Протеините са основни хранителни вещества за човешкото тяло, състоящи се от биологични макромолекули, образувани от една или повече вериги от аминокиселини.
Повече от половината от сухото тегло на клетките на всички живи същества се състои от протеини, най-важните биологични макромолекули.
Тези макромолекули се намират в изобилие в храни от животински произход.
Протеинов състав
Съставът и другите характеристики на протеините са обект на изследване в биохимията, която е субдисциплина на биологията.
Съставът на протеините има въглерод, водород, азот и кислород и на практика във всички тях има и присъствие на сяра. Елементи като желязо, цинк и мед може също да присъства.
Протеините са основно съставени от набор от аминокиселини, които са ковалентно свързани помежду си.
Дълга верига от аминокиселини е a полипептид.
Тези връзки между аминокиселините се наричат пептидни връзки.
Пептидните връзки възникват като реакция между групата моето (органично съединение, получено от амоняк) на аминокиселина и групата карбоксил (компонент на карбоксилни киселини) от други.
С = въглерод; Н = водород; O = кислород; N = азот; R = група R или странична верига (аминокиселинна идентичност).
Има 20 аминокиселини, които могат да се комбинират по различни начини, за да образуват различни видове протеини.
знам повече за аминокиселини.
Видове протеини
Протеините могат да бъдат класифицирани в две групи според тяхната функция в организма: динамични протеини и структурни протеини.
динамични протеини
Динамичните протеини имат функцията да защитават тялото, да транспортират вещества, да катализират реакциите и да контролират метаболизма.
структурни протеини
Структурните протеини имат основната функция да формират структурата на клетките и тъканите в тялото.
Класификация на протеини
Класификацията на протеините варира в зависимост от основния фактор, който се взема предвид.
Класификация на състава
Когато обект на изследване е съставът на протеините, те могат да бъдат класифицирани в две групи:
- прости протеини: са тези, които отделят аминокиселини само по време на хидролиза.
- конюгирани протеини: протеини, които по време на хидролиза освобождават аминокиселини и непептиден радикал.
Класиране по брой полипептидни вериги
По отношение на броя на полипептидните вериги, протеините могат да бъдат класифицирани като:
- мономерни протеини: са протеини, които имат само една полипептидна верига.
- олигомерни протеини: са протеини, образувани от повече от една полипептидна верига.
Класификация по форма
По отношение на формата, протеините могат да бъдат класифицирани в два вида:
- Влакнести протеини: При влакнести протеини полипептидните вериги се навиват като въже. Една от характеристиките на влакнести протеини е, че те не са разтворими във водни разтвори. Освен това те са отговорни за здравината и гъвкавостта на конструкциите, където се намират. Примери за влакнести протеини: кератин, колаген
- Кълбовидни протеини: полипептидните вериги на глобуларните протеини се сгъват във форма приблизително сферични или както подсказва името, кълбовидни, което ги прави да приличат на земно кълбо. Кълбовидните протеини обикновено са разтворими във водни разтвори. Примери за глобуларни протеини: хемоглобин, ензими.
Изображения на влакнест протеин и глобуларен протеин
знам повече за хемоглобин и ензим.
протеинова структура
Що се отнася до структурата на протеиновата молекула, вижте как тя може да бъде класифицирана:
първична структура
Първичната структура е генетично детерминирана. Това е най-простата структура от всички, където аминокиселините са подредени по линеен начин.
вторична структура
За да бъде протеиновата структура вторична, първичната структура трябва да има аминокиселини, ковалентно свързани помежду си. Следователно молекулите могат да претърпят ротации и в крайна сметка да взаимодействат по три начина:
- алфа спирала: придобива спираловидна форма, когато възникнат водородни връзки между аминокиселини.
- бета листове: когато има водородни връзки между аминокиселините и последващото генериране на лист и твърда структура.
- Връзки: те са нередовни структури в ядрото и образуването им се извършва извън сгъването на протеини.
третична структура
Това се случва, когато разгръщането на вторичната структура е подредено в пространството по триизмерен начин.
кватернерна структура
Тази структура се осъществява чрез взаимодействие между идентични или не идентични полипептидни вериги, които се групират заедно и образуват една триизмерна структура.
Протеинови функции
Протеините играят основна роля в организма. Те са основата за материала, който формира органи и тъкани, както и основата за формирането на костите, косата, зъбите и т.н.
Функцията на протеина варира в зависимост от неговата форма и структура. На практика всички клетъчни функции трябва да бъдат медиирани от протеини.
Вижте някои от основните функции на протеините по-долу.
- Структурирайте клетките.
- Действат като ензими и по този начин ускоряват химичните реакции.
- Транспортиране на молекули и йони.
- Съхранявайте вещества.
- Подпомага движението на клетките и тъканите.
- Изграждане и възстановяване на тъкани и мускули.
- Участвайте в генната регулация.
