Proteinler insan vücudundaki en önemli ve hayati maddelerden biridir.

Neredeyse her yıl biriken melankoli ve yorgunluk nedeniyle vitamin ve mineral eksikliğini ne sıklıkta hissediyoruz ve isteyerek, alışkanlıktan dolayı bunu “vitamin eksikliğine” bağlıyoruz. Ancak birçok sağlık sorununun kaliteli protein eksikliği ile ilişkili olabileceğini anlamak önemlidir. Ve bu, ne yazık ki, çok nadiren endişeleniyoruz.

Vücudumuzun yeterli proteine ​​sahip olup olmadığını ve rezervlerini yenileme zamanının geldiğini nasıl belirleyebiliriz? Vücuttaki protein eksikliği aşağıdaki belirtilerle görülebilir:

Tatlılar için istek

Bu, tatlılara atladığınızda ve açlık hissi sizi terk etmediğinde protein eksikliğinin ana belirtilerinden biridir. Öyle oluyor ki, proteinli gıdaların kısıtlanmasıyla, et ve yumurtaya yaslanmak için acelemiz yok - proteinlerin ana görevi kan şekeri seviyelerini korumaktır. Ve durumu hızla düzeltmeye yardımcı olan tatlılar.

Zayıf konsantrasyon

Konsantrasyon sadece dengeli bir kan şekeri seviyesi ile mükemmel olacaktır. Ve bu seviye sürekli dalgalanmalara maruz kaldığında, işe veya çalışmaya konsantre olmanın imkansız olduğu sisli bir bilinç hissi olabilir. Bu nedenle, unutmayın: beyin sürekli proteinlerle beslenmelidir.

Saç kaybı
Proteinlerin saç kökleri de dahil olmak üzere tüm hücreler için vazgeçilmez bir yapı malzemesi olduğunu bilmek önemlidir. Bu foliküller güçlü olduğunda, saç kafada tutulur, ancak kronik bir protein eksikliği ile aktif olarak dökülmeye başlarlar.

zayıflık

Proteinlerin kasların ana yapı malzemesi olduğu iyi bilinmektedir. Bu nedenle vücutta protein eksikliği olduğunda kaslar küçülmeye başlar. Zamanla, bu durum kronik zayıflığa ve güç kaybına neden olabilir.

Ağrı
Tüm insan bağışıklık sistemi doğrudan sistematik protein akışına bağlıdır. Bu nedenle oldukça sık soğuk algınlığı ve bulaşıcı hastalıklar- protein eksikliğinin açık bir göstergesi.

Protein ne içerir

Hayvansal ve bitkisel proteinler

Bitkisel gıdaların çoğu, süt veya tavuktan daha az protein içermez. Ancak insan vücudu, her zamanki gibi protein kısmen emilecek, diğer her şey idrarla atılacak şekilde düzenlenmiştir. Hem bitki hem de hayvan kaynaklı protein tüketmelisiniz - ancak bu idealdir. Herhangi bir türde vejeteryan diyeti yapıyorsanız, hayvansal protein eksikliğini telafi etmek için diyetinizi dengelemeniz yeterlidir.

hayvansal protein

Hangi gıdalar hayvansal protein içerir?

• kefir;
• sert peynirler;
• deniz ürünleri ve balık;
• süzme peynir;
• Süt;
• yumurta akı;
• diyet eti - tavşan ve hindi;
• kırmızı et;
• Tavuk.

Bu ürünlerin tümü hem protein hem de yağ içerir, ancak en az miktarda değildir. Unutulmamalıdır ki, protein içeren ürünlerden yağ içeriği %3'ten fazla olmayan süt ürünleri, derisiz tavuk ve yağsız et tercih edilmesi önerilir. Peynirlere gelince, yağ içeriğine% 40'a kadar izin verilir.

Bitkisel protein

Vejetaryenlik şu sıralar moda olduğu için size hangi bitkilerin çok miktarda protein içerdiğini söyleyeceğiz.

Yani deli:

• Brezilya cevizi;
• Macadamia fındığı;
• fındık;
• Çam fıstığı;
• ceviz;
• badem yağı ve badem.

Bitki proteini sindirilebilir tahıllardan, bununla birlikte, en azından proteinin büyük miktarlarda bulunduğu tahılların hayvansal proteini ile birleştirmek için bilmeniz gerekir:

• fıstık;
• Kinoa;
• yulaf;
• inci arpa;
• bezelye;
• mercimek;
• karabuğday.

En uygun kombinasyon, aynı tabakta aynı anda bitkisel ve hayvansal proteindir. Ve bu nedenle, süt ürünleri, balık ve et ile bitkisel proteini, örneğin sebzelerle birleştirmenizi tavsiye ediyoruz.

Güzellik doğrudan sağlığa bağlıdır ve belirli maddelerin vücudumuz üzerindeki etkisi hakkında çok fazla bilgiye sahiptir. dış görünüşçocukluktan beri emiyoruz. Bu nedenle, örneğin tırnaklar için sadece kalsiyum değil, aynı zamanda protein de önemlidir. Bu nedenle manikürünüzün son derece takdire şayan olmasını istiyorsanız, diyetinizde protein eksikliği olup olmadığını düşünmelisiniz. Ayrıca, saçınızın durumu tabağınızda ne kadar protein olduğuna bağlı olacaktır, bu yüzden belki de konuyu ciddiye almalısınız.

Pasta nerede?

pasta yiyoruz...

Domuzlar, bir pastaya daha ihtiyacımız var!

Başkalarını da yiyoruz...

Domuzlar, kekler kaldı mı?

Siz de yiyin...

Lolipoplar var!

onları yiyeceğim!

Paylaşmak mı gerekiyor?!

Ve benimle kruvasan mı paylaşıyorsun?!

Shrek 4 (Sonsuza Kadar Shrek)

Vücutta protein eksikliği

Proteinler insan vücudundaki en önemli maddelerden biridir. Neredeyse her baharda vitamin ve mineral eksikliğini, mavileri ve yorgunluğu “avitaminoza” bağlayarak hatırlarsak, o zaman birçok sağlık sorununun yüksek kaliteli protein eksikliği ile ilişkili olabileceği gerçeği hakkında çok az düşünürüz.

Birçoğu proteinin ağır bir ürün olduğunu ve sınırlı bir şekilde yenmesi gerektiğini söylüyor. Ve bazıları hiç yemiyor - ve görünüşe göre kötü bir şey olmuyor. Ancak vücuttaki protein, başka hiçbir elementin üstlenemeyeceği hayati işlevleri yerine getirir. Proteinin insan vücudundaki amacı nedir?

Proteinlere neden ihtiyaç duyulur?

Protein vücudun inşasının temelidir. Proteinler kasları, dokuları, iç organlar, kan hücreleri, bağışıklık organları, saç, tırnak ve deri hücreleri ve proteinleri.

Bağırsaklardaki vücuttaki diyet proteinleri, amino asitlerin "tuğlalarına" demonte edilir. Amino asitler, vücudun kendi proteinlerini oluşturmak ve sentezlemek için karaciğere gönderilir, ancak vücutta vücudun kendi üretebileceği bazı amino asitler vardır ve bazılarının sadece dışarıdan gelmesi gerekir. Bunlar esansiyel asitlerdir, ancak onları yalnızca hayvan proteinleri içerir; bitki proteinlerinde amino asit seti daha zayıftır, bu nedenle tam olarak kabul edilmezler.

Proteinin bir diğer önemli işlevi de enzimatik ve metabolik işlevidir. Çoğu enzim ve hormon, saf protein veya proteinin diğer maddelerle (metal iyonları, yağlar, vitaminler) bir kombinasyonudur. Protein eksikliği ile bazı metabolizma türleri zarar görebilir, bu özellikle kısıtlayıcı düşük proteinli diyetlerde fark edilir.

Ek olarak, proteinler bir taşıma işlevi görürler, yani önemli maddeleri hücrelerin içine ve dışına - iyonlar, besinler ve diğer maddeler - taşırlar. Antikorlar ve koruyucu mukozal proteinler protein molekülleri olduklarından, proteinler vücudumuzu enfeksiyonlardan korur.

Proteinler gençliğimizi ve güzelliğimizi destekler - bunun nedeni dehidrasyonu, cildimizin yaşlanmasını ve kırışıklık oluşumunu engelleyen kolajen ve elastin moleküllerinin zamanında yenilenmesidir.

Protein eksikliğiniz olup olmadığı nasıl belirlenir?

1. Aynada kendinize bakın. Sarkık kaslarınız, sarkık cildiniz, yüzünüzde kırışıklıklar varsa ve henüz otuz yaşında değilseniz, kesinlikle protein metabolizması ile ilgili sorunlarınız var demektir. Aktif olarak antrenman yapıyorsanız, neredeyse hiç protein tüketmezken, oruç veya düşük proteinli diyetler yapıyorsanız, protein metabolizması ile ilgili sorunlarınız da vardır. Kilonuz normalin %25'inden fazlaysa, hatta obezseniz daha da fazlaysa diyetinizi gözden geçirmelisiniz. Protein eksikliği ile metabolizma yavaşlar, bu da enzimlerin ve hormonların aktivitesini azaltır ve bu sonuçta bir kayba yol açar. kas kütlesi ve bunun yerine bir dizi yağ.

