Proteinele sunt una dintre cele mai importante și vitale substanțe din corpul uman.

Cât de des simțim aproape în fiecare an o deficiență de vitamine și minerale din cauza melancoliei și oboselii acumulate și de bunăvoie, din obișnuință, o atribuim „avitaminozei”. Dar este important să înțelegem că multe probleme de sănătate pot fi asociate cu o lipsă de proteine ​​de calitate. Și asta, din păcate, foarte rar ne facem griji.

Cum putem determina dacă organismul nostru are suficiente proteine ​​și este timpul să-și umple rezervele? Deficitul de proteine ​​din organism poate fi observat prin următoarele semne:

Pofta de dulciuri

Acesta este unul dintre principalele semne ale lipsei de proteine ​​atunci când te arunci pe dulciuri și senzația de foame nu te lasă. Se întâmplă că, odată cu restricția alimentelor proteice, nu ne grăbim să ne sprijinim pe carne și ouă - sarcina principală a proteinelor este menținerea nivelului de zahăr din sânge. Și dulciurile ajută la corectarea rapidă a situației.

Concentratie slaba

Concentrația va fi excelentă doar cu un nivel echilibrat al zahărului din sânge. Și când acest nivel este supus fluctuațiilor constante, atunci poate fi un sentiment de conștiință încețoșată, în care este imposibil să te concentrezi asupra muncii sau studiului. Prin urmare, nu uitați: creierul trebuie hrănit constant cu proteine.

Pierderea parului
Este important de știut că proteinele sunt un material de construcție indispensabil pentru toate celulele, inclusiv pentru foliculii de păr. Când acești foliculi sunt puternici, părul va fi ținut pe cap, dar cu o lipsă cronică de proteine, încep să cadă în mod activ.

Slăbiciune

Este bine cunoscut faptul că proteinele sunt principalul material de construcție al mușchilor. Prin urmare, atunci când există o lipsă de proteine ​​în organism, mușchii încep să scadă în dimensiune. În timp, această afecțiune poate duce la slăbiciune cronică și pierderea forței.

Durere
Întregul sistem imunitar uman depinde direct de afluxul sistematic de proteine. De aceea raceli destul de frecvente si boli infecțioase- un indiciu clar al lipsei de proteine.

Ce conține proteine

Proteine ​​animale și vegetale

Majoritatea alimentelor vegetale conțin nu mai puține proteine ​​decât laptele sau puiul. Dar corpul uman este aranjat în așa fel încât, ca de obicei, proteinele sunt parțial absorbite, totul în rest este excretat cu urină. Ar trebui să consumați proteine ​​atât de origine vegetală, cât și de origine animală - dar acest lucru este ideal. Dacă sunteți în orice tip de dietă vegetariană, va trebui doar să vă echilibrați dieta pentru a compensa lipsa de proteine ​​animale.

proteine ​​animale

Ce alimente conțin proteine ​​animale?

• chefir;
• brânzeturi tari;
• fructe de mare și pește;
• brânză de vacă;
• lapte;
• albus de ou;
• carne dietetică - iepure și curcan;
• carne rosie;
• pui.

Toate aceste produse conțin atât proteine, cât și grăsimi, dar nu în cea mai mică cantitate. Nu trebuie uitat că, printre produsele care conțin proteine, se recomandă să se acorde preferință produselor lactate, al căror conținut de grăsime nu depășește 3%, pui fără piele și cărnii slabe. În ceea ce privește brânzeturile, atunci conținutul de grăsime este permis până la 40%.

Proteine ​​vegetale

Deoarece vegetarianismul este la modă în acest moment, vă vom spune ce plante conțin o cantitate mare de proteine.

Deci nebuni:

• nucă braziliană;
• nucă de macadamia;
• alune;
• nuci de pin;
• nuci;
• ulei de migdale și migdale.

Proteina vegetală este digerabilă din cereale, totuși, trebuie să știți, măcar să combinați cu proteinele animale, în ce cereale proteina este conținută în cantități mari:

• arahide;
• Quinoa;
• ovăz;
• arpacaș;
• mazăre;
• linte;
• hrişcă.

Cea mai favorabilă combinație este proteina vegetală și cea animală în același timp pe aceeași farfurie. Și din acest motiv, vă sfătuim să combinați produsele lactate, peștele și carnea cu proteine ​​vegetale, de exemplu, cu legume.

Frumusețea depinde direct de sănătate și de multe cunoștințe despre efectul anumitor substanțe asupra noastră aspect am absorbit din copilărie. Deci, pentru unghii, de exemplu, nu numai calciul este important, ci și proteinele. Prin urmare, dacă vrei ca manichiura ta să fie excepțional de admirabilă, ar trebui să te gândești dacă există o lipsă de proteine ​​în alimentația ta. De asemenea, starea părului tău va depinde de cât de multă proteină este în farfurie, așa că poate ar trebui să iei problema în serios.

Unde e tortul?

mâncăm prăjitură...

Porci, avem nevoie de o altă prăjitură!

mâncăm și altele...

Porci, cupcakes au mai rămas?

Mananca si tu...

Sunt acadele!

le voi mânca!

Trebuie să împărtășești?!

Și împărțiți cornurile cu mine?!

Shrek 4 (Shrek pentru totdeauna)

Lipsa de proteine ​​în organism

Proteinele sunt una dintre cele mai esențiale substanțe din corpul uman. Dacă ne amintim de deficiența de vitamine și minerale aproape în fiecare primăvară, atribuind albastrul și oboseala „avitaminozei”, atunci ne gândim puțin la faptul că multe probleme de sănătate pot fi asociate cu un deficit de proteine ​​de înaltă calitate.

Mulți spun că proteinele sunt un produs greu și ar trebui consumate într-un mod limitat. Și unii nu îl mănâncă deloc - și se pare că nu se întâmplă nimic rău. Cu toate acestea, proteinele din organism îndeplinesc funcții vitale pe care niciun alt element nu le poate prelua. Care este scopul proteinelor în corpul uman?

De ce sunt necesare proteine?

Proteinele sunt fundația pentru construirea corpului. Proteinele alcătuiesc mușchii, țesuturile, organe interne, celulele sanguine, corpurile imunitare, precum și părul, unghiile și celulele și proteinele pielii.

Proteinele dietetice din organism în intestine sunt dezasamblate în „cărămizi” de aminoacizi. Aminoacizii sunt trimiși la ficat pentru a construi și a sintetiza proteinele proprii ale organismului, dar există unii aminoacizi în organism pe care organismul îi poate produce singur, iar unii trebuie să vină doar din exterior. Aceștia sunt acizi esențiali, dar numai proteinele animale îi conțin; în proteinele vegetale, setul de aminoacizi este mai sărac, deci nu sunt considerați complet.

O altă funcție importantă a proteinei este funcția sa enzimatică și metabolică. Majoritatea enzimelor și hormonilor sunt proteine ​​pure sau o combinație de proteine ​​cu alte substanțe (ioni metalici, grăsimi, vitamine). Cu o lipsă de proteine, unele tipuri de metabolism pot avea de suferit, acest lucru se observă mai ales în cazul dietelor restrictive cu conținut scăzut de proteine.

În plus, proteinele îndeplinesc o funcție de transport, adică transportă substanțe importante în și din celule - ioni, nutrienți și alte substanțe. Proteinele ne protejează organismul de infecții, deoarece anticorpii și proteinele protectoare ale mucoasei sunt molecule proteice.

Proteinele ne susțin tinerețea și frumusețea - și acest lucru se datorează reînnoirii în timp util a moleculelor de colagen și elastină, care previn deshidratarea, îmbătrânirea pielii noastre și previne formarea ridurilor.

Cum să determinați dacă aveți o deficiență de proteine?

1. Uită-te la tine în oglindă. Dacă ai mușchi flăsați, piele lăsată, riduri pe față și nu ai încă treizeci de ani, cu siguranță ai probleme cu metabolismul proteinelor. Dacă te antrenezi activ, în timp ce nu consumi aproape deloc proteine, post sau diete sărace în proteine, ai și probleme cu metabolismul proteic. Ar trebui să-ți revizuiești dieta dacă greutatea ta este cu peste 25% peste normal și cu atât mai mult dacă ești obez. Cu o lipsă de proteine, metabolismul încetinește, ceea ce reduce activitatea enzimelor și hormonilor, iar acest lucru duce în cele din urmă la o pierdere. masa muscularași un set de grăsime în schimb.

