Хранене на метаболизма - Протеини (протеини)

Обща информация за протеините

Протеините, наричани още протеини, са макромолекули, които са изградени от аминокиселини.
Те придават на клетките своята структура, транспортни продукти на реакция и изпомпващи йони.
Думата за „протеин“ идва от гръцки (= proteios) и означава нещо като приоритет (protos = по-важно). Gerardus Johannes Mulder за първи път използва този термин в публикация през 1839 г.
Всички протеини на живо същество (също тъкан, клетка, клетъчно отделение) заедно се наричат протеоми.

Синтез на протеини

Пространствена структура на протеините

Структурата на протеина може да бъде разделена на четири вида:

Вторична структура
Във вторичната структура се прави разлика между α-спирала и β-лист. Те означават често срещани мотиви за пространственото подреждане на аминокиселината и са резултат от водородни връзки между пептидните връзки.

Третична структура
Третичната структура е пространственото разположение на полипептидната верига, която е надредена на вторичната структура.
Силите на свързване, които възникват, са дисулфидни мостове (ковалентни връзки) и нековалентни връзки (водородни връзки). Възникват и силите на Ван дер Ваалс, което кара протеина да се сгъва допълнително.

Кватернерна структура
Няколко третични структури заедно образуват протеинов комплекс, който може да възникне или от няколко полипептидни вериги, или от комбинация от няколко протеина.
Субединиците на такъв комплекс се наричат протомери и повечето са само функционални в комплекса.
Освен това в това отношение се разграничават две основни групи протеини
Кълбовидните протеини са оформени като сфери или круши и обикновено са лесно разтворими във вода или солеви разтвори.
Фибриларните протеини имат нишковидна или влакнеста структура и обикновено са неразтворими, тъй като са част от поддържащите и структурни вещества. (Кератини в косата, например)

Функции на протеините в организма:

Защита, защита срещу микроорганизми
Структура на тялото, движение
- Колагените са структурни протеини на кожата, съединителната тъкан и костите
- Структурни протеини -> структура на тъканта или цялата структура на тялото
Мускулите -> миозините и актините, които позволяват мускулното свиване, променят формата си
Кератинови структури -> коса/вълна, нокти/нокти, човки
Метаболизъм
- Ензими -> активиране и контрол (био) химични реакции
- Регулиране на концентрацията на йони
- Транспортни протеини -> транспорт на хемоглобин, трансферин
- Мембранните рецептори позволяват конформационни промени
- Протеините, които са по-малки от хормоните, контролират процесите в тялото
- Фактори на кръвосъсирването -> предотвратяват загубата на кръв в случай на наранявания
- Резервен материал
Протеините като източник на енергия, когато сте гладни

Мутациите причиняват промени в структурата на протеина:

Загуба на протеинова функция -> значими заболявания
Повишаване на ензимната активност
Функцията е запазена -> тиха мутация
полезна, функционална промяна

Денатурация на протеини

Структурата на протеина може да се промени под въздействието на налягане, екстремни температури и физически влияния, така че редът на аминокиселините да се обърне.
Този процес, денатурацията, не може да бъде обърнат, т.е. оригиналната триизмерна структура не може да бъде възстановена.
Напр. Не втечнявайте твърдия белтък отново след готвене.
Хората денатурират храната си, като готвят, за да улеснят храносмилането. В случай на треска, някои протеини (ензими) вече се денатурират и в резултат на това губят жизнените си функции.
Окисляването на протеини от реактивни кислородни видове (кислородни радикали) също може да доведе до загуба на функция в протеините и до натрупване на дегенерирани протеини в клетката.

Икономическо значение на протеините

Всяка година в Германия се използват около 55 000 тона протеин. Те са предимно от животински произход. Повечето от растителните протеини се използват в производството на фуражи за животни.
По отношение на животинските протеини трябва да се спомене желатинът, който се добива от говеда и свински кости и чието производство е около 32 000 тона годишно. Около половината от него се използва в химическата и фармацевтичната индустрия.
В допълнение към желатина, казеинът също е важен източник на протеини, особено за химическата промишленост, тъй като протеинът, получен от млечен протеин, се използва главно като покритие за гланцови хартии.
Други 6000 до 7000 т протеини са продукти, произведени от дрожди, които се използват главно във фармацевтиката.

Храни, съдържащи протеини:

плът
риба
Яйца
Млечни продукти (сирене и кварк)
ядки
Бобови растения (соя: 41,5%)

Какво се случва, когато липсва протеин?

Тъй като протеините имат много задачи в човешкото тяло, включително поддържане на телесни клетки и заздравяване на рани и заболявания, недостигът на протеин има отрицателно въздействие върху здравето. Възрастният трябва да консумира 0,8 грама протеин на килограм телесно тегло. Потребността е увеличена при деца и бременни жени, но физическата активност не я увеличава. Незаменимите аминокиселини трябва да се набавят чрез храната. (Изолевцин, левцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин)

Дефицитът може да причини следните симптоми:

най-лошият случай: заболяване с дефицит на протеин (Kwashiokor)
Глад стомах (задържане на вода)
Мускулна слабост
Забавен растеж
Мастен черен дроб
Косопад
постоянният дефицит на протеин може да доведе до смърт