2. Cildinizi, tırnaklarınızı ve saçınızı düşünün, durumları nedir? Neredeyse tamamen protein kaynaklıdırlar ve eksik olduğunda ciddi şekilde acı çekerler. Vücut, kronik protein eksikliği, cildin gevşekliği ve solgunluğu koşullarında yaşıyorsa, kusurları, kırılgan saçlar, pul pul dökülen ve zayıf büyüyen tırnaklar ortaya çıkar.

3. Bağışıklık sorunları - sık soğuk algınlığı, alerji, dermatit ve püstüler döküntüler. Temel olarak, aynı zamanda protein eksikliği ile de ilişkilidirler, bağışıklık hücreleri ve antikorların inşa edecek hiçbir şeyleri yoktur.

4. Sindirim bozuklukları, kabızlık, genel halsizlik, yorgunluk, strese karşı düşük direnç olabilir.

Protein depoları nasıl doldurulur

Protein açlığı ve vücuttaki protein eksikliği ile ilişkili bozukluklarla ilgili sorunlardan kaçınmak için, öncelikle beslenme ve yaşam tarzı ile ilgili bir dizi önleyici tedbirin alınması gerekir.

1. Diyetinizi eleştirel bir şekilde gözden geçirin

Çok fazla et yediğinizi düşünebilirsiniz, ancak aslında bu ürünler çok az kaliteli gıda proteini içerir (veya hiç içermez). Nispeten et ve et ürünleri olarak sınıflandırılan soframızın geleneksel ürünleri şunlardır:

Haşlanmış veya tütsülenmiş sosisler, sosisler ve sosisler, hatta GOST'a göre yapılmıştır. İçlerindeki protein, vücudun tam olarak sağlanması için kritik derecede küçüktür.

"Et", mağaza pirzola, köfte ile yarı mamul ürünler. Etin rolü, soya proteinleri ve tatlandırıcılar tarafından oynanır.

Füme jambonlar, incikler, rulolar vb. Oradaki et, termal veya marine işlemlerinden geçer, kalitesi de düşer. Ayrıca nerede, nasıl ve hangi etten hazırlandığı, temel sağlık standartlarına uyulup uyulmadığı da bilinmiyor.

Bu yiyecekleri zaman zaman çeşit olarak yiyebilirsiniz ama çok sık kullanmamalısınız - özellikle protein kaynağı olarak!

2. Yağsız et ve yağsız balık seçin

Yağlar, proteinin tam emilimini engeller. En şişmanları somon, yayın balığı, kaz ve ördek, morina karaciğeri, domuz eti ve dana etidir. En iyi protein kaynakları derisiz tavuk, sığır eti, tavşan, hindi ve yumurtadır, ancak diyetinize baklagiller, fındık ve karabuğday şeklindeki bitki bazlı proteinlerin de eklenmesi gerekir.

Aynı zamanda et pişirmenin en kullanışlı yolları folyoda pişirme, ızgara, mangal, buğulama, haşlamadır. Et kavurma en zararlı pişirme yöntemidir.

3. Proteini Ayrı Olarak Yiyin

Proteinli yiyecekler, zayıf sindirildikleri için patateslerden, tahıllardan ve ekmeksiz olarak yenilmelidir. Eti sebzelerle birleştirmek daha iyidir - taze veya haşlanmış, proteini emmeye yardımcı olurlar. Geceleri sindirim zor olduğu için proteinli yiyecekleri akşam 6'dan önce yiyin.

Aynı zamanda, aşırı protein, bağırsaklarda çürüme süreçlerine ve metabolik ürünlerle zehirlenmeye, kabızlığa ve midede ağırlık hissine yol açtığından, vücudu protein ile aşırı yüklememelisiniz.

1. Proteinler: peptit bağı, tespiti.

Proteinler, biyolojik nesnelerde bir polikondenzasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak a-amino asitler tarafından oluşturulan lineer poliamidlerin makromolekülleridir.

sincaplar oluşan makromoleküler bileşiklerdir amino asitler. Protein yapımında 20 amino asit görev alır. Büyük moleküler ağırlıklı bir protein molekülünün omurgasını oluşturan uzun zincirlere bağlanırlar.

Proteinlerin vücuttaki görevleri

Proteinlerin kendine özgü kimyasal ve fiziksel özelliklerinin kombinasyonu, bu özel organik bileşik sınıfını yaşam fenomeninde merkezi bir rol ile sağlar.

Proteinler aşağıdaki biyolojik özelliklere sahiptir veya canlı organizmalarda aşağıdaki ana işlevleri yerine getirir:

1. Proteinlerin katalitik işlevi. Tüm biyolojik katalizörler - enzimler proteinlerdir. Bugüne kadar, çoğu kristal formda izole edilmiş binlerce enzim karakterize edilmiştir. Hemen hemen tüm enzimler, reaksiyon oranlarını en az bir milyon kat artıran güçlü katalizörlerdir. Proteinlerin bu işlevi benzersizdir, diğer polimerik moleküllerin özelliği değildir.

2. Besinsel (proteinlerin yedek işlevi). Bunlar, her şeyden önce, gelişmekte olan embriyonun beslenmesi için amaçlanan proteinlerdir: süt kazeini, yumurta ovalbümini, bitki tohumlarının depo proteinleri. Bir dizi başka protein şüphesiz vücutta bir amino asit kaynağı olarak kullanılır ve bunlar da metabolik süreci düzenleyen biyolojik olarak aktif maddelerin öncüleridir.

3. Proteinlerin taşıma işlevi. Birçok küçük molekül ve iyon, spesifik proteinler tarafından taşınır. Örneğin kanın solunum işlevi yani oksijenin taşınması, kırmızı kan hücrelerinde bulunan bir protein olan hemoglobin molekülleri tarafından gerçekleştirilir. Serum albüminleri lipid taşınmasında rol oynar. Bir dizi başka peynir altı suyu proteini, yağlar, bakır, demir, tiroksin, A vitamini ve diğer bileşiklerle kompleksler oluşturarak uygun organlara iletilmesini sağlar.

4. Proteinlerin koruyucu işlevi. Korumanın ana işlevi, bakteri, toksin veya virüslerin (antijenler) vücuda girmesine yanıt olarak spesifik koruyucu proteinlerin - antikorların - sentezini sağlayan immünolojik sistem tarafından gerçekleştirilir. Antikorlar antijenleri bağlar, onlarla etkileşime girer ve böylece biyolojik etkilerini nötralize eder ve vücudun normal durumunu korur. Bir kan plazma proteininin - fibrinojenin - pıhtılaşması ve yaralanmalar sırasında kan kaybına karşı koruyan bir kan pıhtısı oluşumu, proteinlerin koruyucu işlevinin başka bir örneğidir.

5. Proteinlerin kasılma işlevi. Birçok protein, kas kasılması ve gevşemesi eyleminde yer alır. Bu süreçlerdeki ana rol, kas dokusunun aktin ve miyozin spesifik proteinleri tarafından oynanır. Kasılma işlevi, hücre hayati aktivitesinin en iyi süreçlerini sağlayan hücre altı yapıların proteinlerinde de bulunur.

6. Proteinlerin yapısal işlevi. Bu işleve sahip proteinler, insan vücudundaki diğer proteinler arasında ilk sırada yer alır. Kollajen gibi yapısal proteinler bağ dokusunda geniş çapta dağılmıştır; saçta, tırnaklarda, ciltte keratin; elastin - damar duvarlarında vb.

7. Proteinlerin hormonal (düzenleyici) işlevi. Vücuttaki metabolizma çeşitli mekanizmalarla düzenlenir. Bu düzenlemede endokrin bezlerinin ürettiği hormonlar önemli bir yer işgal eder. Bir dizi hormon, proteinler veya polipeptitler, örneğin hipofiz bezi hormonları, pankreas vb. ile temsil edilir.

Peptit bağı

Resmi olarak, bir protein makromolekülünün oluşumu, a-amino asitlerin bir polikondenzasyon reaksiyonu olarak temsil edilebilir.