2. Luați în considerare pielea, unghiile și părul dvs., care este starea lor? Sunt aproape în totalitate de origine proteică, iar atunci când este deficitară, suferă grav. Dacă organismul trăiește în condiții de deficiență cronică de proteine, flacabilitate și paloare a pielii, apar defectele sale, părul fragil, unghiile exfoliante și care cresc slab.

3. Probleme de imunitate – raceli frecvente, alergii, dermatite si eruptii pustuloase. Practic, ele sunt asociate și cu deficiența de proteine, celulele imunitare și anticorpii pur și simplu nu au din ce să se construiască.

4. Pot exista tulburări digestive, constipație, stare generală de rău, oboseală, rezistență scăzută la stres.

Cum să umpleți depozitele de proteine

Pentru a evita problemele legate de înfometarea de proteine ​​și tulburările asociate cu lipsa de proteine ​​în organism, este necesar să se ia o serie de măsuri preventive, legate în primul rând de alimentație și stil de viață.

1. Revizuiește-ți în mod critic dieta

S-ar putea să credeți că mâncați multă carne, dar, de fapt, aceste produse conțin foarte puține proteine ​​alimentare de calitate (sau deloc). Relativ clasificate ca carne și produse din carne sunt produse tradiționale de la masa noastră precum:

Cârnați, cârnați și cârnați fierți sau afumati, chiar și fabricați în conformitate cu GOST. Proteinele din ele sunt extrem de mici pentru asigurarea completă a organismului.

Produse semifabricate cu „carne”, depozitați cotlet, găluște. Rolul cărnii acolo îl joacă proteinele și aromele din soia.

Șunci afumate, tulpini, rulouri etc. Carnea de acolo suferă tratamente termice sau de marinată, are de suferit și calitatea ei. De asemenea, nu se știe unde, cum și din ce carne a fost preparată, dacă au fost respectate standardele sanitare elementare.

Te poți bucura ocazional de aceste alimente ca varietate, dar nu ar trebui să le folosești des – mai ales ca sursă de proteine!

2. Alege carne slabă și pește slab

Grăsimile interferează cu absorbția completă a proteinelor. Cele mai grase sunt somonul, somnul, gasca si rata, ficatul de cod, carnea de porc si pieptul de vita. Cele mai bune surse de proteine ​​sunt carnea de pui, carnea de vită, iepurele, curcanul și ouăle fără piele, deși proteinele pe bază de plante sub formă de leguminoase, nuci și hrișcă ar trebui adăugate în dieta dumneavoastră.

În același timp, cele mai utile modalități de a găti carnea sunt coacerea în folie, grătarul, grătarul, aburirea, tocănirea. Prăjirea cărnii este cea mai dăunătoare metodă de gătit.

3. Mănâncă proteine ​​separat

Alimentele proteice trebuie consumate separat de cartofi, cereale și fără pâine, deoarece sunt prost digerate. Este mai bine să combinați carnea cu legume - proaspete sau înăbușite, acestea vor ajuta la absorbția proteinelor. Mănâncă alimente proteice înainte de ora 18, deoarece digestia este dificilă noaptea.

În același timp, nu trebuie să supraîncărcați corpul cu proteine, deoarece un exces de proteine ​​duce la procese de putrezire în intestine și intoxicație cu produse metabolice, constipație și o senzație de greutate în stomac.

Numarul 1. Proteine: legătură peptidică, detectarea lor.

Proteinele sunt macromolecule de poliamide liniare formate din a-aminoacizi ca rezultat al unei reacții de policondensare în obiectele biologice.

Veverițe sunt compuși macromoleculari construiți din aminoacizi. 20 de aminoacizi sunt implicați în producerea proteinelor. Ele se leagă împreună în lanțuri lungi care formează coloana vertebrală a unei molecule de proteină cu greutate moleculară mare.

Funcțiile proteinelor în organism

Combinația de proprietăți chimice și fizice deosebite ale proteinelor oferă acestei clase particulare de compuși organici un rol central în fenomenele vieții.

Proteinele au următoarele proprietăți biologice sau îndeplinesc următoarele funcții principale în organismele vii:

1. Funcția catalitică a proteinelor. Toți catalizatorii biologici - enzimele sunt proteine. Până în prezent, au fost caracterizate mii de enzime, multe dintre ele izolate sub formă cristalină. Aproape toate enzimele sunt catalizatori puternici, crescând viteza reacțiilor de cel puțin un milion de ori. Această funcție a proteinelor este unică, nu este caracteristică altor molecule polimerice.

2. Nutrițional (funcția de rezervă a proteinelor). Acestea sunt, în primul rând, proteine ​​destinate nutriției embrionului în curs de dezvoltare: cazeina din lapte, ovalbumină din ou, proteine ​​de depozitare a semințelor de plante. O serie de alte proteine ​​sunt, fără îndoială, folosite în organism ca sursă de aminoacizi, care, la rândul lor, sunt precursori ai unor substanțe biologic active care reglează procesul metabolic.

3. Funcția de transport a proteinelor. Multe molecule și ioni mici sunt transportați de proteine ​​specifice. De exemplu, funcția respiratorie a sângelui, și anume transportul oxigenului, este realizată de moleculele de hemoglobină, o proteină din globulele roșii. Albuminele serice sunt implicate în transportul lipidelor. O serie de alte proteine ​​din zer formează complexe cu grăsimi, cupru, fier, tiroxină, vitamina A și alți compuși, asigurând livrarea lor către organele corespunzătoare.

4. Funcția protectoare a proteinelor. Funcția principală de protecție este îndeplinită de sistemul imunologic, care asigură sinteza proteinelor protectoare specifice - anticorpi - ca răspuns la intrarea în organism a bacteriilor, toxinelor sau virusurilor (antigenelor). Anticorpii leagă antigenele, interacționând cu aceștia și, prin urmare, neutralizează efectul lor biologic și mențin starea normală a organismului. Coagularea unei proteine ​​din plasma sanguină - fibrinogenul - și formarea unui cheag de sânge care protejează împotriva pierderii de sânge în timpul leziunilor este un alt exemplu al funcției protectoare a proteinelor.

5. Funcția contractilă a proteinelor. Multe proteine ​​sunt implicate în actul de contracție și relaxare musculară. Rolul principal în aceste procese este jucat de actina și miozina - proteine ​​specifice țesutului muscular. Funcția contractilă este, de asemenea, inerentă proteinelor structurilor subcelulare, care asigură cele mai fine procese ale activității vitale celulare,

6. Funcția structurală a proteinelor. Proteinele cu această funcție se află pe primul loc printre alte proteine ​​din corpul uman. Proteinele structurale precum colagenul sunt distribuite pe scară largă în țesutul conjunctiv; keratina în păr, unghii, piele; elastina - în pereții vasculari etc.

7. Funcția hormonală (reglatoare) a proteinelor. Metabolismul în organism este reglat prin diferite mecanisme. În această reglementare, un loc important îl ocupă hormonii produși de glandele endocrine. O serie de hormoni sunt reprezentați de proteine ​​sau polipeptide, de exemplu, hormoni ai glandei pituitare, pancreasului etc.

Legătură peptidică

Formal, formarea unei macromolecule proteice poate fi reprezentată ca o reacție de policondensare a α-aminoacizilor.

