Proteinele în general, cu multe funcții în natură, în ajutoarele de învățare a lexiconului studenților la chimie

Proteinele sunt compuși macromoleculari complecși care sunt compuși în principal sau exclusiv din aminoacizi. Dacă ați descompune aceste macromolecule în elementele lor de bază prin reacții chimice, ați obține un rezultat uimitor. Doar 22 de aminoacizi diferiți sunt implicați în structura biopolimerilor. Cu toate acestea, diversitatea lor este enormă. Există mai mult de 100.000 de proteine diferite în organismul uman, toate îndeplinind funcții specifice. Proteinele sunt împărțite în diferite grupuri în funcție de funcția lor.

Structura proteinelor

Proteine (Proteine) sunt compuși macromoleculari complecși care sunt compuși predominant sau exclusiv din aminoacizi. Se vorbește despre o proteină atunci când mai mult de 100 de aminoacizi sunt legați între ei prin legături peptidice în moleculele sale. Diversitatea lor este enormă. Există mai mult de 100.000 de proteine diferite în organismul uman.

Dacă ați descompune aceste macromolecule în elementele lor de bază prin reacții chimice, ați obține un rezultat uimitor. Doar 22 de aminoacizi diferiți sunt implicați în structura biopolimerilor. Acești aminoacizi se numesc aminoacizi proteinogeni. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că și alți aminoacizi joacă un rol în organism, dar nu sunt implicați în sinteza proteinelor.

Cea mai lungă proteină umană este formată din peste 30.000 de aminoacizi legați; Cu doar 22 de blocuri disponibile, fiecare dintre aminoacizii proteinogeni trebuie, prin urmare, să fi fost încorporați de mai multe ori. Secvența aminoacizilor (tip, număr și ordine) formează Structura primară proteinei și determină, de asemenea, structurarea în spațiu (structura secundară, terțiară și, eventual, cuaternară). Structura complet dezvoltată a proteinei este decisivă pentru funcția în organism și determină doar eficacitatea biologică a proteinei.

Corpul nostru este format din multe proteine. Acestea includ proteine structurale și contractile care permit mișcarea noastră.

Proteinele sunt rotunde care pot îndeplini o mare varietate de funcții în organism (Fig. 2). Acestea determină structura fiecărei celule, participă la procesele metabolice, au funcții esențiale de transport și fac parte din sistemul imunitar. Acesta este unul dintre motivele pentru care proteinele sunt elementele de bază ale vieții.

Proteine structurale

Colagen, elastină și keratina sunt componente ale țesutului conjunctiv, țesutului de susținere și biomembranei și sunt, prin urmare, numite proteine structurale. Colagenul este o proteină care z. B. este conținut în principal în cartilaj, oase, tendoane și piele. Formarea colagenului este strâns legată de prezența vitaminei C. Prin urmare, o dietă sănătoasă și o cantitate bună de vitamina C sunt esențiale pentru vindecarea rapidă în cazul oaselor rupte, operațiilor și leziunilor.

În produsele cosmetice, produsele care conțin colagen sunt din ce în ce mai utilizate pentru a contracara îmbătrânirea de neoprit. Cu injecții adecvate, rezultatul este satisfăcător doar pentru o perioadă limitată de timp, deoarece colagenul injectat este obținut din pieile vitelor și proteinele exogene sunt recunoscute și repartizate rapid. Pe de altă parte, slăbirea pielii este, de asemenea, un proces controlat de proteine.

O modalitate mult mai plăcută de a consuma colagenii de animale (cum ar fi gelatina) este să vă bucurați de urși gumi. Capsulele de gelatină sunt recomandate de mulți producători pentru construirea cartilajului articular, părului, tendoanelor și ligamentelor. Dacă aceste țesuturi pot fi cu adevărat influențate sau nu prin dietă, se discută din nou și din nou.

Proteinele pot fi împărțite în diferite grupuri în funcție de funcția lor în organism.

Proteine contractile

Proteine ca Actin și Miozină determina contractia unui muschi. Aceste și alte proteine contractile sunt esențiale pentru capacitatea noastră de mișcare.
Într-o celulă musculară, fiecare moleculă de proteină a zecea este o moleculă de actină. Acesta constă dintr-un lanț de 375 de reziduuri de aminoacizi legate între ele printr-o legătură peptidică. Miozina este o proteină formată din șase lanțuri polipeptidice. Acționează ca o ATPază. Factorul decisiv este că miozina își schimbă forma atunci când este consumat ATP. Actina activează, de asemenea, această modificare și crește eficiența miozinei. Această interacțiune este baza aproape tuturor mișcărilor din regnul animal (Fig. 3). În mușchi, miozina și actina sunt organizate în filamente, astfel încât mișcările individuale ale moleculelor se adună, făcând contracții musculare vizibile și, ca urmare, mișcări posibile.

