesége ezen aminosavak különböző kombinációinak és szekvenciáinak, valamint a felépített lánc térbeli eltérő elhelyezkedésének köszönhető.
Az aminosavak kémiai összetételükben két, tulajdonságaikban ellentétes funkciós csoportot tartalmaznak:karboxil- és aminocsoportok, valamint egy aromás, alifás vagy heterociklusos gyök. Ezenkívül a gyökök további funkciós csoportokat is tartalmazhatnak. Ezek lehetnek karboxilcsoportok, aminocsoportok, amid-, hidroxil-, guanidcsoportok. A gyök ként is tartalmazhat.
Íme egy lista azokról a savakról, amelyekből fehérjék épülhetnek fel:
- alanin;
- glicin;
- leucin;
- valin;
- izoleucin;
- treonin;
- serine;
- glutaminsav;
- aszparaginsav;
- glutamin;
- aszparagin;
- arginin;
- lizin;
- metionin;
- cisztein;
- tirozin;
- fenilalanin;
- hisztidin;
- triptofán;
- proline.
Ebből tíz pótolhatatlan – olyanok, amelyek nem szintetizálhatók az emberi szervezetben. Ezek a valin, leucin, izoleucin, treonin, metionin, fenilalanin, triptofán, hisztidin, arginin. Ezeket étellel kell bevenni. Ezen aminosavak közül sok megtalálható a halban, marhahúsban, húsban, diófélékben és hüvelyesekben.
A fehérje elsődleges szerkezete – mi az?
Ez az aminosavak sorrendje a láncban. Egy fehérje elsődleges szerkezetének ismeretében lehetséges a pontos kémiai képlete összeállítása.
Másodlagos szerkezet
Ez egy módja a polipeptidlánc csavarásának. A fehérje konfigurációnak két változata létezik: az alfa hélix és a béta szerkezet. A fehérje másodlagos szerkezete biztosítotthidrogénkötések a CO és NH csoportok között.
Tercier fehérjeszerkezet
Ez a spirál térbeli tájolása vagy egy bizonyos térfogatban való elhelyezésének módja. Diszulfid és peptid kémiai kötések biztosítják.
A harmadlagos szerkezet típusától függően léteznek fibrilláris és globuláris fehérjék. Ez utóbbiak gömb alakúak. A fibrilláris fehérjék szerkezete egy fonalra hasonlít, amely béta-struktúrák egymásra halmozásával vagy több alfa-struktúra párhuzamos elrendezésével jön létre.
Kvadterner szerkezet
Azokra a fehérjékre jellemző, amelyek nem egy, hanem több polipeptid láncot tartalmaznak. Az ilyen fehérjéket oligomernek nevezzük. Az összetételüket alkotó egyes láncokat protomereknek nevezzük. Az oligomer fehérjét alkotó protomerek primer, másodlagos vagy tercier szerkezetűek lehetnek azonos vagy eltérőek.
Mi a denaturáció?
Ez a fehérje kvaterner, harmadlagos, másodlagos struktúráinak tönkremenetele, melynek következtében elveszti kémiai, fizikai tulajdonságait és már nem tudja betölteni a szervezetben betöltött szerepét. Ez a folyamat a fehérjékre ható magas hőmérséklet (38 Celsius foktól, de ez az érték minden fehérjére egyedi) vagy agresszív anyagok, például savak és lúgok eredményeként következhet be.
Egyes fehérjék képesek renaturálódni – eredeti szerkezetük megújítására.
Fehérje osztályozás
A kémiai összetétel alapján egyszerű és összetett csoportokra oszthatók.
Az egyszerű fehérjék (fehérjék) azok, amelyek csak aminosavakat tartalmaznak.
Komplex fehérjék (fehérjék) – azok, amelyek összetételében protetikus csoport található.
A protéziscsoport típusától függően a fehérjék a következőkre oszthatók:
- lipoproteinek (lipideket tartalmaznak);
- nukleoproteinek (nukleinsavakat tartalmaz);
- kromoproteinek (pigmenteket tartalmaznak);
- foszfoproteinek (összetételükben foszforsav van);
- metalloproteinek (fémeket tartalmaz);
- glikoproteinek (szénhidrátot tartalmaz).
Ezen kívül a harmadlagos szerkezet típusától függően létezik egy gömbölyű és fibrilláris fehérje. Mindkettő lehet egyszerű vagy összetett.
A fibrilláris fehérjék tulajdonságai és szerepük a szervezetben
A másodlagos szerkezettől függően három csoportra oszthatók:
- Alfa szerkezeti. Ide tartoznak a keratinok, miozin, tropomiozin és mások.
- Béta szerkezeti. Például fibroin.
- Kollagén. Ez egy speciális másodlagos szerkezetű fehérje, amely nem alfa-hélix és nem béta-struktúra.
Mindhárom csoport fibrilláris fehérjéinek sajátossága, hogy fonalas harmadlagos szerkezetűek, és vízben is oldhatatlanok.
Beszéljünk részletesebben a fő fibrilláris fehérjékről sorrendben:
- Keratinok. Ez a különféle fehérjék egész csoportja, amelyek a haj, köröm, toll, gyapjú, szarv, paták stb. fő összetevői. Ezenkívül az ebbe a csoportba tartozó fibrilláris fehérje, a citokeratin a sejtek része, és a citoszkeletont alkotja.
- Miozin. Ez egy olyan anyag, amely az izomrostok része. Az aktin mellett ez a fibrilláris fehérje összehúzódó, és biztosítja az izomműködést.
- Tropomiozin. Ez az anyag két egymásba fonódó alfa-hélixből áll. Ez is az izmok része.
- Fibroin. Ezt a fehérjét számos rovar és pókfélék választják ki. Ez a háló és a selyem fő összetevője.
- Kollagén. Ez az emberi szervezetben a legnagyobb mennyiségben előforduló fibrilláris fehérje. Az inak, porcok, izmok, erek, bőr stb. része. Ez az anyag biztosítja a szövetek rugalmasságát. A szervezet kollagéntermelése az életkor előrehaladtával csökken, ami bőrráncokat, az inak és szalagok gyengülését stb. eredményezi.
Ezután vegyük figyelembe a fehérjék második csoportját.
Globuláris fehérjék: fajták, tulajdonságok és biológiai szerep
Ebbe a csoportba tartozó anyagok labda alakúak. Oldhatók vízben, lúgok oldataiban, sókban és savakban.
A szervezetben a leggyakoribb gömbfehérjék:
- Albuminok: ovalbumin, laktalbumin stb.
- Globulinok: vérfehérjék (pl. hemoglobin, mioglobin) stb.
Bővebben néhányról:
- Ovalbumin. Ez a fehérje 60 százaléka tojásfehérje.
- Laktalbumin. A tej fő alkotóeleme.
- Hemoglobin. Ez összetetta globuláris fehérje, amely protetikai csoportként hemet tartalmaz, vasat tartalmazó pigmentcsoport. A hemoglobin a vörösvértestekben található. Ez egy fehérje, amely képes az oxigénhez kötődni és azt szállítani.
- Mioglobin. A hemoglobinhoz hasonló fehérje. Ugyanazt a funkciót látja el - oxigént szállít. Ez a fehérje megtalálható az izmokban (csíkos és szívizmokban).
Most már ismeri az alapvető különbségeket az egyszerű és összetett, fibrilláris és gömbszerű fehérjék között.