Din punct de vedere chimic, proteinele sunt compuși organici (poliamide) cu azot molecular mare, ale căror molecule sunt construite din reziduuri de aminoacizi. Monomerii proteici sunt α-aminoacizi, o caracteristică comună a cărora este prezența unei grupări carboxil -COOH și a unei grupări amino -NH2 la al doilea atom de carbon (a-atomul de carbon):

Pe baza rezultatelor studierii produselor hidrolizei proteinelor și prezentate de A.Ya. Ideile lui Danilevsky despre rolul legăturilor peptidice -CO-NH- în construcția unei molecule proteice, omul de știință german E. Fischer a propus la începutul secolului al XX-lea teoria peptidică a structurii proteinelor. Conform acestei teorii, proteinele sunt polimeri liniari de α-aminoacizi legați printr-o peptidă legătură - polipeptide:

În fiecare peptidă, un rest de aminoacid terminal are o grupare a-amino liberă (N-terminal) iar celălalt are o grupare a-carboxil liberă (capitul C-terminal). Structura peptidelor este de obicei descrisă pornind de la aminoacidul N-terminal. În acest caz, resturile de aminoacizi sunt indicate prin simboluri. De exemplu: Ala-Tyr-Leu-Ser-Tyr- - Cys. Această intrare denotă o peptidă în care se află α-aminoacidul N-terminal ­ lyatsya alanina și C-terminal - cisteină. Când citiți o astfel de înregistrare, terminațiile numelor tuturor acizilor, cu excepția ultimilor, se schimbă în - "il": alanil-tirosil-leucil-seril-tirosil--cisteină. Lungimea lanțului peptidic în peptidele și proteinele găsite în organism variază de la două la sute și mii de reziduuri de aminoacizi.

nr 2. Clasificarea proteinelor simple.

La simplu (proteinele) includ proteine ​​care, atunci când sunt hidrolizate, dau numai aminoacizi.

Proteinoide ____proteine ​​simple de origine animală, insolubile în apă, soluții sărate, acizi și alcali diluați. Ele îndeplinesc în principal funcții de susținere (de exemplu, colagen, cheratina

protaminele - proteine ​​nucleare încărcate pozitiv, cu o greutate moleculară de 10-12 kDa. Aproximativ 80% sunt compuse din aminoacizi alcalini, ceea ce face posibil ca aceștia să interacționeze cu acizii nucleici prin legături ionice. Ei participă la reglarea activității genelor. Bine solubil în apă;

histonele - proteine ​​nucleare care joacă un rol important în reglarea activității genelor. Ele se găsesc în toate celulele eucariote și sunt împărțite în 5 clase, care diferă în greutate moleculară și aminoacizi. Greutatea moleculară a histonelor este în intervalul de la 11 la 22 kDa, iar diferențele în compoziția aminoacizilor se referă la lizină și arginină, al căror conținut variază de la 11 la 29% și, respectiv, de la 2 la 14%;

prolaminele - insolubil în apă, dar solubil în alcool 70%, caracteristici ale structurii chimice - multă prolină, acid glutamic, fără lizină ,

gluteline - solubil in solutii alcaline ,

globuline - proteine ​​care sunt insolubile în apă și într-o soluție semisaturată de sulfat de amoniu, dar solubile în soluții apoase de săruri, alcaline și acizi. Greutate moleculară - 90-100 kDa;

albumine - proteine ​​ale tesuturilor animale si vegetale, solubile in apa si solutii saline. Greutatea moleculară este de 69 kDa;

scleroproteine - proteine ​​ale tesuturilor de sustinere ale animalelor

Exemple de proteine ​​simple sunt fibroina de mătase, albumina serică de ou, pepsina etc.

Numărul 3. Metode de izolare și precipitare (purificare) a proteinelor.

nr. 4. Proteinele ca polielectroliți. Punctul izoelectric al unei proteine.

Proteinele sunt polielectroliți amfoteri, adică prezintă atât proprietăți acide, cât și bazice. Acest lucru se datorează prezenței în moleculele proteice a radicalilor de aminoacizi capabili de ionizare, precum și a grupărilor libere α-amino și α-carboxil la capetele lanțurilor peptidice. Proprietățile acide ale proteinei sunt date de aminoacizii acizi (aspartic, glutamic), iar proprietățile alcaline - de aminoacizii bazici (lizina, arginina, histidina).

Sarcina unei molecule proteice depinde de ionizarea grupurilor acide și bazice ale radicalilor de aminoacizi. În funcție de raportul dintre grupurile negative și pozitive, molecula de proteină în ansamblu capătă o sarcină totală pozitivă sau negativă. Când o soluție proteică este acidulată, gradul de ionizare al grupărilor anionice scade, în timp ce cel al grupărilor cationice crește; la alcalinizare - invers. La o anumită valoare a pH-ului, numărul grupelor încărcate pozitiv și negativ devine același și apare starea izoelectrică a proteinei (sarcina totală este 0). Valoarea pH-ului la care proteina se află în stare izoelectrică se numește punct izoelectric și se notează pI, similar aminoacizilor. Pentru majoritatea proteinelor, pI se află în intervalul 5,5-7,0, ceea ce indică o anumită predominanță a aminoacizilor acizi în proteine. Cu toate acestea, există și proteine ​​alcaline, de exemplu, salminul - principala proteină din laptele de somon (pl=12). În plus, există proteine ​​care au o valoare pI foarte scăzută, de exemplu, pepsina, o enzimă a sucului gastric (pl=l). În punctul izoelectric, proteinele sunt foarte instabile și precipită ușor, având cea mai mică solubilitate.

Dacă proteina nu este într-o stare izoelectrică, atunci câmp electric moleculele sale se vor deplasa spre catod sau anod, în funcție de semnul sarcinii totale și cu o viteză proporțională cu valoarea acestuia; aceasta este esența metodei electroforezei. Această metodă poate separa proteinele cu diferite valori pI.

Deși proteinele au proprietăți tampon, capacitatea lor la valorile fiziologice ale pH-ului este limitată. Excepție fac proteinele care conțin multă histidină, deoarece numai radicalul histidină are proprietăți tampon în intervalul de pH 6-8. Există foarte puține dintre aceste proteine. De exemplu, hemoglobina, care conține aproape 8% histidină, este un puternic tampon intracelular în celulele roșii din sânge, menținând pH-ul sângelui la un nivel constant.

nr. 5. Proprietățile fizico-chimice ale proteinelor.

Proteinele au proprietăți chimice, fizice și biologice diferite, care sunt determinate de compoziția de aminoacizi și de organizarea spațială a fiecărei proteine. Reacțiile chimice ale proteinelor sunt foarte diverse, se datorează prezenței grupărilor NH 2 -, COOH și radicalilor de natură variată. Acestea sunt reacții de nitrare, acilare, alchilare, esterificare, redox și altele. Proteinele au proprietăți acido-bazice, tampon, coloidale și osmotice.

Proprietățile acido-bazice ale proteinelor

Proprietăți chimice. Odată cu încălzirea slabă a soluțiilor apoase de proteine, are loc denaturarea. Acest lucru creează un precipitat.

Când proteinele sunt încălzite cu acizi, are loc hidroliza și se formează un amestec de aminoacizi.

Proprietățile fizico-chimice ale proteinelor

Proteinele au o greutate moleculară mare.

Sarcina unei molecule de proteine. Toate proteinele au cel puțin o grupare -NH și -COOH liberă.

Soluții de proteine- solutii coloidale cu proprietati diferite. Proteinele sunt acide și bazice. Proteinele acide conțin o mulțime de glu și asp, care au carboxil suplimentar și mai puține grupe amino. Există multe lys și args în proteinele alcaline. Fiecare moleculă de proteină dintr-o soluție apoasă este înconjurată de o înveliș de hidratare, deoarece proteinele au multe grupe hidrofile (-COOH, -OH, -NH 2, -SH) datorită aminoacizilor. În soluții apoase, molecula proteică are o sarcină. Încărcătura de proteine ​​din apă se poate modifica în funcție de pH.

Precipitarea proteinelor. Proteinele au o înveliș de hidratare, o încărcătură care împiedică lipirea. Pentru depunere, este necesar să îndepărtați învelișul de hidrat și să încărcați.