Enzime

Enzimele sunt biocatalizatori și aproape fără excepție sunt proteine. Moleculele proteice permit nenumăratele reacții biochimice din celulele organismelor prin scăderea energiei de activare a materiilor prime în procesele biochimice, astfel încât reacțiile biochimice, de exemplu în organismul uman, pot avea loc deja la temperatura corpului.

Dacă unei ființe vii îi lipsesc anumite enzime, apar tulburări metabolice, care pot duce la anumite imagini clinice. De exemplu, în fenilcetonurie, un aminoacid important, fenilalanina, nu poate fi descompus și se acumulează astfel în organism. În hiperamoniemie, metabolismul ureei este perturbat ca urmare a lipsei sau funcționării incorecte a enzimelor. În hiperlizinemie, conținutul de lizină din sânge este prea mare, datorită și unei tulburări metabolice din cauza lipsei de enzime.

Diversele funcții și mod de acțiune ale enzimelor sunt descrise într-un articol separat.

Interacțiunea miozinei și actinei ca o condiție prealabilă pentru contracția și mișcarea musculară

Hormoni

Hormonii sunt substanțe care se formează în anumite organe și sunt eliberate în sânge. Împreună cu sistemul nervos, ele servesc la transferul de informații între organe și celule și sunt astfel substanțe de reglare intercelulare. Hormonii funcționează chiar și în cele mai mici doze și, prin urmare, trebuie utilizați cu o atenție deosebită și responsabil în medicină. Nu toți hormonii aparțin grupului de proteine, dar unii hormoni aparțin aici.

Un hormon proteic foarte cunoscut este acesta insulină. Se formează într-o etapă preliminară, (proinsulina), în insulele Langerhans din pancreas. Această etapă preliminară produce părți egale de peptidă C, care nu are sens pentru metabolismul uman și insulină.
Insulina este formată din două lanțuri: 21 de resturi de aminoacizi sunt legate între ele în lanțul A și 30 de resturi de aminoacizi sunt legate în lanțul B. Aceste două lanțuri sunt legate prin punți de sulf (Fig. 4).
Împreună cu hormonii glucagon și somatostatină (sintetizați și în pancreas), hormonul reglează metabolismul glucozei din organism. Doar insulina poate reduce nivelul zahărului din sânge. Favorizează absorbția glucozei în celule și împiedică amidonul animal depozitat în ficat să se descompună în glucoză. Dacă nivelul zahărului din sânge crește, crește și eliberarea de insulină. Acest lucru scade nivelul zahărului din sânge.

Aproximativ 6 milioane de persoane din Germania suferă de diabet. Ca urmare a lipsei de insulină, reglarea nivelului zahărului din sânge este sever perturbată, iar nivelul zahărului din sânge este prea mare. Dacă un pancreas nu mai produce insulină, insulina umană sau animală trebuie furnizată din exterior pentru a reduce nivelul zahărului din sânge. Astfel de persoane sunt diabetici de tip 1 (5% dintre cei afectați sunt diabetici).
Dacă pancreasul produce prea puțin din hormon, celulele corpului nu mai recunosc suficient insulina. Reacționează slab doar la substanța mesager. Pancreasul produce cantități din ce în ce mai mari de insulină pentru a compensa sensibilitatea redusă la insulină; se poate măsura un nivel excesiv de mare de insulină. Glucoza încă nu este suficient metabolizată, persoana afectată este un diabet de tip 2 (95% dintre cei afectați).

Obezitatea și lipsa activității fizice cresc rezistența la insulină a celulelor. 80-90% dintre diabeticii de tip 2 sunt prea grele. Cu o dietă adecvată, reducerea greutății și activitatea fizică, acest tip de diabet poate fi prevenit sau efectele pot fi reduse.

În această reprezentare simplificată a structurii insulinei, sunt evidențiate punțile de sulf dintre reziduurile de cisteină.