Kimyasal bir bakış açısından, proteinler, molekülleri amino asit kalıntılarından oluşan yüksek moleküler nitrojen içeren organik bileşiklerdir (poliamidler). Protein monomerleri, ortak bir özelliği, ikinci karbon atomunda (a-karbon atomu) bir karboksil grubu -COOH ve bir amino grubu -NH2'nin varlığı olan a-amino asitlerdir:

Protein hidroliz ürünlerinin incelenmesinin sonuçlarına dayanarak ve A.Ya. Danilevsky'nin bir protein molekülünün yapımında peptit bağlarının -CO-NH- rolü hakkındaki fikirleri, Alman bilim adamı E. Fischer 20. yüzyılın başında proteinlerin yapısının peptit teorisini önerdi. Bu teoriye göre proteinler, bir peptit ile birbirine bağlanan a-amino asitlerin lineer polimerleridir. bağ - polipeptitler:

Her peptitte, bir terminal amino asit kalıntısı, bir serbest a-amino grubuna (N-ucu) ve diğeri ise bir serbest a-karboksil grubuna (C-ucu) sahiptir. Peptidlerin yapısı genellikle N-terminal amino asitten başlayarak tasvir edilir. Bu durumda amino asit kalıntıları sembollerle gösterilir. Örneğin: Ala-Tyr-Leu-Ser-Tyr- - Cys. Bu girdi, N-terminali a-amino asidin olduğu bir peptidi belirtir. ­ lyatsya alanin ve C-terminali - sistein. Böyle bir kaydı okurken, sonuncular hariç tüm asitlerin adlarının sonları - "yl" olarak değişir: alanil-tirosil-leusil-seril-tirosil--sistein. Vücutta bulunan peptit ve proteinlerdeki peptit zincirinin uzunluğu, iki ila yüz binlerce amino asit kalıntısı arasında değişir.

2. Basit proteinlerin sınıflandırılması.

İle basit (proteinler), hidrolize edildiğinde sadece amino asitler veren proteinleri içerir.

proteinoidler ____hayvansal kökenli, suda çözünmeyen basit proteinler, tuz çözeltileri, seyreltik asitler ve alkaliler. Esas olarak destekleyici işlevleri yerine getirirler (örneğin, kolajen, keratin

protaminler - 10-12 kDa moleküler ağırlığa sahip pozitif yüklü nükleer proteinler. Yaklaşık %80'i alkali amino asitlerden oluşur, bu da onların iyonik bağlar yoluyla nükleik asitlerle etkileşime girmelerini mümkün kılar. Gen aktivitesinin düzenlenmesinde yer alırlar. Suda iyi çözünür;

histonlar - gen aktivitesinin düzenlenmesinde önemli bir rol oynayan nükleer proteinler. Tüm ökaryotik hücrelerde bulunurlar ve moleküler ağırlık ve amino asit bakımından farklılık gösteren 5 sınıfa ayrılırlar. Histonların moleküler ağırlığı 11 ila 22 kDa aralığındadır ve amino asit bileşimindeki farklılıklar, içeriği sırasıyla %11 ila 29 ve %2 ila 14 arasında değişen lizin ve arginin ile ilgilidir;

prolaminler - suda çözünmez, ancak %70 alkolde çözünür, kimyasal yapı özellikleri - bol miktarda prolin, glutamik asit, lizin yok ,

glutelinler - alkali çözeltilerde çözünür ,

globulinler - suda ve yarı doymuş bir amonyum sülfat çözeltisinde çözünmeyen, ancak sulu tuz, alkali ve asit çözeltilerinde çözünen proteinler. Molekül ağırlığı - 90-100 kDa;

albüminler - suda ve tuzlu çözeltilerde çözünen hayvan ve bitki dokularının proteinleri. Molekül ağırlığı 69 kDa'dır;

skleroproteinler - hayvanların destekleyici dokularının proteinleri

Basit proteinlerin örnekleri ipek fibroin, yumurta serum albümini, pepsin vb.

3 numara. Proteinlerin izolasyonu ve çökeltilmesi (saflaştırılması) için yöntemler.

4 numara. Polielektrolitler olarak proteinler. Bir proteinin izoelektrik noktası.

Proteinler amfoterik polielektrolitlerdir, yani. hem asidik hem de bazik özellikler gösterirler. Bunun nedeni, protein moleküllerinde iyonlaşma yeteneğine sahip amino asit radikallerinin yanı sıra peptit zincirlerinin uçlarında serbest a-amino ve a-karboksil gruplarının bulunmasıdır. Proteinin asidik özellikleri, asidik amino asitler (aspartik, glutamik) ve alkali özellikler - bazik amino asitler (lizin, arginin, histidin) tarafından verilir.

Bir protein molekülünün yükü, amino asit radikallerinin asidik ve bazik gruplarının iyonlaşmasına bağlıdır. Negatif ve pozitif grupların oranına bağlı olarak, protein molekülü bir bütün olarak toplam pozitif veya negatif yük alır. Bir protein çözeltisi asitleştirildiğinde, anyonik grupların iyonizasyon derecesi azalırken katyonik gruplarınki artar; alkalize edildiğinde - tersi. Belirli bir pH değerinde, pozitif ve negatif yüklü grupların sayısı aynı olur ve proteinin izoelektrik durumu ortaya çıkar (toplam yük 0'dır). Proteinin izoelektrik durumda olduğu pH değerine izoelektrik nokta denir ve amino asitlere benzer şekilde pI ile gösterilir. Çoğu protein için, pI, proteinlerde asidik amino asitlerin belirli bir baskınlığını gösteren 5.5-7.0 aralığında yer alır. Bununla birlikte, örneğin somon sütünden elde edilen ana protein olan salmin gibi alkali proteinler de vardır (pl=12). Ek olarak, çok düşük bir pI değerine sahip proteinler vardır, örneğin mide suyunun bir enzimi olan pepsin (pl=l). İzoelektrik noktada, proteinler çok kararsızdır ve en az çözünürlüğe sahip olarak kolayca çöker.

Protein izoelektrik durumda değilse, o zaman Elektrik alanı molekülleri, toplam yükün işaretine bağlı olarak ve değeriyle orantılı bir hızda katoda veya anoda doğru hareket edecektir; elektroforez yönteminin özü budur. Bu yöntem, farklı pI değerlerine sahip proteinleri ayırabilir.

Proteinlerin tampon özelliği olmasına rağmen fizyolojik pH değerlerinde kapasiteleri sınırlıdır. İstisna, çok fazla histidin içeren proteinlerdir, çünkü sadece histidin radikali 6-8 pH aralığında tampon özelliklere sahiptir. Bu proteinlerin çok azı vardır. Örneğin, yaklaşık %8 histidin içeren hemoglobin, kırmızı kan hücrelerinde güçlü bir hücre içi tampondur ve kanın pH'ını sabit bir seviyede tutar.

Numara 5. Proteinlerin fiziko-kimyasal özellikleri.

Proteinler, her proteinin amino asit bileşimi ve mekansal organizasyonu tarafından belirlenen farklı kimyasal, fiziksel ve biyolojik özelliklere sahiptir. Proteinlerin kimyasal reaksiyonları çok çeşitlidir, bunlar NH2 -, COOH gruplarının ve çeşitli doğadaki radikallerin varlığından kaynaklanır. Bunlar nitrasyon, asilasyon, alkilasyon, esterifikasyon, redoks ve diğerlerinin reaksiyonlarıdır. Proteinler asit-baz, tampon, kolloidal ve ozmotik özelliklere sahiptir.

Proteinlerin asit-baz özellikleri

Kimyasal özellikler. Sulu protein çözeltilerinin zayıf ısıtılmasıyla denatürasyon meydana gelir. Bu bir çökelti oluşturur.

Proteinler asitlerle ısıtıldığında hidroliz meydana gelir ve bir amino asit karışımı oluşur.

Proteinlerin fiziko-kimyasal özellikleri

Proteinlerin moleküler ağırlığı yüksektir.

Bir protein molekülünün yükü. Tüm proteinler en az bir serbest -NH ve -COOH grubuna sahiptir.

Protein çözeltileri- farklı özelliklere sahip kolloidal çözeltiler. Proteinler asidik ve baziktir. Asidik proteinler, ek karboksil ve daha az amino grubuna sahip çok sayıda glu ve asp içerir. Alkali proteinlerde birçok lys ve arg vardır. Sulu bir çözeltideki her protein molekülü, proteinlerin amino asitler nedeniyle birçok hidrofilik gruba (-COOH, -OH, -NH2, -SH) sahip olması nedeniyle bir hidrasyon kabuğu ile çevrilidir. Sulu çözeltilerde protein molekülünün bir yükü vardır. Sudaki protein yükü pH'a bağlı olarak değişebilir.

Protein çökeltme. Proteinlerin, yapışmayı önleyen bir hidrasyon kabuğu vardır. Biriktirme için hidrat kabuğunu çıkarmak ve şarj etmek gereklidir.