1. Hidratarea. Procesul de hidratare înseamnă legarea apei de către proteine, în timp ce acestea prezintă proprietăți hidrofile: se umflă, le crește masa și volumul. Umflarea proteinei este însoțită de dizolvarea parțială a acesteia. Hidrofilitatea proteinelor individuale depinde de structura lor. Grupările amide hidrofile (–CO–NH–, legătură peptidică), amine (NH2) și carboxil (COOH) prezente în compoziție și situate la suprafața macromoleculei proteice atrag moleculele de apă, orientându-le strict către suprafața moleculei. . Înconjurând globulele proteice, învelișul de hidrat (apă) împiedică stabilitatea soluțiilor proteice. În punctul izoelectric, proteinele au cea mai mică capacitate de a lega apa; învelișul de hidratare din jurul moleculelor proteice este distrus, astfel încât acestea se combină pentru a forma agregate mari. Agregarea moleculelor de proteine ​​are loc și atunci când sunt deshidratate cu unii solvenți organici, cum ar fi alcoolul etilic. Aceasta duce la precipitarea proteinelor. Când pH-ul mediului se modifică, macromolecula proteică se încarcă, iar capacitatea sa de hidratare se modifică.

Reacțiile de precipitare sunt împărțite în două tipuri.

Sărarea proteinelor: (NH 4)SO 4 - numai învelișul de hidratare este îndepărtat, proteina își păstrează toate tipurile de structură, toate legăturile, își păstrează proprietățile native. Astfel de proteine ​​pot fi apoi re-dizolvate și utilizate.

Precipitația cu pierderea proprietăților proteinelor native este un proces ireversibil. Învelișul de hidratare și încărcarea sunt îndepărtate din proteină, diferite proprietăți ale proteinei sunt încălcate. De exemplu, săruri de cupru, mercur, arsenic, fier, acizi anorganici concentrați - HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, acizi organici, alcaloizi - taninuri, iodură de mercur. Adăugarea de solvenți organici scade gradul de hidratare și duce la precipitarea proteinei. Acetona este utilizată ca astfel de solvent. Proteinele se precipită și cu ajutorul sărurilor, de exemplu, sulfatul de amoniu. Principiul acestei metode se bazează pe faptul că, odată cu creșterea concentrației de sare din soluție, atmosferele ionice formate de contraionii proteici sunt comprimate, ceea ce contribuie la convergența lor la o distanță critică, la care forțele intermoleculare ale vanului. Atractia der Waals depășește forțele Coulomb de respingere ale contraionilor. Acest lucru duce la aderența particulelor de proteine ​​și la precipitarea acestora.

La fierbere, moleculele de proteine ​​încep să se miște aleatoriu, se ciocnesc, încărcătura este îndepărtată, iar învelișul de hidratare scade.

Pentru a detecta proteinele în soluție, se folosesc următoarele:

reacții de culoare;

reacții de precipitare.

Metode de izolare și purificare a proteinelor.

omogenizare- celulele sunt măcinate până la o masă omogenă;

extracția proteinelor cu apă sau soluții de apă-sare;

1. sărare;

   electroforeză;

   cromatografia: adsorbție, scindare;

   ultracentrifugarea.

Organizarea structurală a proteinelor.

Structura primară- determinată de secvența de aminoacizi din lanțul peptidic, stabilizată prin legături peptidice covalente (insulina, pepsină, chimotripsină).

structura secundara - structura spatiala veveriţă. Aceasta este fie o spirală, fie o pliere. Se creează legături de hidrogen.

Structura terțiară proteine ​​globulare și fibrilare. Ele stabilizează legăturile de hidrogen, forțele electrostatice (COO-, NH3+), forțele hidrofobe, punțile sulfuroase, sunt determinate de structura primară. Proteine ​​globulare - toate enzimele, hemoglobina, mioglobina. Proteine ​​fibrilare - colagen, miozina, actina.

Structura cuaternară- se gaseste doar in unele proteine. Astfel de proteine ​​sunt construite din mai multe peptide. Fiecare peptidă are propria sa structură primară, secundară, terțiară, numită protomeri. Mai mulți protomeri se unesc pentru a forma o moleculă. Un protomer nu funcționează ca o proteină, ci doar împreună cu alți protomeri.

Exemplu: hemoglobina \u003d -globul + -globul - transportă O 2 în agregat și nu separat.

Proteinele se pot renatura. Acest lucru necesită o expunere foarte scurtă la agenți.

6) Metode de detectare a proteinelor.

Proteinele sunt polimeri biologici cu molecul mare, ale căror unități structurale (monomerice) sunt -aminoacizi. Aminoacizii din proteine ​​sunt legați între ei prin legături peptidice. a cărei formare are loc datorită grupării carboxil aflate la -atomul de carbon al unui aminoacid și -grupa amina a unui alt aminoacid cu eliberarea unei molecule de apa. Unitățile monomerice ale proteinelor se numesc resturi de aminoacizi.

Peptidele, polipeptidele și proteinele diferă nu numai prin cantitate, compoziție, ci și prin secvența reziduurilor de aminoacizi, proprietăți fizico-chimice și funcții îndeplinite în organism. Greutatea moleculară a proteinelor variază de la 6 mii la 1 milion sau mai mult. Chimice și proprietăți fizice proteinele se datorează naturii chimice și proprietăților fizico-chimice ale radicalilor, resturile lor constitutive de aminoacizi. Metodele de detectare și cuantificare a proteinelor în obiecte biologice și produse alimentare, precum și izolarea acestora din țesuturi și fluide biologice, se bazează pe baza fizică și proprietăți chimice aceşti compuşi.

Proteine ​​atunci când interacționează cu anumite substanțe chimice dau compuși colorați. Formarea acestor compuși are loc cu participarea radicalilor de aminoacizi, a grupurilor lor specifice sau a legăturilor peptidice. Reacțiile de culoare vă permit să setați prezența unei proteine ​​într-un obiect biologic sau soluție și dovediți prezența anumiți aminoacizi dintr-o moleculă de proteină. Pe baza reacțiilor de culoare au fost dezvoltate unele metode de determinare cantitativă a proteinelor și aminoacizilor.

Considerați universal reacții biuret și ninhidrine, deoarece toate proteinele le dau. Reacția xantoproteică, reacția Fohl iar altele sunt specifice, deoarece se datorează grupărilor radicale ale anumitor aminoacizi din molecula proteică.

Reacțiile de culoare vă permit să stabiliți prezența unei proteine ​​în materialul studiat și prezența anumitor aminoacizi în moleculele sale.

Reacția biuretului. Reacția se datorează prezenței în proteine, peptide, polipeptide legături peptidice, care sub formă de mediu alcalin cu ioni de cupru (II). compuși complecși colorați în culoare violet (cu o nuanță roșie sau albastră).. Culoarea se datorează prezenței a cel puțin două grupe în moleculă -CO-NH- conectate direct între ele sau cu participarea unui atom de carbon sau de azot.

Ionii de cupru (II) sunt legați prin două legături ionice cu grupări =C─O ˉ și patru legături de coordonare cu atomi de azot (=N−).

Intensitatea culorii depinde de cantitatea de proteine ​​din soluție. Acest lucru face posibilă utilizarea acestei reacții pentru determinarea cantitativă a proteinei. Culoarea soluțiilor colorate depinde de lungimea lanțului polipeptidic. Proteinele dau o culoare albastru-violet; produsele hidrolizei lor (poli- și oligopeptide) sunt de culoare roșie sau roz. Reacția biuretului este dată nu numai de proteine, peptide și polipeptide, ci și de biuret (NH 2 -CO-NH-CO-NH 2), oxamidă (NH 2 -CO-CO-NH 2), histidină.

Compusul complex de cupru (II) cu grupări peptidice formate într-un mediu alcalin are următoarea structură:

Reacția ninhidrinei. În această reacție, soluțiile de proteine, polipeptide, peptide și α-aminoacizi liberi, atunci când sunt încălzite cu ninhidrina, dau o culoare albastră, albastru-violet sau roz-violet. Culoarea în această reacție se dezvoltă datorită grupării α-amino.

-aminoacizii reacţionează foarte uşor cu ninhidrina. Alături de ei, albastru-violetul lui Rueman este format și din proteine, peptide, amine primare, amoniac și alți compuși. Aminele secundare, cum ar fi prolina și hidroxiprolina, dau o culoare galbenă.