- Причиняват мускулна контракция чрез действието на два вида протеин: миозин и актин.
- Защитавайте тялото (антителата са видове протеини).
- Пренасяне на кислород (хемоглобинът е протеинът, който пренася кислород в тялото).
- Осигурете енергия.
- Действа в регулирането на метаболизма под формата на хормони.
Протеинови характеристики
Една от основните характеристики на протеините е способността т.нар денатурация. Денатурацията е необратима промяна в свойствата на протеините, когато те се нагряват или разбъркват.
Що се отнася до човешкото тяло, то е вторият по големина компонент на организма, на второ място след водата.
Характеристиките на протеините се различават според произхода им: тези от животински произход имат по-висока биологична стойност; те се считат за пълноценни протеини, с всички незаменими аминокиселини в оптимални количества и пропорции.
Протеини и храна
Когато ядем храна, употребата на протеини от тялото ни става чрез храносмилане.
При храносмилането протеините са изложени на киселина и на хидролиза и така се случва вашето денатурация.
Когато са подложени на прекомерна топлина и възбуда, например, вторичните и третичните структури претърпяват необратими промени и в резултат губят своите свойства. Поради тази причина някои храни губят хранителната си сила при варене.
Протеините могат да бъдат от животински и растителен произход.
Познайте основните характеристики на тези протеини.
| животински протеини | растителни протеини |
|---|---|
| Те имат висока биологична стойност. Те са пълноценни протеини, с всички незаменими аминокиселини в идеални количества и пропорции. | Те имат ниска биологична стойност, тоест количеството на незаменимите аминокиселини е по-ниско. |
| Те имат по-голямо количество азот в сравнение с растителните протеини. | В сравнение с животинските протеини, те имат по-голямо количество аминокиселина аргинин, което прави имунната система по-ефективна. |
| Те са богати на калций, желязо, витамин В12 и цинк. | Те са богати на въглехидрати и витамини. |
| Те имат много вредни мазнини. | Те не съдържат вредни мазнини. |
| Те имат малко влакна. | Те са богати на фибри. |
Храни, богати на животински протеини
По-долу е даден списък с примери за протеинови храни от животински произход.
- Риба тон
- Скариди
- червено месо
- Пиле
- Яйца
- Перу
- Прасе
- Кисело мляко
Храни, богати на растителни протеини
По-долу е даден списък с примери за протеинови храни от растителен произход.
- Бадем
- Фъстък
- кафяв ориз
- Овес
- Броколи
- Грахово зърно
- Спанак
- печен боб
- леща за готвене
Сред растителните храни има и такива плодове с високо съдържание на протеини:
- Авокадо
- Сини сливи
- Банан
- суха кайсия
- Фиг
- Малина
- Гуава
- Jabuticaba
- джакфрут
- Оранжево
- Пъпеш
- Предайте грозде
протеиново храносмилане
Процесът на смилане на протеини започва в стомаха. Присъщата в нея солна киселина стартира процеса чрез денатуриране на протеините, т.е. разрушаване на водородните връзки в тяхната структура.
След това протеолитичните вериги губят формата си и се подлагат на действието на ензимите. В този момент пепсиновият ензим кара протеините да станат по-малки молекули, т.е. пепсинът причинява частично разграждане на протеина и хидролизира пептидните връзки.
Вторият етап на храносмилането на протеини се извършва в тънките черва. В него протеините се подлагат на действието на панкреатичните ензими. След това пептидите и аминокиселините се абсорбират и отвеждат в черния дроб.
Ензими, които участват в храносмилането
Процентът на освободен от организма протеин под формата на изпражнения отговаря на около 1% от погълнатото количество.
протеинов синтез
Синтезът на протеини е процес, определен от ДНК, при който биологичните клетки генерират нови протеини. Това се случва във всяка клетка в тялото.
По време на процеса има транскрипция на ДНК от информационната РНК и след това транслация на тази информация от рибозомите и транспортната РНК, която носи аминокиселините.
Аминокиселинната последователност определя образуването на протеин.
Синтезът на протеини е разделен на три фази: транскрипция, Превод и активиране на аминокиселини.
знам повече за РНК и ДНК.
Транскрипция
Във фазата на транскрипция, РНК за съобщения (mRNA) транскрибира съобщението от цистрона (част от ДНК).
РНК полимеразният ензим се свързва с ензимен комплекс. Двойната спирала е отменена и с нея се разрушават водородните връзки, които свързват основите на веригите.
След това започва процесът на синтезиране на иРНК молекула. По време на този процес възникват връзките между базите:
- ДНК аденин с иРНК урацил.
- ДНК тимин с иРНК аденин.
- цитозин от ДНК с гуанин от иРНК и така нататък.
В крайна сметка иРНК молекулата се отделя от ДНК веригата (която от своя страна отново има водородни връзки) и двойната спирала се възстановява.