1. Hidrasyon. Hidrasyon işlemi, hidrofilik özellikler sergilerken suyun proteinler tarafından bağlanması anlamına gelir: şişerler, kütleleri ve hacimleri artar. Proteinin şişmesine, kısmi çözünmesi eşlik eder. Tek tek proteinlerin hidrofilikliği yapılarına bağlıdır. Bileşimde bulunan ve protein makromolekülünün yüzeyinde bulunan hidrofilik amid (–CO–NH–, peptit bağı), amin (NH2) ve karboksil (COOH) grupları su moleküllerini çeker ve onları kesinlikle molekülün yüzeyine yönlendirir. . Protein globüllerini çevreleyen hidrat (su) kabuğu, protein çözeltilerinin stabilitesini engeller. İzoelektrik noktada, proteinler suyu bağlama konusunda en az yeteneğe sahiptir, protein moleküllerinin etrafındaki hidrasyon kabuğu yok edilir, bu nedenle büyük kümeler oluşturmak üzere birleşirler. Protein moleküllerinin toplanması, etil alkol gibi bazı organik çözücüler ile dehidre edildiklerinde de meydana gelir. Bu, proteinlerin çökelmesine yol açar. Ortamın pH'ı değiştiğinde, protein makromolekülü yüklenir ve hidrasyon kapasitesi değişir.

Yağış reaksiyonları iki tipe ayrılır.

Proteinlerin tuzlanması: (NH 4)SO 4 - sadece hidrasyon kabuğu çıkarılır, protein yapısının her türünü, tüm bağları korur, doğal özelliklerini korur. Bu tür proteinler daha sonra yeniden çözülebilir ve kullanılabilir.

Doğal protein özelliklerinin kaybıyla birlikte çökelme, geri döndürülemez bir süreçtir. Hidrasyon kabuğu ve yükü proteinden çıkarılır, proteindeki çeşitli özellikler ihlal edilir. Örneğin, bakır, cıva, arsenik, demir, konsantre inorganik asitler - HNO 3 , H 2 SO 4 , HCl, organik asitler, alkaloidler - tanenler, cıva iyodür tuzları. Organik çözücülerin eklenmesi, hidrasyon derecesini düşürür ve proteinin çökelmesine yol açar. Bu tür çözücü olarak aseton kullanılır. Proteinler ayrıca, örneğin amonyum sülfat gibi tuzların yardımıyla çökeltilir. Bu yöntemin prensibi, çözeltideki tuz konsantrasyonundaki bir artışla, protein karşı iyonları tarafından oluşturulan iyonik atmosferlerin sıkıştırılması gerçeğine dayanmaktadır; bu, van moleküller arası kuvvetlerin kritik bir mesafeye yakınsamasına katkıda bulunur. der Waals çekimi, karşı iyonların Coulomb itme kuvvetlerine ağır basar. Bu, protein parçacıklarının yapışmasına ve çökelmesine yol açar.

Kaynama sırasında protein molekülleri rastgele hareket etmeye başlar, çarpışır, yük kaldırılır ve hidrasyon kabuğu azalır.

Çözeltideki proteinleri tespit etmek için aşağıdakiler kullanılır:

renk reaksiyonları;

çökelme reaksiyonları.

Proteinlerin izolasyonu ve saflaştırılması için yöntemler.

homojenizasyon- hücreler homojen bir kütleye öğütülür;

proteinlerin su veya su-tuz çözeltileri ile ekstraksiyonu;

1. tuzlama;

   elektroforez;

   kromatografi: adsorpsiyon, bölme;

   ultrasantrifüjleme.

Proteinlerin yapısal organizasyonu.

Birincil yapı- kovalent peptit bağları (insülin, pepsin, kimotripsin) ile stabilize edilen peptit zincirindeki amino asit dizisi ile belirlenir.

ikincil yapı - mekânsal yapı sincap. Bu ya bir spiral ya da bir katlamadır. Hidrojen bağları oluşur.

üçüncül yapı küresel ve fibriler proteinler. Hidrojen bağlarını stabilize ederler, elektrostatik kuvvetler (COO-, NH3+), hidrofobik kuvvetler, sülfür köprüleri, birincil yapı tarafından belirlenir. Küresel proteinler - tüm enzimler, hemoglobin, miyoglobin. Fibriller proteinler - kollajen, miyozin, aktin.

Kuaterner yapı- sadece bazı proteinlerde bulunur. Bu tür proteinler birkaç peptitten yapılır. Her peptit, protomer adı verilen kendi birincil, ikincil, üçüncül yapısına sahiptir. Birkaç protomer bir molekül oluşturmak için bir araya gelir. Bir protomer, bir protein olarak işlev görmez, yalnızca diğer protomerlerle birlikte işlev görür.

Örnek: hemoglobin \u003d -globule + -globule - ayrı ayrı değil, toplamda O 2 taşır.

Protein yeniden üretilebilir. Bu, ajanlara çok kısa bir maruz kalma gerektirir.

6) Proteinleri saptama yöntemleri.

Proteinler, yapısal (monomerik) birimleri -amino asitler olan yüksek moleküler biyolojik polimerlerdir. Proteinlerdeki amino asitler birbirine peptit bağları ile bağlanır. oluşumu, üzerinde duran karboksil grubu nedeniyle meydana gelir. -bir amino asidin karbon atomu ve -Bir su molekülünün salınımı ile başka bir amino asidin amin grubu. Proteinlerin monomerik birimlerine amino asit kalıntıları denir.

Peptitler, polipeptitler ve proteinler sadece miktar, bileşim açısından değil, aynı zamanda vücutta gerçekleştirilen amino asit kalıntıları, fizikokimyasal özellikler ve işlevlerde de farklılık gösterir. Proteinlerin moleküler ağırlığı 6 bin ile 1 milyon veya daha fazla arasında değişir. kimyasal ve fiziksel özellikler proteinler, radikallerin kimyasal doğası ve fizikokimyasal özelliklerinden, onları oluşturan amino asit kalıntılarından kaynaklanır. Biyolojik nesnelerdeki ve gıda ürünlerindeki proteinlerin saptanması ve miktar tayini ile bunların dokulardan ve biyolojik sıvılardan izolasyonu için yöntemler, fiziksel ve kimyasal özellikler bu bileşikler.

Bazı kimyasallarla etkileşime girdiğinde proteinler renkli bileşikler vermek. Bu bileşiklerin oluşumu, amino asit radikallerinin, bunların spesifik gruplarının veya peptit bağlarının katılımıyla gerçekleşir. Renk reaksiyonları ayarlamanıza izin verir biyolojik bir nesnede bir proteinin varlığı veya çözüm ve varlığı kanıtlayın bir protein molekülündeki bazı amino asitler. Renk reaksiyonlarına dayalı olarak, proteinlerin ve amino asitlerin nicel tayini için bazı yöntemler geliştirilmiştir.

evrensel düşünün biüret ve ninhidrin reaksiyonları, çünkü tüm proteinler onları verir. Ksantoprotein reaksiyonu, Fohl reaksiyonu ve diğerleri spesifiktir, çünkü bunlar protein molekülündeki belirli amino asitlerin radikal gruplarından kaynaklanır.

Renk reaksiyonları, incelenen materyalde bir proteinin varlığını ve moleküllerinde belirli amino asitlerin varlığını belirlemenizi sağlar.

Biüret reaksiyonu. Reaksiyon, proteinler, peptitler, polipeptitler içindeki varlığından kaynaklanmaktadır. peptid bağları ile alkali bir ortam formunda olan bakır(II) iyonları renkli karmaşık bileşikler mor (kırmızı veya mavi renk tonu ile) renk. Renk, molekülde en az iki grubun varlığından kaynaklanmaktadır. -CO-NH- doğrudan birbirine veya bir karbon veya azot atomunun katılımıyla bağlantılıdır.

Bakır (II) iyonları, =C─O ˉ gruplu iki iyonik bağ ve nitrojen atomlu (=N−) dört koordinasyon bağı ile bağlanır.

Renk yoğunluğu çözeltideki protein miktarına bağlıdır. Bu, proteinin kantitatif tayini için bu reaksiyonun kullanılmasını mümkün kılar. Renkli çözeltilerin rengi, polipeptit zincirinin uzunluğuna bağlıdır. Proteinler mavi-mor bir renk verir; hidroliz ürünleri (poli ve oligopeptitler) kırmızı veya pembe renktedir. Biüret reaksiyonu sadece proteinler, peptitler ve polipeptitler tarafından değil, aynı zamanda biüret (NH2-CO-NH-CO-NH2), oksamid (NH2-CO-CO-NH2), histidin tarafından da verilir.

Alkali bir ortamda oluşan peptit grupları ile bakırın (II) karmaşık bileşiği aşağıdaki yapıya sahiptir:

ninhidrin reaksiyonu. Bu reaksiyonda, protein, polipeptitler, peptitler ve serbest a-amino asitlerin çözeltileri, ninhidrin ile ısıtıldığında mavi, mavi-mor veya pembe-mor bir renk verir. Bu reaksiyondaki renk, α-amino grubuna bağlı olarak gelişir.

-amino asitler ninhidrin ile çok kolay reaksiyona girer. Onlarla birlikte, Rueman'ın mavi-moru da proteinler, peptitler, birincil aminler, amonyak ve diğer bazı bileşiklerden oluşur. Prolin ve hidroksiprolin gibi ikincil aminler sarı bir renk verir.