Reacția ninhidrinei este utilizată pe scară largă pentru detectarea și cuantificarea aminoacizilor.

reacție xantoproteică. Această reacție indică prezența reziduurilor de aminoacizi aromatici în proteine ​​- tirozină, fenilalanină, triptofan. Se bazează pe nitrarea inelului benzenic al radicalilor acestor aminoacizi cu formarea de compuși nitro de culoare galbenă (greacă "Xanthos" - galben). Folosind tirozina ca exemplu, această reacție poate fi descrisă sub forma următoarelor ecuații.

Într-un mediu alcalin, nitroderivații ai aminoacizilor formează săruri de structură chinoidă, de culoare portocalie. Reacția xantoproteică este dată de benzen și omologii săi, fenol și alți compuși aromatici.

Reacții la aminoacizi care conțin o grupă tiol în stare redusă sau oxidată (cisteină, cistina).

Reacția lui Fohl. Când este fiert cu alcali, sulful se desprinde ușor de cisteină sub formă de hidrogen sulfurat, care într-un mediu alcalin formează sulfură de sodiu:

În acest sens, reacțiile pentru determinarea aminoacizilor care conțin tiol în soluție sunt împărțite în două etape:

Trecerea sulfului de la starea organică la starea anorganică

Detectarea sulfului în soluție

Pentru a detecta sulfura de sodiu, se folosește acetat de plumb, care, atunci când interacționează cu hidroxidul de sodiu, se transformă în plumbitul său:

Pb(CH 3 GÂNGURI) 2 + 2NaOH Pb(ONa) 2 + 2 canale 3 COOH

Ca urmare a interacțiunii ionilor de sulf și plumb, se formează sulfură de plumb neagră sau maro:

N / A 2 S + Pb(Pe o) 2 + 2 H 2 O PbS (precipitat negru) + 4NaOH

Pentru a determina aminoacizii care conțin sulf, se adaugă în soluția de testat un volum egal de hidroxid de sodiu și câteva picături de soluție de acetat de plumb. Cu fierbere intensivă timp de 3-5 minute, lichidul devine negru.

Prezența cistinei poate fi determinată folosind această reacție, deoarece cistina este ușor redusă la cisteină.

Reacția Millon:

Aceasta este o reacție la aminoacidul tirozină.

Hidroxilii fenolici liberi ai moleculelor de tirozină, atunci când interacționează cu sărurile, dau compuși ai sării de mercur a derivatului nitro al tirozinei, colorați roșu roz:

Reacția Pauli pentru histidină și tirozină . Reacția Pauli face posibilă detectarea aminoacizilor histidină și tirozină din proteină, care formează compuși complecși roșu-vișin cu acid diazobenzensulfonic. Acidul diazobenzensulfonic se formează în reacția de diazotizare atunci când acidul sulfanilic reacționează cu nitritul de sodiu într-un mediu acid:

La soluția de testat se adaugă un volum egal dintr-o soluție acidă de acid sulfanilic (preparată cu acid clorhidric) și un volum dublu de soluție de azotat de sodiu, se amestecă bine și se adaugă imediat sodă (carbonat de sodiu). După agitare, amestecul devine roșu vișiniu, cu condiția ca histidină sau tirozină să fie prezente în soluția de testat.

Reacția Adamkevich-Hopkins-Kohl (Schulz-Raspail) la triptofan (reacție la grupul indol). Triptofanul reacționează într-un mediu acid cu aldehidele, formând produse de condensare colorate. Reacția are loc datorită interacțiunii inelului indolic al triptofanului cu aldehida. Se știe că formaldehida se formează din acid glioxilic în prezența acidului sulfuric:

R
Soluțiile care conțin triptofan în prezența acizilor glioxilic și sulfuric dau o culoare roșu-violet.

Acidul glioxilic este întotdeauna prezent în cantități mici în acidul acetic glacial. Prin urmare, reacția poate fi efectuată folosind acid acetic. În același timp, la soluția de testat se adaugă un volum egal de acid acetic glacial (concentrat) și se încălzește ușor până când precipitatul se dizolvă.După răcire, se adaugă un volum de acid sulfuric concentrat egal cu volumul adăugat de acid glioxilic. amestecați cu grijă de-a lungul peretelui (pentru a evita amestecarea lichidelor). După 5-10 minute se observă formarea unui inel roșu-violet la interfața dintre cele două straturi. Dacă amestecați straturile, conținutul vasului va deveni uniform violet.

La

condensarea triptofanului cu formaldehida:

Produsul de condensare este oxidat la bis-2-triptofanilcarbinol, care în prezența acizilor minerali formează săruri albastru-violete:

7) Clasificarea proteinelor. Metode de studiere a compoziției aminoacizilor.

Nomenclatura strictă și clasificarea proteinelor încă nu există. Denumirile proteinelor sunt date aleatoriu, cel mai adesea ținând cont de sursa izolării proteinelor sau ținând cont de solubilitatea acesteia în anumiți solvenți, de forma moleculei etc.

Proteinele sunt clasificate în funcție de compoziție, formă de particule, solubilitate, compoziție de aminoacizi, origine etc.

1. Compoziţie Proteinele sunt împărțite în două grupe mari: proteine ​​simple și complexe.

Simple (proteinele) includ proteine ​​care dau numai aminoacizi la hidroliză (proteinoide, protamine, histone, prolamine, gluteline, globuline, albumine). Exemple de proteine ​​simple sunt fibroina de mătase, albumina serică de ou, pepsina etc.

Complexul (proteidele) include proteine ​​compuse dintr-o proteină simplă și un grup suplimentar (protetic) de natură non-proteică. Grupul de proteine ​​complexe este împărțit în mai multe subgrupe, în funcție de natura componentei non-proteice:

Metaloproteine ​​care conțin în compoziția lor metale (Fe, Cu, Mg etc.) asociate direct cu lanțul polipeptidic;

Fosfoproteine ​​- conțin reziduuri de acid fosforic, care sunt atașate de molecula proteică prin legături esterice la locul grupărilor hidroxil ale serinei, treoninei;

Glicoproteine ​​- grupele lor protetice sunt carbohidrați;

Cromoproteinele - constau dintr-o proteina simpla si un compus colorat non-proteic asociat cu aceasta, toate cromoproteinele sunt biologic foarte active; ca grupări protetice, acestea pot conține derivați de porfirine, izoaloxazină și caroten;

Lipoproteine ​​- lipide din grupul protetic - trigliceride (grăsimi) și fosfatide;

Nucleoproteinele sunt proteine ​​care constau dintr-o singură proteină și un acid nucleic legat de aceasta. Aceste proteine ​​joacă un rol colosal în viața organismului și vor fi discutate mai jos. Ele fac parte din orice celulă, unele nucleoproteine ​​există în natură sub formă de particule speciale cu activitate patogenă (virusuri).

2. Forma particulelor- proteinele sunt împărțite în fibrilare (sub formă de fir) și globulare (sferice) (vezi pagina 30).

3. După solubilitate și caracteristicile compoziției de aminoacizi se disting următoarele grupe de proteine ​​simple:

Proteinoide - proteine ​​ale tesuturilor de sustinere (oase, cartilaje, ligamente, tendoane, par, unghii, piele etc.). Acestea sunt în principal proteine ​​fibrilare cu o greutate moleculară mare (> 150.000 Da), insolubile în solvenți obișnuiți: apă, sare și amestecuri apă-alcool. Se dizolvă numai în solvenți specifici;

Protaminele (cele mai simple proteine) - proteine ​​care sunt solubile în apă și conțin 80-90% arginină și un set limitat (6-8) de alți aminoacizi, sunt prezente în laptele diverșilor pești. Datorită conținutului ridicat de arginină, au proprietăți de bază, greutatea lor moleculară este relativ mică și este aproximativ egală cu 4000-12000 Da. Sunt o componentă proteică în compoziția nucleoproteinelor;

Histonele sunt foarte solubile în apă și soluțiile diluate de acizi (0,1 N), se disting printr-un conținut ridicat de aminoacizi: arginină, lizină și histidină (cel puțin 30%) și, prin urmare, au proprietăți bazice. Aceste proteine ​​se găsesc în cantități semnificative în nucleele celulelor ca parte a nucleoproteinelor și joacă un rol important în reglarea metabolismului acidului nucleic. Greutatea moleculară a histonelor este mică și egală cu 11000-24000 Da;

