Всичко за протеините част 1 - FOODPUNK
Какво всъщност е ... протеинът?
Модулната протеинова система Каква е разликата между отделните аминокиселини? Разнообразие от форми в протеините Денатурация - промяна в структурата на протеина
Къде всъщност се срещат протеините? Млечни протеини Яйчни протеини Месото като източник на протеин Растенията като източник на протеин
В следващата статия искаме да ви разкажем малко повече за протеините. От трите ни макронутриента (въглехидрати, протеини, мазнини), протеините представляват най-разнообразната група молекули.Те играят роля в практически всички биологични структури и във всички процеси в нашето тяло.
Що се отнася до храненето, често говорим само за факта, че протеините са важни за поддържането на мускулите и трябва да бъдат включени в нашата диета в определено съотношение. Протеините често се обобщават до еднообразно вещество. Разбира се, има не само един протеин, а хиляди различни протеини с различни размери, форми и най-важното с различни задачи.
"Протеините са важни не само за поддържане на мускулите"
Ще разгледаме различните функции по-късно. Ето само няколко примера: Има протеини, които дават структура, транспортни протеини, ензими, протеини за съхранение и много други. Но защо протеините могат да поемат толкова много различни задачи? За да разберем това, нека разгледаме по-отблизо структурата.
Най-малката структурна единица протеини се нарича аминокиселини. Има 20 протеиногенни - т.е. протеинообразуващи аминокиселини. Всички протеини са изградени от тези 20 аминокиселини. Подобно на Lego тухлите в кутия Lego, аминокиселините също могат да бъдат събрани в безброй комбинации. Всяка комбинация осигурява различен протеин. Някои протеини се състоят само от няколкостотин аминокиселини, други от няколко хиляди.
"20 аминокиселини образуват градивния елемент на нашите протеини."
Тялото може само да произвежда повечето от аминокиселините. Останалото е от съществено значение и трябва да се набавя чрез храната. Основни аминокиселини са лизин, левцин, изолевцин, треонин, валин, метионин, фенилаланин и триптофан.
Каква е разликата между отделните аминокиселини?
„Късите вериги се наричат пептиди, дългите вериги се наричат протеини“
Ако до 100 аминокиселини са нанизани във верига, се говори за пептиди (къси протеини), а в случай на още по-дълги вериги - за протеини. Можете също така да си представите цялото нещо малко като низ от перли.
„Различните свойства на аминокиселините водят до различни свойства на протеините“
Току-що споменахме, че различните аминокиселини имат различни свойства. Някои имат аминокиселини основен или киселинни свойства, са водоразтворим (хидрофилен) или неразтворим във вода д (хидрофобна), отрицателен или положително заредени и др. Свойствата на отделните аминокиселини са по-късно определящи за свойствата и функциите на протеина. Ако има много хидрофилни аминокиселини, протеинът вероятно ще бъде много разтворим във вода. Ако аминокиселините са по-хидрофобни, протеинът няма да се разтвори толкова лесно във вода.
Разнообразие от форми в протеините
Дори и да не можете да видите такава единична протеинова молекула, важно е да знаете, че протеините имат пространствена структура. Те заемат място в стаята и имат много специфична форма, която е уникална за всеки протеин.
Дългата верига от нанизани аминокиселини е така наречената първична структура на протеините. Всеки протеин има много индивидуална последователност от аминокиселини, която е характерна за този протеин. В допълнение към тази първична структура, протеинът продължава да се сгъва в много специфична форма.
„Протеините се сгъват компактно“
В зависимост от това кои аминокиселини присъстват в протеина и в какъв ред те са нанизани заедно, участъци от протеина се сгъват в определени структури. Това са предимно плоски структури (така наречените листовки) или спиралови - т.е. спиралови структури. Тези структури се наричат вторични структури.
Снимка 1: Shutterstock/molekuul_be
Снимка 2: shutterstock/magnetix
По-просто казано, може да се каже, че аминокиселините предпочитат да взаимодействат с аминокиселини, които са подобни на тях. Ако тези аминокиселини не са точно една до друга, перлената огърлица трябва да се сгъне, така че тези аминокиселини да се сближат. Един протеин може да се състои само от спирали или листове, или може да има както спирали, така и листни структури. Целият триизмерен външен вид на протеина се нарича третична структура. Има например по-сферични протеини като хемоглобин или дълги влакнести протеини като колаген.
„За да може един протеин да се разтвори добре във вода, той трябва да се сгъне, така че водоразтворимите аминокиселини да са отвън, а неразтворимите във вода аминокиселини отвътре.