Ninhidrin reaksiyonu, amino asitleri tespit etmek ve ölçmek için yaygın olarak kullanılmaktadır.

ksantoprotein reaksiyonu. Bu reaksiyon, proteinlerde - tirozin, fenilalanin, triptofan - aromatik amino asit kalıntılarının varlığını gösterir. Bu amino asitlerin radikallerinin benzen halkasının sarı renkli nitro bileşiklerinin (Yunanca "Xanthos" - sarı) oluşumu ile nitrasyonuna dayanır. Örnek olarak tirozin kullanılarak, bu reaksiyon aşağıdaki denklemler şeklinde tarif edilebilir.

Alkali bir ortamda, amino asitlerin nitro türevleri, kinoit yapının turuncu renkli tuzlarını oluşturur. Ksantoprotein reaksiyonu, benzen ve homologları, fenol ve diğer aromatik bileşikler tarafından verilir.

İndirgenmiş veya oksitlenmiş durumda (sistein, sistin) bir tiyol grubu içeren amino asitlere reaksiyonlar.

Fohl'un tepkisi. Alkali ile kaynatıldığında, kükürt, alkali bir ortamda sodyum sülfür oluşturan hidrojen sülfür formunda sisteinden kolayca ayrılır:

Bu bağlamda, çözeltide tiyol içeren amino asitleri belirleme reaksiyonları iki aşamaya ayrılır:

Kükürtün organikten inorganik duruma geçişi

Çözeltide kükürt tespiti

Sodyum sülfürü tespit etmek için, sodyum hidroksit ile etkileşime girdiğinde şakülüne dönüşen kurşun asetat kullanılır:

Pb(CH 3 COO) 2 + 2NaOH Pb(ONa) 2 + 2 Kanal 3 COOH

Kükürt iyonları ve kurşunun etkileşimi sonucunda siyah veya kahverengi kurşun sülfür oluşur:

Na 2 S + Pb(Ona) 2 + 2 H 2 Ö PbS (siyah çökelti) + 4NaOH

Kükürt içeren amino asitleri belirlemek için test çözeltisine eşit hacimde sodyum hidroksit ve birkaç damla kurşun asetat çözeltisi eklenir. 3-5 dakika yoğun kaynama ile sıvı siyaha döner.

Sistin kolayca sistein'e indirgendiğinden, sistin varlığı bu reaksiyon kullanılarak belirlenebilir.

Millon reaksiyonu:

Bu, amino asit tirozinine bir reaksiyondur.

Tirozin moleküllerinin serbest fenolik hidroksilleri, tuzlarla etkileşime girdiğinde, pembemsi kırmızı renkli tirozinin nitro türevinin cıva tuzunun bileşiklerini verir:

Histidin ve tirozin için Pauli reaksiyonu . Pauli reaksiyonu, diazobenzensülfonik asit ile kiraz kırmızısı kompleks bileşikler oluşturan proteindeki histidin ve tirozin amino asitlerini tespit etmeyi mümkün kılar. Diazobenzensülfonik asit, sülfanilik asit asidik bir ortamda sodyum nitrit ile reaksiyona girdiğinde diazotizasyon reaksiyonunda oluşur:

Test çözeltisine eşit hacimde asidik sülfanilik asit çözeltisi (hidroklorik asit kullanılarak hazırlanır) ve çift hacimde sodyum nitrit çözeltisi eklenir, iyice karıştırılır ve hemen soda (sodyum karbonat) eklenir. Karıştırıldıktan sonra, test solüsyonunda histidin veya tirozin bulunması şartıyla karışım kiraz kırmızısına döner.

Adamkevich-Hopkins-Kohl (Schulz-Raspail) triptofan reaksiyonu (indol grubuna reaksiyon). Triptofan asidik bir ortamda aldehitlerle reaksiyona girerek renkli yoğunlaşma ürünleri oluşturur. Reaksiyon, triptofanın indol halkasının aldehit ile etkileşimi nedeniyle ilerler. Formaldehitin sülfürik asit varlığında glioksilik asitten oluştuğu bilinmektedir:

R
Glikoksilik ve sülfürik asitlerin varlığında triptofan içeren çözeltiler kırmızı-mor bir renk verir.

Glioksilik asit, buzlu asetik asitte her zaman küçük miktarlarda bulunur. Bu nedenle reaksiyon asetik asit kullanılarak gerçekleştirilebilir. Aynı zamanda, test çözeltisine eşit hacimde buzlu (konsantre) asetik asit eklenir ve çökelti eriyene kadar hafifçe ısıtılır Soğutulduktan sonra, eklenen glioksilik asit hacmine eşit bir hacimde konsantre sülfürik asit eklenir. duvar boyunca dikkatlice karıştırın (sıvıların karışmasını önlemek için). 5-10 dakika sonra, iki tabaka arasındaki arayüzde kırmızı-mor bir halkanın oluşumu gözlenir. Katmanları karıştırırsanız, yemeğin içeriği eşit şekilde mora döner.

İle

formaldehit ile triptofanın yoğunlaşması:

Yoğunlaşma ürünü, mineral asitlerin varlığında mavi-mor tuzlar oluşturan bis-2-triptofanilkarbinole oksitlenir:

7) Proteinlerin sınıflandırılması. Amino asit bileşimini incelemek için yöntemler.

Proteinlerin katı isimlendirilmesi ve sınıflandırılması hala mevcut değildir. Proteinlerin adları, çoğunlukla protein izolasyonunun kaynağı veya belirli çözücülerdeki çözünürlüğü, molekülün şekli vb. dikkate alınarak rastgele verilir.

Proteinler bileşime, parçacık şekline, çözünürlüğe, amino asit bileşimine, kökene vb. göre sınıflandırılır.

1. Kompozisyon Proteinler iki büyük gruba ayrılır: basit ve karmaşık proteinler.

Basit (proteinler), hidroliz üzerine sadece amino asitler veren proteinleri (proteinoidler, protaminler, histonlar, prolaminler, glutelinler, globulinler, albüminler) içerir. Basit proteinlerin örnekleri ipek fibroin, yumurta serum albümini, pepsin vb.

Kompleks (proteinler), basit bir proteinden ve protein olmayan yapıda ek (protez) bir gruptan oluşan proteinleri içerir. Karmaşık proteinler grubu, protein olmayan bileşenin doğasına bağlı olarak birkaç alt gruba ayrılır:

Bileşimlerinde doğrudan polipeptit zinciri ile bağlantılı metaller (Fe, Cu, Mg, vb.) içeren metalloproteinler;

Fosfoproteinler - serin, treonin hidroksil gruplarının bölgesinde ester bağları ile protein molekülüne bağlanan fosforik asit kalıntıları içerir;

Glikoproteinler - prostetik grupları karbonhidratlardır;

Kromoproteinler - basit bir protein ve onunla ilişkili renkli bir protein olmayan bileşikten oluşur, tüm kromoproteinler biyolojik olarak çok aktiftir; protez grupları olarak porfirin, izoalloksazin ve karoten türevlerini içerebilirler;

Lipoproteinler - prostetik grup lipidleri - trigliseritler (yağlar) ve fosfatitler;

Nükleoproteinler, tek bir protein ve ona bağlı bir nükleik asitten oluşan proteinlerdir. Bu proteinler vücudun yaşamında muazzam bir rol oynar ve aşağıda tartışılacaktır. Herhangi bir hücrenin parçasıdırlar, doğada patojenik aktiviteye (virüsler) sahip özel parçacıklar şeklinde bazı nükleoproteinler bulunur.

2. parçacık şekli- proteinler fibriler (iplik benzeri) ve küresel (küresel) olarak ayrılır (bkz. sayfa 30).

3. Amino asit bileşiminin çözünürlüğü ve özellikleri ile aşağıdaki basit protein grupları ayırt edilir:

Proteinoidler - destekleyici dokuların proteinleri (kemikler, kıkırdak, bağlar, tendonlar, saç, tırnaklar, cilt vb.). Bunlar esas olarak büyük moleküler ağırlığa (> 150.000 Da) sahip, yaygın çözücülerde çözünmeyen fibriler proteinlerdir: su, tuz ve su-alkol karışımları. Yalnızca belirli çözücülerde çözünürler;

Protaminler (en basit proteinler) - suda çözünen ve %80-90 arginin ve sınırlı sayıda (6-8) başka amino asit içeren proteinler, çeşitli balıkların sütünde bulunur. Yüksek arginin içeriği nedeniyle, temel özelliklere sahiptirler, moleküler ağırlıkları nispeten küçüktür ve yaklaşık 4000-12000 Da'ya eşittir. Bunlar, nükleoproteinlerin bileşimindeki bir protein bileşenidir;

Histonlar suda ve seyreltik asit çözeltilerinde (0.1 N) yüksek oranda çözünür, yüksek amino asit içeriğine sahiptir: arginin, lisin ve histidin (en az %30) ve bu nedenle temel özelliklere sahiptir. Bu proteinler, nükleoproteinlerin bir parçası olarak hücre çekirdeklerinde önemli miktarlarda bulunur ve nükleik asit metabolizmasının düzenlenmesinde önemli bir rol oynar. Histonların moleküler ağırlığı küçüktür ve 11000-24000 Da'ya eşittir;