Globulinele sunt proteine ​​care sunt insolubile în apă și soluții saline cu o concentrație de sare de peste 7%. Globulinele sunt complet precipitate la saturația de 50% a soluției cu sulfat de amoniu. Aceste proteine ​​se caracterizează printr-un conținut ridicat de glicină (3,5%), greutatea lor moleculară > 100.000 Da. Globulinele sunt proteine ​​slab acide sau neutre (p1=6-7,3);

Albuminele sunt proteine ​​foarte solubile în apă și soluții saline puternice, iar concentrația de sare (NH 4) 2 S0 4 nu trebuie să depășească 50% din saturație. La concentrații mai mari, albuminele sunt sărate. În comparație cu globulinele, aceste proteine ​​conțin de trei ori mai puțină glicină și au o greutate moleculară de 40.000-70.000 Da. Albuminele au o sarcină negativă în exces și proprietăți acide (pl=4,7) datorită conținutului ridicat de acid glutamic;

Prolaminele sunt un grup de proteine ​​vegetale care se găsesc în glutenul cerealelor. Sunt solubile numai în soluție apoasă de alcool etilic 60-80%. Prolaminele au o compoziție de aminoacizi caracteristică: conțin mult (20-50%) acid glutamic și prolină (10-15%), motiv pentru care și-au primit numele. Greutatea lor moleculară este de peste 100.000 Da;

Gluteline - proteinele vegetale sunt insolubile în apă, soluții sărate și etanol, dar solubile în soluții diluate (0,1 N) de alcalii și acizi. În ceea ce privește compoziția de aminoacizi și greutatea moleculară, acestea sunt similare cu prolaminele, dar conțin mai multă arginină și mai puțină prolină.

Metode de studiere a compoziției aminoacizilor

Proteinele sunt descompuse în aminoacizi de către enzimele din sucurile digestive. S-au făcut două concluzii importante: 1) proteinele conţin aminoacizi; 2) metodele de hidroliză pot fi utilizate pentru a studia compoziția chimică, în special a aminoacizilor, a proteinelor.

Pentru a studia compoziția de aminoacizi a proteinelor, se utilizează o combinație de hidroliză acidă (HCl), alcalină [Ba(OH) 2 ] și, mai rar, hidroliză enzimatică sau una dintre ele. S-a stabilit că în timpul hidrolizei unei proteine ​​pure care nu conține impurități se eliberează 20 de α-aminoacizi diferiți. Toți ceilalți aminoacizi descoperiți în țesuturile animalelor, plantelor și microorganismelor (mai mult de 300) există în natură în stare liberă sau sub formă de peptide scurte sau complexe cu alte substanțe organice.

Primul pas în determinarea structurii primare a proteinelor este evaluarea calitativă și cantitativă a compoziției de aminoacizi a unei anumite proteine ​​individuale. Trebuie reținut că pentru studiu trebuie să aveți o anumită cantitate de proteină pură, fără impurități ale altor proteine ​​sau peptide.

Hidroliza acidă a proteinelor

Pentru a determina compoziția aminoacizilor, este necesar să se distrugă toate legăturile peptidice din proteină. Proteina analizată este hidrolizată în 6 mol/l HC1 la o temperatură de aproximativ 110 ° C timp de 24 de ore.Ca urmare a acestui tratament, legăturile peptidice din proteină sunt distruse, iar în hidrolizat sunt prezenți doar aminoacizii liberi. În plus, glutamina și asparagina sunt hidrolizate în acizi glutamic și aspartic (adică, legătura amidă din radical este ruptă și gruparea amino este scindată din ele).

Separarea aminoacizilor folosind cromatografia cu schimb ionic

Amestecul de aminoacizi obținut prin hidroliza acidă a proteinelor este separat într-o coloană cu o rășină schimbătoare de cationi. O astfel de rășină sintetică conține grupări încărcate negativ (de exemplu, reziduuri de acid sulfonic -SO 3 -) puternic asociate cu ea, de care sunt atașați ioni Na + (Fig. 1-4).

Un amestec de aminoacizi este introdus în schimbătorul de cationi într-un mediu acid (pH 3,0), unde aminoacizii sunt în principal cationi, de exemplu. poartă o sarcină pozitivă. Aminoacizii încărcați pozitiv se atașează de particulele de rășină încărcate negativ. Cu cât sarcina totală a aminoacidului este mai mare, cu atât este mai puternică legătura sa cu rășina. Astfel, aminoacizii lizină, arginina și histidina se leagă cel mai puternic de schimbătorul de cationi, în timp ce acizii aspartic și glutamic se leagă cel mai slab.

Eliberarea aminoacizilor din coloană se realizează prin eluarea (eluarea) acestora cu o soluție tampon cu putere ionică crescândă (adică, cu creșterea concentrației de NaCl) și pH. Odată cu creșterea pH-ului, aminoacizii pierd un proton, ca urmare, sarcina lor pozitivă scade și, prin urmare, puterea legăturii cu particulele de rășină încărcate negativ.

Fiecare aminoacid iese din coloană la un anumit pH și putere ionică. Prin colectarea soluției (eluat) de la capătul inferior al coloanei sub formă de porțiuni mici, se pot obține fracții care conțin aminoacizi individuali.

(pentru mai multe detalii despre „hidroliză” vezi întrebarea #10)

8) Legături chimice în structura proteinelor.

9) Conceptul de ierarhie și organizare structurală a proteinelor. (vezi întrebarea #12)

10) Hidroliza proteinelor. Chimia reacțiilor (pasare, catalizatori, reactivi, condiții de reacție) - o descriere completă a hidrolizei.

11) Transformări chimice ale proteinelor.

Denaturare și renaturare

Atunci când soluțiile de proteine ​​sunt încălzite la 60-80% sau sub acțiunea unor reactivi care distrug legăturile necovalente din proteine, structura terțiară (cuaternară) și secundară a moleculei proteice este distrusă, aceasta ia forma unei bobine aleatoare pentru a într-o măsură mai mare sau mai mică. Acest proces se numește denaturare. Ca reactivi de denaturare pot fi folosiți acizi, alcalii, alcooli, fenoli, uree, clorură de guanidină etc.. Esența acțiunii lor este aceea că formează legături de hidrogen cu grupările = NH și = CO - ale scheletului peptidic și cu grupările acide ale radicali de aminoacizi, înlocuindu-și propriile legături de hidrogen intramoleculare în proteină, în urma cărora structurile secundare și terțiare se modifică. În timpul denaturarii, solubilitatea proteinei scade, se „coagulează” (de exemplu, la fierberea unui ou de găină), iar activitatea biologică a proteinei se pierde. Pe baza acestui fapt, de exemplu, utilizarea unei soluții apoase de acid carbolic (fenol) ca antiseptic. În anumite condiții, cu răcirea lentă a unei soluții de proteină denaturată, are loc renaturarea - refacerea conformației originale (native). Acest lucru confirmă faptul că natura plierii lanțului peptidic este determinată de structura primară.

Procesul de denaturare a unei molecule proteice individuale, care duce la dezintegrarea structurii sale tridimensionale „rigide”, este uneori numit topirea moleculei. Aproape orice schimbare vizibilă a condițiilor externe, cum ar fi încălzirea sau o schimbare semnificativă a pH-ului, duce la o încălcare consecventă a structurilor cuaternare, terțiare și secundare ale proteinei. De obicei, denaturarea este cauzată de creșterea temperaturii, de acțiunea acizilor și alcalinelor puternice, a sărurilor metalelor grele, a anumitor solvenți (alcool), a radiațiilor etc.

Denaturarea duce adesea la procesul de agregare a particulelor de proteine ​​în altele mai mari într-o soluție coloidală de molecule de proteine. Din punct de vedere vizual, aceasta arată, de exemplu, ca formarea unei „proteine” la prăjirea ouălor.