Transport proteine

Proteinele sunt implicate în transportul de oxigen, hormoni, grăsimi, ioni metalici, medicamente și electroni (de exemplu, în fotosinteză) în organism. Hemoglobina (Hb) este o proteină de transport importantă. Pigmentul roșu din sânge este o componentă importantă a celulelor roșii din sânge (eritrocite) și are sarcina de a absorbi oxigenul în plămâni și de a-l transporta către fiecare celulă. Oxigenul este eliberat între capilare și celule. În același timp, dioxidul de carbon este legat de hemoglobină și transportat în celulele sanguine la plămâni. Aici, există un alt schimb de gaze, de data aceasta între capilare și alveole.

Hemoglobina (Hb) este o moleculă proteică foarte mare (Fig. 5). Se compune din 94% globină (4 lanțuri polipeptidice) și 6% din grupul hem (fier) care conține ion (II). Acolo oxigenul este „andocat”. Cantitatea totală de hemoglobină la un adult este de aproximativ 650 de grame. Deoarece celulele roșii din sânge au o durată de viață limitată, în celule roșii sunt produse în fiecare zi în măduva osoasă roșie și, odată cu acestea, hemoglobină. În legătură cu aceasta, 57 de grame de hemoglobină sunt produse în celule roșii imature în fiecare zi.

Concentrația de hemoglobină (Hb) este o caracteristică cheie pentru diagnosticarea anemiei (prea puține celule roșii din sânge) și a altor tulburări sanguine. Dacă concentrația de Hb scade sub următoarele valori limită, se poate presupune anemia:

Bărbați:	13 - 18 g/dl
Femei:	11 - 16 g/dl
Copii până la 6 ani:	10 - 11 g/dl
Copii de la 6 la 14 ani:	11 - 12 g/dl

Reprezentarea structurii spațiale (structura cuaternară) a hemoglobinei

Proteine plasmatice

Proteinele plasmatice sunt proteine precum fibrinogenul, albumina și globulinele conținute în plasma sanguină.

Fibrinogen este responsabil de coagularea sângelui. În cazul unei leziuni, fibrinogenul este transformat în fire de fibrină sub influența tromboplastinei din țesutul rănit. Acestea contribuie la închiderea plăgii.

Ambii Globulinele Se face distincția între alfa, beta și gamma globuline. Acestea se formează în principal în ficat și sunt insolubile în apă pură, dar se dizolvă în plasma sanguină, care are o anumită concentrație de săruri dizolvate (în special sare de masă). Globulinele au atât o funcție de transport, un rol în apărarea imună și coagularea sângelui.

Unele globuline pot lega substanțe de ele însele și astfel le pot transporta în sânge sau, prin această andocare, pot întârzia defalcarea substanței respective. Acest lucru poate avea o influență decisivă asupra eficacității unui medicament. De asemenea, s-a investigat faptul că anumite toxine nu pot fi descompuse și excretate sau doar inadecvate din cauza acestui efect.

Dacă corpul nostru este atacat de bacterii, viruși, polen, ciuperci sau alți atacatori, sistemul imunitar trebuie să reacționeze. Pentru a face acest lucru, trebuie făcută o distincție între prieten și dușman după intrare. Odată ce inamicii au fost identificați și contactați, globulele albe din sânge formează propriile proteine ale corpului, Imunoglobuline, de asemenea anticorp numit. Lupta poate începe. Acești anticorpi pot fi găsiți în sânge, în secrețiile corpului și în fluidele tisulare. Oricât de importantă este apărarea acestui organism împotriva proteinelor străine ale germenilor, această reacție imună la transplanturile de organe poate împiedica succesul operației și, astfel, salvarea vieții. De aceea, organul și destinatarul ar trebui să aibă un acord maxim, astfel încât organul care susține viața să nu fie recunoscut ca dușman și respins. În plus, pacientul trebuie adesea să trăiască pe viață cu un sistem imunitar suprimat de medicamente.

albumină formează cea mai mare proporție de proteine plasmatice din punct de vedere cantitativ (până la 60%). Una dintre principalele sarcini ale albuminei este de a acționa asupra distribuției fluidelor în organism, de exemplu pentru a preveni retenția de apă între celule. Dacă organismului îi lipsește proteinele din cauza nutriției inadecvate, nu mai pot îndeplini această funcție și apar edem și retenție de apă în țesut. Copiii subnutriți din țările în curs de dezvoltare prezintă un astfel de edem al foamei, cu burtica lor notabilă. Alte simptome ale deficitului de proteine sunt slăbiciunea musculară, ficatul gras și tulburările de creștere. În plus, albumina îndeplinește și o funcție de transport și, nu în ultimul rând, servește ca proteină de rezervă.