Globulinler, tuz konsantrasyonu %7'den fazla olan suda ve tuzlu çözeltilerde çözünmeyen proteinlerdir. Globulinler, çözeltinin amonyum sülfat ile %50 doygunluğunda tamamen çökeltilir. Bu proteinler, yüksek bir glisin içeriği (%3.5), moleküler ağırlıkları > 100.000 Da ile karakterize edilir. Globulinler, zayıf asidik veya nötr proteinlerdir (p1=6-7.3);

Albüminler, suda ve güçlü tuzlu su çözeltilerinde yüksek oranda çözünür proteinlerdir ve tuz konsantrasyonu (NH 4) 2 S0 4 doygunluğun %50'sini geçmemelidir. Daha yüksek konsantrasyonlarda, albüminler tuzlanır. Globulinlerle karşılaştırıldığında, bu proteinler üç kat daha az glisin içerir ve moleküler ağırlığı 40.000-70.000 Da'dır. Albüminler, yüksek glutamik asit içeriği nedeniyle aşırı negatif yüke ve asidik özelliklere (pl=4.7) sahiptir;

Prolaminler, tahılların glüteninde bulunan bir grup bitki proteinidir. Sadece %60-80 sulu etil alkol çözeltisinde çözünürler. Prolaminler karakteristik bir amino asit bileşimine sahiptir: çok fazla (%20-50) glutamik asit ve prolin (%10-15) içerirler, bu yüzden isimlerini aldılar. Molekül ağırlıkları 100.000 Da'nın üzerindedir;

Glutelinler - bitkisel proteinler suda, tuz çözeltilerinde ve etanolde çözünmez, ancak seyreltik (0,1 N) alkali ve asit çözeltilerinde çözünür. Amino asit bileşimi ve moleküler ağırlık açısından prolaminlere benzerler, ancak daha fazla arginin ve daha az prolin içerirler.

Amino asit bileşimini incelemek için yöntemler

Proteinler, sindirim sularındaki enzimler tarafından amino asitlere parçalanır. İki önemli sonuca varıldı: 1) proteinler amino asitler içerir; 2) proteinlerin kimyasal, özellikle amino asit bileşimini incelemek için hidroliz yöntemleri kullanılabilir.

Proteinlerin amino asit bileşimini incelemek için asidik (HCl), alkalin [Ba(OH) 2] ve daha nadiren enzimatik hidroliz veya bunlardan birinin bir kombinasyonu kullanılır. Safsızlık içermeyen saf bir proteinin hidrolizi sırasında 20 farklı α-amino asit açığa çıktığı tespit edilmiştir. Hayvanların, bitkilerin ve mikroorganizmaların dokularında keşfedilen diğer tüm amino asitler (300'den fazla) doğada serbest halde veya diğer organik maddelerle kısa peptitler veya kompleksler şeklinde bulunur.

Proteinlerin birincil yapısını belirlemedeki ilk adım, belirli bir proteinin amino asit bileşiminin kalitatif ve kantitatif değerlendirmesidir. Çalışma için, diğer proteinlerin veya peptitlerin safsızlıkları olmadan belirli bir miktarda saf proteine ​​sahip olmanız gerektiği unutulmamalıdır.

Proteinin asit hidrolizi

Amino asit bileşimini belirlemek için proteindeki tüm peptit bağlarını yok etmek gerekir. Analiz edilen protein, 24 saat boyunca yaklaşık 110 °C sıcaklıkta 6 mol/l HC1 içinde hidrolize edilir.Bu işlem sonucunda proteindeki peptit bağları yok edilir ve hidrolizatta sadece serbest amino asitler bulunur. Ek olarak, glutamin ve asparagin, glutamik ve aspartik asitlere hidrolize edilir (yani, radikaldeki amid bağı kırılır ve amino grubu onlardan ayrılır).

İyon değişim kromatografisi kullanılarak amino asitlerin ayrılması

Proteinlerin asit hidrolizi ile elde edilen amino asitlerin karışımı, bir katyon değişim reçinesi ile bir kolonda ayrılır. Böyle bir sentetik reçine, Na + iyonlarının eklendiği, kendisiyle kuvvetli bir şekilde ilişkili negatif yüklü gruplar (örneğin, sülfonik asit kalıntıları -S03 -) içerir (Şekil 1-4).

Amino asitlerin esas olarak katyonlar olduğu asidik bir ortamda (pH 3.0) katyon değiştiriciye bir amino asit karışımı verilir, yani. pozitif yük taşır. Pozitif yüklü amino asitler, negatif yüklü reçine parçacıklarına bağlanır. Amino asidin toplam yükü ne kadar büyükse, reçine ile bağı o kadar güçlü olur. Bu nedenle katyon değiştiriciye en güçlü şekilde lizin, arginin ve histidin amino asitleri bağlanırken, aspartik ve glutamik asitler en zayıf şekilde bağlanır.

Amino asitlerin kolondan salınması, artan iyonik kuvvete (yani artan NaCl konsantrasyonu ile) ve pH'a sahip bir tampon solüsyonu ile ayrıştırılarak (yıkama yapılarak) gerçekleştirilir. pH'daki bir artışla, amino asitler bir proton kaybeder, bunun sonucunda pozitif yükleri azalır ve dolayısıyla negatif yüklü reçine parçacıkları ile bağ gücü azalır.

Her amino asit, kolondan belirli bir pH ve iyonik kuvvette çıkar. Solüsyonun (elüat) kolonun alt ucundan küçük porsiyonlar halinde toplanmasıyla, ayrı amino asitleri içeren fraksiyonlar elde edilebilir.

("hidroliz" hakkında daha fazla ayrıntı için 10. soruya bakın)

8) Protein yapısındaki kimyasal bağlar.

9) Proteinlerin hiyerarşisi ve yapısal organizasyonu kavramı. (bkz. soru 12)

10) Protein hidrolizi. Reaksiyon kimyası (adımlama, katalizörler, reaktifler, reaksiyon koşulları) - hidrolizin tam bir tanımı.

11) Proteinlerin kimyasal dönüşümleri.

Denatürasyon ve renatürasyon

Protein çözeltileri %60-80'e ısıtıldığında veya proteinlerdeki kovalent olmayan bağları yok eden reaktiflerin etkisi altında, protein molekülünün üçüncül (dörtlü) ve ikincil yapısı yok edilir, rastgele rastgele bir bobin şeklini alır. daha fazla veya daha az ölçüde. Bu işleme denatürasyon denir. Asitler, alkaliler, alkoller, fenoller, üre, guanidin klorür, vb. denatüre edici reaktifler olarak kullanılabilir.Etkilerinin özü, peptit omurgasının =NH ve =CO - grupları ve asidik grupları ile hidrojen bağları oluşturmalarıdır. amino asit radikalleri, proteindeki kendi molekül içi hidrojen bağlarının yerini alır, bunun sonucunda ikincil ve üçüncül yapılar değişir. Denatürasyon sırasında proteinin çözünürlüğü azalır, “pıhtılaşır” (örneğin, bir tavuk yumurtasını kaynatırken) ve proteinin biyolojik aktivitesi kaybolur. Buna dayanarak, örneğin, bir antiseptik olarak sulu bir karbolik asit (fenol) çözeltisinin kullanılması. Belirli koşullar altında, denatüre bir protein çözeltisinin yavaş soğutulmasıyla renatürasyon meydana gelir - orijinal (doğal) konformasyonun restorasyonu. Bu, peptit zincirinin katlanmasının doğasının birincil yapı tarafından belirlendiği gerçeğini doğrular.

Tek bir protein molekülünün "sert" üç boyutlu yapısının parçalanmasına yol açan denatürasyon sürecine bazen molekülün erimesi denir. Isıtma veya pH'ta önemli bir değişiklik gibi dış koşullarda hemen hemen her fark edilebilir değişiklik, proteinin dördüncül, üçüncül ve ikincil yapılarının tutarlı bir şekilde ihlal edilmesine yol açar. Genellikle, denatürasyona sıcaklıktaki bir artış, güçlü asitlerin ve alkalilerin etkisi, ağır metal tuzları, belirli çözücüler (alkol), radyasyon vb. neden olur.

Denatürasyon genellikle protein parçacıklarının kolloidal bir protein molekülü çözeltisi içinde daha büyük parçacıklar halinde toplanması sürecine yol açar. Görsel olarak bu, örneğin yumurta kızartırken bir "protein" oluşumu gibi görünüyor.

