Протеины

Мы объясним, что такое белки и какие типы белков существуют. Для чего они используются, их структурные уровни и продукты питания
Аминокислоты соединены между собой пептидными связями

Что такое белок?

Белки – это макромолекулы , состоящие из структурных единиц, называемых аминокислотами. Они всегда содержат в своей структуре углерод, кислород, азот, водород и часто также серу

Аминокислоты – это органические молекулы, состоящие из аминофункциональной группы (-NH2) на одном конце и карбоксильной функциональной группы (-COOH) на другом конце. Существует двадцать основных аминокислот, которые в различных комбинациях составляют основу белков. Двумя примерами аминокислот являются аланин и цистеин:

Для образования белков аминокислоты соединяются пептидными связями , т.е. соединением конца аминофункциональной группы (-NH2) одной аминокислоты с концом карбоксильной функциональной группы (-COOH) другой аминокислоты. Таким образом, аминокислоты соединяются в различных комбинациях и столько раз, сколько необходимо, пока не образуется каждый конкретный белок. Пример образования пептидной связи можно увидеть на следующем рисунке, где аланин показан розовым , цистеин – красным, а пептидная связь – синим:

Типы белков

Сложные белки состоят из различных веществ, входящих в состав их аминокислот.

Белки очень важны для организма, так как они участвуют во всех процессах , которые он осуществляет. Их можно классифицировать по следующим признакам:

• Их химический состав: .
• Простые белки . Также известные как холопротеины, они состоят только из аминокислот или их производных.
• Конъюгированные белки. Также известные как гетеропротеины, их структура состоит, помимо аминокислот, из других веществ, таких как металлы ионы , среди прочих.
• Их трехмерная форма (пространственное распределение их структуры):
• Волокнистые белки. Их структура имеет вид длинных волокон, и они нерастворимы в воде
• Глобулярные белки. Они имеют свернутую и компактную структуру, почти сферическую форму и, как правило, растворимы в воде.

Для чего используются белки?

Белки необходимы для человеческого организма и его роста. Некоторые из их функций таковы:

• Структурный. Многие белки отвечают за придание формы, эластичности и поддержки клеткам и, следовательно, тканям. Примерами являются коллаген, эластин и тубулин.
• Иммунологический. Антитела – это белки, которые служат защитой от внешних агентов или инфекций, поражающих организм человека и животных
• Двигатель . Миозин и актин – это белки, которые обеспечивают движение. Кроме того, миозин является частью сократительного кольца при делении клеток, обеспечивая цитокинез (разделение клеток путем удушения).
• Ферментативный. Некоторые белки ускоряют определенные метаболические процессы. Примерами ферментных белков являются пепсин и сахараза.
• гомеостатический. Гомеостаз – это поддержание внутреннего равновесия в организмах. Белки с гомеостатической функцией, наряду с другими регуляторными системами, поддерживают pH регуляцию этих организмов.
• Резерв . Многие белки являются источником энергии и углерода для многих организмов. Например: казеин и овальбумин.

Структурные уровни белков

Когда белок теряет один из структурных уровней, он денатурируется.

Структура белка может быть классифицирована по различным уровням организации и распределения составляющих его единиц, в соответствии с:

• первичная структура . Последовательность аминокислот, составляющих белок (относится только к типам аминокислот, составляющих его структуру, и порядку их соединения).
• Вторичная структура. Описывает локальную ориентацию различных сегментов, составляющих белок. В целом, хотя существуют и другие типы, основными из них являются: Альфа-спираль (это сегмент со спиральной структурой на себе) и складчатый бета-лист (это сегмент с вытянутой и сложенной формой, похожий на гармошку). Формы обоих сегментов формируются и стабилизируются в основном за счет водородно-мостовых взаимодействий.
• третичная структура. Состоит из расположения в пространстве вторичной структуры, которая может соответствовать форме глобулярных или волокнистых белков. Третичная структура стабилизирована взаимодействиями Ван-дер-Ваальса , дисульфидными мостиками между серосодержащими аминокислотами, гидрофобными силами и взаимодействиями между радикалами аминокислот.
• четвертичная структура. Образован связью нескольких пептидных сегментов, т.е. состоит из связи нескольких белков. Белки с четвертичной структурой также называются олигомерными белками и не составляют большинства белков. Эта структура стабилизируется теми же типами взаимодействий, которые стабилизируют третичную структуру.

Когда белки подвергаются воздействию высоких температур , резким изменениям pH, действию некоторых органических растворителей, среди прочих факторов, они денатурируют. Денатурация – это потеря вторичной, третичной и четвертичной структур, в результате чего полипептидная цепь остается без фиксированной трехмерной структуры, т.е. редуцируется до своей первичной структуры. Если белок восстанавливает эти структуры (возвращается к своей первоначальной форме), то он является ренатурированным. На следующем рисунке показаны различные структуры белка:

Продукты, богатые белком

Употребление определенного количества белка является основой любой здоровой диеты.

Богатые белком продукты рекомендуются для здорового, высокобелкового питания коктейли обеспечивают большую часть рекомендуемой суточной нормы потребления белка

Существует два типа продуктов, богатых белком: растительного происхождения и животного происхождения. Высокобелковые продукты животного происхождения – это яйца, рыба, молочные продукты, красное и белое мясо. Орехи, соя, зерновые и бобовые – это высокобелковые продукты растительного происхождения