Renaturarea este procesul invers de denaturare, în care proteinele revin la structura lor naturală. Trebuie remarcat faptul că nu toate proteinele sunt capabile să se renatureze; în majoritatea proteinelor, denaturarea este ireversibilă. Dacă, în timpul denaturarii proteinelor, modificările fizico-chimice sunt asociate cu tranziția lanțului polipeptidic de la o stare dens (ordonată) la o stare dezordonată, atunci în timpul renaturarii se manifestă capacitatea proteinelor de a se autoorganiza, a cărei cale este predeterminat de secvența de aminoacizi din lanțul polipeptidic, adică structura sa primară determinată de informații ereditare. În celulele vii, această informație este probabil decisivă pentru transformarea unui lanț polipeptidic dezordonat în timpul sau după biosinteza acestuia pe ribozom în structura unei molecule de proteină nativă. Când moleculele de ADN dublu catenar sunt încălzite la o temperatură de aproximativ 100 ° C, legăturile de hidrogen dintre baze sunt rupte, iar catenele complementare diverg - ADN-ul se denaturează. Cu toate acestea, la răcirea lentă, firele complementare se pot reconecta într-un dublu helix obișnuit. Această capacitate a ADN-ului de a renatura este folosită pentru a produce molecule hibride de ADN artificial.

Corpurile proteice naturale sunt înzestrate cu o anumită configurație spațială, strict definită și au o serie de proprietăți fizico-chimice și biologice caracteristice la temperaturi fiziologice și valori ale pH-ului. Sub influența diverșilor factori fizici și chimici, proteinele suferă coagulare și precipită, pierzându-și proprietățile native. Astfel, denaturarea trebuie înțeleasă ca o încălcare a planului general al structurii unice a moleculei proteice native, în principal structura sa terțiară, ceea ce duce la pierderea proprietăților sale caracteristice (solubilitate, mobilitate electroforetică, activitate biologică etc.). Majoritatea proteinelor se denaturază atunci când soluțiile lor sunt încălzite peste 50-60°C.

Manifestările externe ale denaturarii se reduc la o pierdere a solubilității, în special la punctul izoelectric, o creștere a vâscozității soluțiilor de proteine, o creștere a numărului de grupe SH funcționale libere și o schimbare a naturii împrăștierii razelor X. . Cel mai caracteristic semn de denaturare este o scădere bruscă sau pierdere completă de către proteină a activității sale biologice (catalitică, antigenică sau hormonală). În timpul denaturarii proteinelor cauzate de ureea 8M sau de un alt agent, cele mai multe legături necovalente (în special, interacțiunile hidrofobe și legăturile de hidrogen) sunt distruse. Legăturile disulfurice sunt rupte în prezența agentului reducător mercaptoetanol, în timp ce legăturile peptidice ale vertebratei lanțului polipeptidic în sine nu sunt afectate. În aceste condiții, globulele de molecule de proteine ​​native se desfășoară și se formează structuri aleatoare și dezordonate (Fig.)

Denaturarea unei molecule de proteine ​​(schemă).

a - starea initiala; b - începerea încălcării reversibile a structurii moleculare; c - desfăşurarea ireversibilă a lanţului polipeptidic.

Denaturarea și renaturarea ribonucleazei (după Anfinsen).

a - desfășurare (uree + mercaptoetanol); b - repliere.

1. Hidroliza proteinelor: H+

[− NH2─CH─ CO─NH─CH─CO − ]n +2nH2O → n NH2 − CH − COOH + n NH2 ─ CH ─ COOH

│ │ ‌‌│ │

Aminoacid 1 aminoacid 2

2. Precipitarea proteinelor:

a) reversibile

Proteine ​​în soluție ↔ precipitat proteic. Apare sub acțiunea soluțiilor de săruri Na+, K+

b) ireversibilă (denaturare)

În timpul denaturarii sub acţiune factori externi(temperatura; acțiune mecanică - presiune, frecare, scuturare, ultrasunete; acțiunea agenților chimici - acizi, alcali etc.) are loc o modificare a structurilor secundare, terțiare și cuaternare ale macromoleculei proteice, adică structura sa spațială nativă. Structura primară și, prin urmare compoziție chimică proteinele nu se modifică.

În timpul denaturarii, proprietățile fizice ale proteinelor se modifică: solubilitatea scade, activitatea biologică se pierde. În același timp, activitatea unor grupe chimice crește, efectul enzimelor proteolitice asupra proteinelor este facilitat și, în consecință, este mai ușor hidrolizat.

De exemplu, albumina - albușul de ou - la o temperatură de 60-70 ° este precipitată dintr-o soluție (coagulează), pierzând capacitatea de a se dizolva în apă.

Schema procesului de denaturare a proteinelor (distrugerea structurilor terțiare și secundare ale moleculelor de proteine)

3. Arderea proteinelor

Proteinele ard cu formarea de azot, dioxid de carbon, apă și alte substanțe. Arderea este însoțită de mirosul caracteristic de pene arse.

4. Reacții de culoare (calitative) la proteine:

a) reacție xantoproteică (pentru resturile de aminoacizi care conțin inele benzenice):

Proteină + HNO3 (conc.) → culoare galbenă

b) reacția biuretului (pentru legăturile peptidice):

Proteine ​​+ CuSO4 (sat) + NaOH (conc) → culoare violet strălucitor

c) reacția cisteinei (pentru reziduurile de aminoacizi care conțin sulf):

Proteină + NaOH + Pb(CH3COO)2 → Colorare neagră

Proteinele sunt baza întregii vieți de pe Pământ și îndeplinesc diverse funcții în organism.

Sărarea proteinelor

Salirea este procesul de izolare a proteinelor din soluții apoase cu soluții neutre de săruri concentrate ale metalelor alcaline și alcalino-pământoase. Când se adaugă concentrații mari de săruri la soluția de proteine, au loc deshidratarea particulelor de proteine ​​și îndepărtarea încărcăturii, în timp ce proteinele precipită. Gradul de precipitare a proteinei depinde de puterea ionică a soluției de precipitare, de dimensiunea particulelor moleculei de proteină, de mărimea încărcăturii sale și de hidrofilitate. Diferite proteine ​​precipită la diferite concentrații de sare. Prin urmare, în sedimentele obținute prin creșterea treptată a concentrației de săruri, proteinele individuale se află în diferite fracțiuni. Sărarea proteinelor este un proces reversibil, iar după ce sarea este îndepărtată, proteina își recapătă proprietățile naturale. Prin urmare, sărarea este utilizată în practica clinică în separarea proteinelor din serul sanguin, precum și în izolarea și purificarea diferitelor proteine.

Anionii și cationii adăugați distrug învelișul proteic hidratat al proteinelor, care este unul dintre factorii de stabilitate ai soluțiilor de proteine. Cel mai adesea, se folosesc soluții de sulfați de Na și amoniu. Multe proteine ​​diferă în ceea ce privește dimensiunea învelișului de hidratare și mărimea încărcăturii. Fiecare proteină are propria sa zonă de sărare. După îndepărtarea agentului de sărare, proteina își păstrează activitatea biologică și proprietățile fizico-chimice. În practica clinică, metoda de sărare este utilizată pentru separarea globulinelor (cu adăugarea a 50% sulfat de amoniu (NH4)2SO4 se formează precipitat) și albumine (cu adăugarea a 100% sulfat de amoniu (NH4)2SO4 se formează precipitat).

Sărarea este influențată de:

1) natura și concentrația sării;

2) medii cu pH;

3) temperatura.

Rolul principal este jucat de valențele ionilor.

12) Caracteristici ale organizării structurii primare, secundare, terțiare a proteinei.

În prezent, s-a dovedit experimental existența a patru niveluri de organizare structurală a unei molecule proteice: structura primară, secundară, terțiară și cuaternară.

Proteinele din sânge reglează procesele metabolice din organism, inclusiv cele care apar în interiorul celulelor. Ele îndeplinesc și o funcție de transport, deoarece sunt transferate în celule nutrienți, oxigen, hormoni. În plus, proteinele din sânge leagă toxinele, excesul de hormoni, ajută la protejarea organismului de agenții patogeni și îndeplinește alte funcții foarte importante.