Преди да напусне ядрото, РНК узрява или се обработва. Някои от частите му се отстраняват, а тези, които остават, образуват връзки помежду си и образуват зряла РНК.
Тази РНК има кодиране на аминокиселини и може да премине към цитоплазмата, която е частта от клетката, където ще се проведе фазата на транслация.
Превод
На този етап се образуват протеините.
Фазата на транслация се осъществява в цитоплазмата на клетката и се състои от процес, при който съобщението, присъстващо в иРНК, се декодира в рибозомата.
Активиране на аминокиселини
По време на процеса на транслация влиза в действие Транспортната РНК (tRNA). Той е обозначен така, защото има функцията да транспортира аминокиселини от цитоплазмата до рибозомите.
След това аминокиселините се активират от определени ензими, които се свързват с тРНК, пораждайки аа-тРНК комплекса.
Протеинова електрофореза
Електрофорезата с протеини е тест, който се състои от разделяне на протеините, открити в урината (уринарни протеини) или в кръвния серум (серумни протеини).
Това е тест, използван за откриване на отсъствие, намаляване или увеличаване на протеини, в допълнение към откриване на наличието на анормални протеини. Този тест помага при диагностицирането на заболявания, които влияят върху усвояването, загубата и производството на протеини.
Нередовното количество протеини може да показва например проблеми с бъбреците, диабет, автоимунни заболявания и рак.
Измерването на количеството на общия протеин може също да покаже хранителния статус на индивида.
Излишък на протеини в организма
Приемът на протеини трябва да бъде умерен, тъй като твърде много от него може да доведе до здравословни проблеми. Организмът, който има прекомерно количество протеин, може да претърпи увреждане на бъбреците (например, камъни) и развиват заболявания като артериосклероза и остеопороза, имат наддаване на тегло и проблеми с черен дроб.
Поради тази причина е необходимо да бъдете много внимателни, когато следвате така наречената „протеинова диета“ (диета, базирана на храни, които са добри източници на протеин), тъй като консумацията не може да бъде преувеличена.
Ниско съдържание на протеини в организма
Докато прекомерното количество протеин в тялото е вредно за организма, твърде ниското количество също е вредно.
Един от ефектите, причинени от ниското количество протеин в организма, е например атрофия на част от централната нервна система.
В допълнение, индивидът също може да изпита загуба на тегло, постоянна умора, мускулни болки, лечебни проблеми, загуба на коса и т.н.
Любопитства
Мускулни протеини
Консумацията на храни, богати на протеини, е от основно значение за тези, които спортуват с намерение да качат мускулна маса.
По време на тренировка с тежести се получава разграждане на протеини в мускулната тъкан. За да настъпи възстановяването на тези тъкани, тялото търси съществуващите протеини от диетата.
Поради тази причина е от съществено значение човек, който тренира и иска да постигне определен мускулен растеж, да яде богата на протеини храна редовно през целия ден.
Някои хора прибягват до използване на протеинови добавки, за да допълнят препоръчителния си дневен прием.
Тази употреба обаче трябва да бъде придружена от специалист по хранене, който ще има разказва за хранителните навици на човека, начина му на живот и практикувания спорт други.
Алергия към протеини от краве мляко
Алергия към протеин от краве мляко, известен още като APLV, се счита за най-честата хранителна алергия. Смята се, че 2.2% от децата представят APLV картината през първите години от живота.
Това е алергична реакция, която организмът има не само при контакт с краве мляко, но и при контакт с неговите производни.
Вижте също какво означава веган и какво яде веган.
Тази реакция може да се прояви по три различни начина: IgE медииран, не-IgE медиирани или смесени.
Проверете по-долу някои характеристики на всяка от формите на проявление:
| IgE медииран | Не-IgE медиирано | смесени |
|---|---|---|
| О организмът произвежда антитела специфичен IgE (имуноглубулини Е) за борба с млечните протеини. | Алергичната реакция не се предизвиква от производството на специфични IgE антитела, а от възпалително клетъчно производство. | Алергичната реакция се задейства и от двете производство на антитела от IgE тип, както и от други клетки в тялото. |
| В реакциите възникват незабавно, появяващи се дори секунди след контакт с мляко или негови производни. | В реакциите могат да се появят часове или дни след контакт с краве мляко или негови производни. | В реакциите могат да възникнат незабавно след контакт с краве мляко или негови производни, или дълго след. |
| Основни симптоми: повръщане, червени плаки, които карат тялото да сърби, затруднено дишане, подути очи и устни, диария и анафилактичен шок. | Основни симптоми: повръщане, запек, диария (понякога със слуз или кръв), спазми и възпалено черво. | Основни симптоми: суха кожа, с десквамация (в крайна сметка с рани), диария, повръщане, възпаление на стомаха и / или хранопровода, коремна болка и рефлукс. |