Не само аминокиселинната последователност, но и сгъването са важни влияещи фактори за различните свойства на протеините. Нека разгледаме два примера. Суроватъчните протеини са сферични протеини. Те се сгъват по такъв начин, че водоразтворимите аминокиселини се намират главно на повърхността на топката, а неразтворимите във вода аминокиселини са разположени повече в топката. Това прави протеина водоразтворим. Транспортният протеин в кръвта ни, като хемоглобин, който може да транспортира кислород, разбира се трябва да бъде лесно разтворим във вода, тъй като кръвта ни е воден разтвор и хемоглобинът не може да транспортира нищо друго. Следователно такива молекули имат повече водоразтворими аминокиселини на повърхността. Но разбира се има и протеини, които не са водоразтворими. Структурните протеини или мускулните протеини например имат много компактна структура и следователно не са водоразтворими. Би било глупаво, ако изведнъж се разделим, докато плуваме.
Нека обобщим отново: Всеки протеин има специална последователност от аминокиселини и придобива характерна форма. И двете са много важни за тяхната биологична функция. Но какво се случва сега, ако променя тази структура?
"Структурната промяна в протеините се нарича коагулация или денатурация."
По време на денатурацията третичната и вторичната структура на протеините се променят или унищожават. Структурата на протеините е чувствителна към различни външни влияния, като топлина, киселини, ензими или соли.
"Топлината и киселините могат да коагулират протеините."
Вероятно всеки може да си представи нещо при топлинна денатурация, защото всеки от вас вече е сварил яйце. Протеините в яйцето се разгръщат чрез топлината на готвене или пържене. Аминокиселините, които преди това са били скрити в молекулата, изведнъж са на повърхността и могат да реагират с части от други протеини. Вместо предварително поръчаната структура, изведнъж имате много заплетени вериги и вместо течната сега твърдо сварено яйце.
Снимка: Shutterstock/Barbro Bergfeldt
Действа много подобно с киселото мляко. Тук се използва само киселина, а не топлина. Млечнокиселите бактерии се хранят с лактозата, съдържаща се в млякото, и в процеса произвеждат млечна киселина. Поради киселинността казеините (някои млечни протеини) губят своята разтворимост в млякото и се утаяват. След това те се натрупват и образуват триизмерна протеинова мрежа, която гарантира, че киселото мляко се свързва.
Със сирене всичко се прави ензимно. Сирището (ензим, необходим за производството на сирене) отрязва водоразтворимите аминокиселинни групи от повърхността на казеина, така да се каже. Това също означава, че казеинът вече не е разтворим и че се образува твърдо сирене.
„Сирене, кисело мляко, твърдо сварени яйца - примери за коагулиран протеин“
Денатурирането на протеините е важно не само при производството на сирене и кисело мляко. От хранителна гледна точка също е важно хранителните протеини да бъдат денатурирани първо. Разгънатите протеини могат да бъдат разделени на отделни части много по-добре от нашите ензими. Между другото, нашата стомашна киселина също е там, за да денатурира протеините, съдържащи се в храната.
Вече споменах единия или другия протеин в предишния текст. Много протеини вече се използват и с английското име, като суроватка. Ето защо ето кратък преглед на произхода и обозначението на най-важните диетични протеини:
Млечни протеини
"Казеините и суроватъчните протеини са и млечни протеини."
Млякото съдържа две протеинови фракции. Суроватъчните протеини - няма такова нещо като един суроватъчен протеин, но различни протеини, които се класифицират като суроватъчни протеини въз основа на техните свойства - и казеините. Отново група от различни протеини. Суроватъчните протеини са чувствителни към топлина и например образуват кожата на пудинг или какао.
„Суроватката е английското наименование на суроватъчен протеин.“
На английски суроватъчните протеини се наричат суроватка. Казеините са устойчиви на топлина, но не са устойчиви на киселини и са отговорни за слагането на кисело мляко или сирене.
Яйчни протеини
Различни протеини се намират както в яйчните жълтъци, така и в белтъците. Яйчните жълтъци също съдържат мазнини. Най-често срещаният протеин по отношение на количеството е овалбуминът, който се съдържа в яйчния белтък.
Месото като източник на протеин
В допълнение към мускулните протеини като миозин и актин, за да назовем два важни представители, има и протеини на съединителната тъкан като колаген и еластин. При което колагенът играе по-важна роля в нашата диета. Намира се главно в кожи, сухожилия, кости и парчета месо, съдържащи съединителна тъкан.
Растенията като източник на протеин
Растенията също стават все по-важни като източник на протеин. Растителните източници на протеин включват конопени семена, ориз, грах и лупина.
В другите статии от нашата протеинова поредица ние подчертаваме значението на протеините в производството на храни и различните стойности на протеини от животински и растителни източници.
Чудите ли се колко протеини са разрешени в диета с ниско съдържание на въглехидрати? Отговорът можете да намерите в нашата задълбочена статия за кетогенната диета.