Proteinele sunt numite substanțe organice cu molecul mare care circulă în plasmă, partea lichidă a sângelui, care este 90% apă, 6-8% proteine, restul sunt compuși organici neproteici și săruri anorganice. Majoritatea proteinelor intră în organism cu alimente, după care sunt descompuse în aminoacizi. Unele dintre ele merg la crearea de proteine, restul sunt transformate în glucoză sau suferă alte modificări.

Majoritatea proteinelor sunt alcătuite din douăzeci de aminoacizi standard și grupuri non-aminoacizi în diferite combinații, ceea ce le permite să îndeplinească un număr mare de sarcini. Din acest motiv, sunt de obicei împărțiți în două grupuri. Proteinele simple din serul sanguin constau numai din lanțuri polipeptidice, în timp ce proteinele complexe conțin și componente non-proteice și, prin urmare, sunt împărțite în numeroase tipuri. Nu se poate determina exact câți dintre ei se află în sânge, deoarece oamenii de știință descoperă în mod constant noi compuși. Cele mai cunoscute dintre ele sunt glicoproteinele și lipoproteinele.

Glicoproteinele sunt proteine ​​combinate cu reziduuri de carbohidrati ale monozaharidelor (glucoza, fructoza etc.) si sunt componente importante ale membranelor celulare. Acestea includ mulți hormoni proteici, proteine ​​​​receptoare, anticorpi și interferoni, care fac celulele imune la virus. Unele glicoproteine ​​de pe membranele celulelor roșii din sânge determină tipul de sânge al unei persoane.

Lipoproteinele conțin lipide. Printre acestea se numără atât specii solubile în apă (lipoproteinele plasmatice sanguine), cât și cele insolubile (situate pe membranele celulare, fibrele nervoase). Cu cât sunt mai multe lipide solubile în compoziție, cu atât densitatea lipoproteinelor este mai mică și se dizolvă mai rău. Una dintre funcțiile binecunoscute ale lipoproteinelor este transportul colesterolului insolubil în apă în tot organismul.

Funcțiile proteinelor

Proteinele îndeplinesc un număr mare de funcții în corpul uman, așa că dacă analiza a arătat conținutul lor scăzut sau ridicat, acest lucru indică încălcări. Proteinele contribuie la procesele metabolice, la contracția mușchilor, reduc activitatea altor proteine, transmit semnale și nutrienți de la celulă la celulă, iau produse de degradare și le transportă către organe, care le îndepărtează din organism.

Proteine ​​enzimatice care accelerează anumite reacții (există peste 5 mii de specii în organism). Proteinele structurale afectează sau schimbă forma celulelor. De exemplu, acestea includ cheratina, care formează părul și unghiile, precum și colagenul și elastina, principalele componente ale substanței intercelulare a țesutului conjunctiv.

Unele proteine ​​protejează o persoană: după ce detectează prezența toxinelor în țesuturi, le leagă și le duc la ficat, care descompune otrăvurile, ceea ce le permite să fie îndepărtate rapid din organism.

Trombinele și fibrinogenii sunt implicați în coagularea sângelui. Funcțiile de protecție sunt îndeplinite de proteinele sistemului complement, precum și de imunoglobuline (anticorpi), care, după identificarea agenților patogeni sau a celulelor străine, le distrug. Prin urmare, conținutul lor scăzut sau ridicat în sânge indică încălcări grave.

Proteinele transportoare ajută la transportul moleculelor prin membrana impermeabilă a celulei. Pentru a face acest lucru, unele proteine ​​au pori umpluți cu lichid prin care moleculele de apă trec prin membrană. Proteinele purtătoare leagă componentele necesare și le transportă în celulă folosind energia enzimei ATP.

Cum să înțelegeți datele de analiză

Un test de sânge pentru proteine ​​vă permite să determinați prezența tulburărilor patologice în organism. Dar vor fi necesare alte teste de diagnostic pentru a determina cauza. Pentru a determina cantitatea de proteine, centrele de diagnostic clinic folosesc diferite metode de analiză biochimică. Printre metodele de determinare se numără metoda de sărare, precum și electroforeza pe hârtie.

Metoda de sărare face posibilă separarea proteinelor în trei fracții:

• Globulinele caracterizează starea de imunitate: din ele se produc anticorpi, imunoglobuline, factor de necroză tumorală și alte proteine ​​protectoare.

• Fibrinogen - această fracțiune este responsabilă de mecanismul de coagulare a sângelui uman.

• Albumină - furnizează țesuturi în material de construcții pentru a menține structura și a produce celule noi. Este prezent în ser în cea mai mare cantitate.

Electroforeza pe hârtie vă permite să faceți o separare în șase fracții, evidențiind suplimentar globulinele. În acest caz, fibrinogenul rămâne pe hârtie.

În corpul femeilor, concentrația de proteine ​​totale este cu zece la sută mai mică decât cea a semenilor de sex masculin. Motivul pentru aceasta este că proteinele sunt consumate mult mai repede, deoarece hormonii sexuali sunt sintetizați din acestea. La o femeie însărcinată, indicatorii sunt și mai mici și este considerat normal dacă cantitatea de proteine ​​este cu treizeci la sută sub valorile admise. De asemenea, nivelul de proteine ​​este mai scăzut în organismul copiilor, ceea ce se explică prin creșterea și dezvoltarea rapidă.

În funcție de reactivi, valorile obținute ale analizei biochimice în diferite centre de diagnostic clinic pot diferi, prin urmare, în primul rând, trebuie să vă concentrați pe cuvintele medicului. În funcție de tipul de fracție proteică, următoarele valori sunt considerate normale la adulți:

• Proteine ​​totale: 64 până la 84 g/l.
• Albumine: 35 până la 55 g/l.
• Fibrinogen: 2 până la 4 g/l.

Deoarece fracția de globuline include mai multe tipuri, cantitatea acestora este determinată, dacă este necesar, folosind electroforeza pe hârtie. Dacă interpretarea analizei biochimice folosind electroforeza pe hârtie sau altă metodă de separare a arătat niveluri crescute de proteine ​​în sânge, acest lucru poate indica tulburări precum deshidratarea, producția crescută de anticorpi din cauza vaccinării sau a unei boli recente. Motivul valorilor mari poate fi o tumoare malignă a celulelor plasmatice, precum și o încălcare a coagulării sângelui din cauza un numar mare trombocite, care pot fi cauzate de otrăvire și alte situații critice.

Cauza scăderii proteice poate fi malnutriția sau malnutriția cauzată de deficitul de proteine. De asemenea, printre motive, medicii numesc probleme cu ficatul, patologia rinichilor. O valoare sub normă poate indica o formă cronică de anemie, pierderi masive de sânge, boli ale stomacului, intestinelor, pancreasului, glandei tiroide. De asemenea, decodificarea prin electroforeză poate arăta conținutul unei cantități reduse de proteine ​​în SIDA, oncologie.

Astfel, o abatere a proteinei de la normă semnalează întotdeauna o încălcare în organism. Pentru a determina cauza și a pune un diagnostic, în plus față de un test de sânge pentru proteine ​​prin sărare și electroforeză, trebuie să faceți examinări suplimentare la centrul de diagnostic clinic.

Aportul zilnic necesar de proteine ​​duce la nutriția țesutului muscular și la nivelul corect de aminoacizi în. Simptomele unui exces de proteine ​​în organism indică otrăvirea țesuturilor cu produsele sale de degradare, care dă pacientului disconfort intern și extern.

Proteine ​​în organism - ce este?

Aminoacizii, interconectați într-un mod special, formează în organism compuși organici cu molecul mare - proteine. Într-o formă nemodificată, proteina care intră în organism nu este absorbită, deci este împărțită în aminoacizi.

În organism, proteinele necesare sunt formate din aminoacizi, care îndeplinesc o serie de funcții:

• Compușii fac parte integrantă din organitele și citoplasmele celulelor corpului. De exemplu, proteina țesutului conjunctiv este implicată în creșterea părului, a plăcilor de unghii și a tendoanelor.

Proteinele din organism joacă un rol important în funcționarea normală a tuturor organelor. Prin urmare, este foarte important să se controleze doza de proteine. Un exces de proteine ​​duce foarte des la boli grave, prin urmare, la primul semn de abatere, este necesar să se consulte cu specialiști.