Renatürasyon, proteinlerin doğal yapılarına döndüğü denatürasyonun tersi işlemidir. Tüm proteinlerin yeniden üretilemeyeceğini belirtmek gerekir; çoğu proteinde denatürasyon geri döndürülemez. Protein denatürasyonu sırasında, fizikokimyasal değişiklikler, polipeptit zincirinin yoğun paketlenmiş (düzenli) bir durumdan düzensiz bir duruma geçişi ile ilişkiliyse, renatürasyon sırasında proteinlerin kendi kendini organize etme yeteneği ortaya çıkar, yolu polipeptit zincirindeki amino asitlerin dizisi tarafından önceden belirlenir, yani kalıtsal bilgilerle belirlenen birincil yapısı . Canlı hücrelerde, bu bilgi muhtemelen düzensiz bir polipeptit zincirinin ribozom üzerinde biyosentezi sırasında veya sonrasında doğal bir protein molekülünün yapısına dönüşümü için belirleyicidir. Çift sarmallı DNA molekülleri yaklaşık 100 °C'lik bir sıcaklığa ısıtıldığında, bazlar arasındaki hidrojen bağları kırılır ve tamamlayıcı zincirler birbirinden ayrılır - DNA denatüre olur. Bununla birlikte, yavaş soğutma üzerine, tamamlayıcı şeritler, düzenli bir çift sarmal halinde yeniden bağlanabilir. DNA'nın bu yeniden doğaya dönüşme yeteneği, yapay DNA hibrit molekülleri üretmek için kullanılır.

Doğal protein gövdeleri, kesin olarak tanımlanmış bir uzaysal konfigürasyona sahiptir ve fizyolojik sıcaklıklarda ve pH değerlerinde bir dizi karakteristik fizikokimyasal ve biyolojik özelliklere sahiptir. Çeşitli fiziksel ve kimyasal faktörlerin etkisi altında, proteinler pıhtılaşmaya uğrar ve çökerek doğal özelliklerini kaybeder. Bu nedenle, denatürasyon, doğal protein molekülünün benzersiz yapısının genel planının, esas olarak üçüncül yapısının, karakteristik özelliklerinin (çözünürlük, elektroforetik hareketlilik, biyolojik aktivite, vb.) Kaybına yol açan bir ihlali olarak anlaşılmalıdır. Çoğu protein, çözeltileri 50–60°C'nin üzerinde ısıtıldığında denatüre olur.

Denatürasyonun dış belirtileri, özellikle izoelektrik noktada çözünürlük kaybına, protein çözeltilerinin viskozitesinde bir artışa, serbest fonksiyonel SH gruplarının sayısında bir artışa ve X-ışını saçılımının doğasında bir değişikliğe indirgenir. . Denatürasyonun en karakteristik işareti, biyolojik aktivitesinin (katalitik, antijenik veya hormonal) proteini tarafından keskin bir azalma veya tam bir kayıptır. 8M üre veya başka bir ajanın neden olduğu protein denatürasyonu sırasında, çoğunlukla kovalent olmayan bağlar (özellikle hidrofobik etkileşimler ve hidrojen bağları) yok edilir. Disülfid bağları, indirgeyici madde merkaptoetanol varlığında kırılırken, polipeptit zincirinin omurgasının peptit bağları etkilenmez. Bu koşullar altında, doğal protein moleküllerinin globülleri açılır ve rastgele ve düzensiz yapılar oluşur (Şek.)

Bir protein molekülünün denatürasyonu (şema).

a - ilk durum; b - moleküler yapının geri dönüşümlü ihlali; c - polipeptit zincirinin geri döndürülemez şekilde yerleştirilmesi.

Ribonükleazın denatürasyonu ve renatürasyonu (Anfinsen'e göre).

a - yerleştirme (üre + merkaptoetanol); b - yeniden katlama.

1. Protein hidrolizi: H+

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

│ │ ‌‌│ │

Amino asit 1 amino asit 2

2. Proteinlerin çökelmesi:

a) tersine çevrilebilir

Çözeltideki protein ↔ protein çökeltisi. Na+, K+ tuzlarının çözeltilerinin etkisi altında oluşur

b) geri döndürülemez (denatürasyon)

Eylem altında denatürasyon sırasında dış faktörler(sıcaklık; mekanik etki - basınç, sürtünme, sallama, ultrason; kimyasal ajanların etkisi - asitler, alkaliler, vb.) Protein makromolekülünün ikincil, üçüncül ve dördüncül yapılarında, yani doğal uzamsal yapısında bir değişiklik vardır. Birincil yapı ve dolayısıyla kimyasal bileşim proteinler değişmez.

Denatürasyon sırasında proteinlerin fiziksel özellikleri değişir: çözünürlük azalır, biyolojik aktivite kaybolur. Aynı zamanda bazı kimyasal grupların aktivitesi artar, proteolitik enzimlerin proteinler üzerindeki etkisi kolaylaşır ve sonuç olarak daha kolay hidrolize olur.

Örneğin, albümin - yumurta akı - 60-70 ° sıcaklıkta bir çözeltiden (pıhtılaşır) çökeltilir ve suda çözünme yeteneğini kaybeder.

Protein denatürasyonu sürecinin şeması (protein moleküllerinin üçüncül ve ikincil yapılarının yok edilmesi)

3. Yanan proteinler

Proteinler azot, karbondioksit, su ve diğer bazı maddelerin oluşumuyla yanar. Yanmaya, yanmış tüylerin karakteristik kokusu eşlik eder.

4. Proteinlere renk (kalitatif) reaksiyonları:

a) ksantoprotein reaksiyonu (benzen halkaları içeren amino asit kalıntıları için):

Protein + HNO3 (kons.) → sarı renk

b) biüret reaksiyonu (peptid bağları için):

Protein + CuSO4 (doymuş) + NaOH (kons) → parlak mor renk

c) sistein reaksiyonu (kükürt içeren amino asit kalıntıları için):

Protein + NaOH + Pb(CH3COO)2 → Siyah boyama

Proteinler, dünyadaki tüm yaşamın temelidir ve organizmalarda çeşitli işlevleri yerine getirir.

Proteinleri tuzlamak

Tuzlama, alkali ve toprak alkali metallerin konsantre tuzlarının nötr çözeltileri ile sulu çözeltilerden proteinleri izole etme işlemidir. Protein çözeltisine yüksek konsantrasyonlarda tuzlar eklendiğinde, proteinler çökerken protein parçacıklarının dehidrasyonu ve yükün çıkarılması meydana gelir. Protein çökelme derecesi, çökeltici çözeltinin iyonik gücüne, protein molekülünün parçacıklarının boyutuna, yükünün büyüklüğüne ve hidrofilikliğine bağlıdır. Farklı proteinler, farklı tuz konsantrasyonlarında çökelir. Bu nedenle, tuz konsantrasyonunun kademeli olarak arttırılmasıyla elde edilen tortularda, tek tek proteinler farklı fraksiyonlardadır. Proteinlerin tuzlanması geri dönüşümlü bir işlemdir ve tuz çıkarıldıktan sonra protein doğal özelliklerini geri kazanır. Bu nedenle, klinik uygulamada kan serum proteinlerinin ayrılmasında ve ayrıca çeşitli proteinlerin izolasyonu ve saflaştırılmasında tuzlama kullanılır.

Eklenen anyonlar ve katyonlar, protein çözeltilerinin stabilite faktörlerinden biri olan proteinlerin hidratlı protein kabuğunu yok eder. Çoğu zaman, Na ve amonyum sülfat çözeltileri kullanılır. Birçok protein, hidrasyon kabuğunun boyutuna ve yükün büyüklüğüne göre farklılık gösterir. Her proteinin kendi tuzlanma bölgesi vardır. Tuzlama ajanının uzaklaştırılmasından sonra, protein biyolojik aktivitesini ve fizikokimyasal özelliklerini korur. Klinik uygulamada, globulinleri (%50 amonyum sülfat (NH4)2SO4 eklenerek çökeltiler) ve albüminleri (%100 amonyum sülfat (NH4)2SO4 a çökeltileri eklenerek) ayırmak için tuzlama yöntemi kullanılır.

Tuzlama şunlardan etkilenir:

1) tuzun doğası ve konsantrasyonu;

2) pH ortamları;

3) sıcaklık.

Ana rol, iyonların değerleri tarafından oynanır.

12) Proteinin birincil, ikincil, üçüncül yapısının organizasyonunun özellikleri.

Şu anda, bir protein molekülünün yapısal organizasyonunun dört seviyesinin varlığı deneysel olarak kanıtlanmıştır: birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapı.

Kan proteinleri, hücrelerin içinde meydana gelenler de dahil olmak üzere vücuttaki metabolik süreçleri düzenler. Ayrıca hücrelere aktarıldıkları için bir taşıma işlevi de görürler. besinler, oksijen, hormonlar. Ayrıca kandaki protein, toksinleri, fazla hormonları bağlar, vücudun patojenlerden korunmasına yardımcı olur ve diğer çok önemli işlevleri yerine getirir.

Proteinlere plazmada dolaşan yüksek moleküllü organik maddeler denir, kanın %90'ı su, %6-8'i protein olan sıvı kısmı, geri kalanı organik protein olmayan bileşikler ve inorganik tuzlardır. Proteinlerin çoğu vücuda yiyecekle girer ve daha sonra amino asitlere parçalanırlar. Bazıları proteinlerin oluşumuna gider, geri kalanı glikoza dönüştürülür veya başka değişikliklere uğrar.

Proteinlerin çoğu yirmi standart amino asitten ve amino asit olmayan gruplardan oluşur. farklı kombinasyonlar, bu onların çok sayıda görevi gerçekleştirmelerini sağlar. Bu nedenle genellikle iki gruba ayrılırlar. Basit kan serum proteinleri sadece polipeptit zincirlerinden oluşurken, kompleks proteinler de protein olmayan bileşenler içerir ve bu nedenle çok sayıda türe ayrılır. Bilim adamları sürekli olarak yeni bileşikler keşfettiklerinden, bunların tam olarak kaç tanesinin kanda olduğu belirlenemez. Bunların en ünlüsü glikoproteinler ve lipoproteinlerdir.

Glikoproteinler, monosakkaritlerin (glikoz, fruktoz, vb.) karbonhidrat kalıntıları ile birleştirilmiş proteinlerdir ve hücre zarlarının önemli bileşenleridir. Bunlara, hücreleri virüse karşı bağışıklık kazandıran birçok protein hormonu, reseptör proteini, antikor ve interferon dahildir. Kırmızı kan hücrelerinin zarlarındaki bazı glikoproteinler, bir kişinin kan grubunu belirler.

Lipoproteinler lipidler içerir. Bunlar arasında hem suda çözünür türler (kan plazma lipoproteinleri) hem de çözünmeyen türler (hücre zarlarında, sinir liflerinde bulunur) vardır. Bileşimdeki daha fazla çözünür lipidler, lipoproteinlerin yoğunluğu daha düşük ve daha kötü çözülürler. Lipoproteinlerin iyi bilinen işlevlerinden biri, suda çözünmeyen kolesterolün vücutta taşınmasıdır.

Proteinlerin işlevleri

Proteinler insan vücudunda çok sayıda işlevi yerine getirir, bu nedenle analiz düşük veya yüksek içeriklerini gösterirse, bu ihlalleri gösterir. Proteinler metabolik süreçlere, kas kasılmasına katkıda bulunur, diğer proteinlerin aktivitesini azaltır, hücreden hücreye sinyal ve besinleri iletir, çürüme ürünlerini alır ve bunları vücuttan uzaklaştıran organlara taşır.

Belirli reaksiyonları hızlandıran enzim proteinleri (vücutta 5 binden fazla tür vardır). Yapısal proteinler hücrelerin şeklini etkiler veya değiştirir. Örneğin, saç ve tırnakları oluşturan keratin ile bağ dokusunun hücreler arası maddesinin ana bileşenleri olan kolajen ve elastini içerirler.

Bazı proteinler bir kişiyi korur: dokularda toksinlerin varlığını tespit ettikten sonra, onları bağlar ve onları zehirleri parçalayan karaciğere getirir, bu da vücuttan hızla atılmalarını sağlar.

Trombinler ve fibrinojenler kan pıhtılaşmasında rol oynar. Koruma işlevleri, tamamlayıcı sistemin proteinlerinin yanı sıra patojenleri veya yabancı hücreleri tanımladıktan sonra onları yok eden immünoglobulinler (antikorlar) tarafından gerçekleştirilir. Bu nedenle, kandaki düşük veya yüksek içeriği ciddi ihlalleri gösterir.

Taşıyıcı proteinler, moleküllerin hücrenin su geçirmez zarından taşınmasına yardımcı olur. Bunu yapmak için, bazı proteinler, su moleküllerinin zardan geçtiği sıvı dolu gözeneklere sahiptir. Taşıyıcı proteinler gerekli bileşenleri bağlar ve ATP enziminin enerjisini kullanarak bunları hücreye taşır.

Analiz verileri nasıl anlaşılır?

Protein için bir kan testi, vücuttaki patolojik bozuklukların varlığını belirlemenizi sağlar. Ancak nedeni belirlemek için başka teşhis testlerine ihtiyaç duyulacaktır. Protein miktarını belirlemek için klinik tanı merkezleri farklı biyokimyasal analiz yöntemleri kullanır. Tespit yöntemleri arasında tuzlama yöntemi ve kağıt üzerinde elektroforez bulunmaktadır.

Tuzlama yöntemi, proteinleri üç fraksiyona ayırmayı mümkün kılar:

• Globulinler bağışıklık durumunu karakterize eder: onlardan antikorlar, immünoglobulinler, tümör nekroz faktörü ve diğer koruyucu proteinler üretilir.

• Fibrinojen - bu fraksiyon insan kanının pıhtılaşma mekanizmasından sorumludur.

• Albümin - doku sağlar Yapı malzemesi yapıyı korumak ve yeni hücreler üretmek. Serumda en fazla miktarda bulunur.

Kağıt üzerinde elektroforez, ayrıca globulinleri vurgulayarak altı fraksiyona ayırmanıza izin verir. Bu durumda fibrinojen kağıt üzerinde kalır.

Kadınların vücudunda, toplam protein konsantrasyonu, erkek akranlarından yüzde on daha düşüktür. Bunun nedeni, seks hormonları onlardan sentezlendiği için proteinlerin çok daha hızlı tüketilmesidir. Hamile bir kadında, göstergeler daha da düşüktür ve protein miktarının izin verilen değerlerin yüzde otuz altında olması normal kabul edilir. Ayrıca, hızlı büyüme ve gelişme ile açıklanan çocukların vücudunda protein seviyesi daha düşüktür.

Reaktiflere bağlı olarak, farklı klinik teşhis merkezlerinde elde edilen biyokimyasal analiz değerleri farklılık gösterebilir, bu nedenle her şeyden önce doktorun sözlerine odaklanmanız gerekir. Protein fraksiyonunun türüne bağlı olarak, yetişkinlerde aşağıdaki değerler normal kabul edilir:

• Toplam protein: 64 ila 84 g/l.
• Albüminler: 35 ila 55 g/l.
• Fibrinojen: 2 ila 4 g/l.

Globulinlerin fraksiyonu birkaç tip içerdiğinden, gerekirse kağıt üzerinde elektroforez kullanılarak miktarları belirlenir. Kağıt elektroforezi veya başka bir ayırma yöntemi kullanılarak yapılan biyokimyasal analizin kodunun çözülmesi, kanda yüksek protein seviyeleri gösterdiyse, bu, dehidrasyon, aşılama nedeniyle artan antikor üretimi veya yakın zamanda geçirilen bir hastalık gibi bozuklukları gösterebilir. Yüksek değerlerin nedeni, plazma hücrelerinin kötü huylu bir tümörü ve ayrıca kan pıhtılaşmasının ihlali olabilir. Büyük bir sayı zehirlenme ve diğer kritik durumlardan kaynaklanabilen trombositler.

Düşük proteinin nedeni, yetersiz beslenme veya protein eksikliğinden kaynaklanan yetersiz beslenme olabilir. Ayrıca, nedenler arasında doktorlar karaciğer, böbrek patolojisi ile ilgili problemler diyorlar. Normun altındaki bir değer, kronik bir anemi, büyük kan kaybı, mide hastalıkları, bağırsaklar, pankreas, tiroid bezini gösterebilir. Ayrıca, elektroforez ile kod çözme, AIDS, onkolojide düşük miktarda protein içeriğini gösterebilir.

Bu nedenle, normdan bir protein sapması her zaman vücutta bir ihlali işaret eder. Nedeni belirlemek ve teşhis koymak için, tuzlama ve elektroforez yoluyla protein için bir kan testine ek olarak, klinik teşhis merkezinde ek muayenelerden geçmeniz gerekir.

Gerekli günlük protein alımı, kas dokusunun beslenmesine ve içerdiği amino asitlerin doğru seviyede olmasına yol açar. Vücuttaki aşırı protein belirtileri, hastaya iç ve dış rahatsızlık veren çürüme ürünleri ile doku zehirlenmesini gösterir.

Vücuttaki protein - nedir bu?

Özel bir şekilde birbirine bağlanan amino asitler, vücutta yüksek moleküler organik bileşikler - proteinler oluşturur. Değişmeyen bir formda, vücuda giren protein emilmez, bu nedenle amino asitlere bölünür.

Vücutta, bir dizi işlevi yerine getiren amino asitlerden gerekli proteinler oluşur:

• Bileşikler, vücut hücrelerinin organellerinin ve sitoplazmalarının ayrılmaz bir parçasıdır. Örneğin, bağ dokusu proteini saçın, tırnak plakalarının ve tendonların büyümesinde rol oynar.

Vücuttaki protein, tüm organların normal işleyişinde önemli bir rol oynar. Bu nedenle protein dozunu kontrol etmek çok önemlidir. Aşırı protein çoğu zaman ciddi hastalıklara yol açar, bu nedenle ilk sapma belirtisinde uzmanlara danışmak gerekir.