Białka: funkcje, typy i przykłady

Białka są niezbędnymi składnikami odżywczymi dla ludzkiego organizmu, składającymi się z biologicznych makrocząsteczek utworzonych przez jeden lub więcej łańcuchów aminokwasów.

Ponad połowa suchej masy komórek wszystkich żywych istot składa się z białek, najważniejszych biologicznych makrocząsteczek.

Te makrocząsteczki występują obficie w żywności pochodzenia zwierzęcego.

Skład białka

Skład i inne cechy białek są przedmiotem badań biochemii, która jest subdyscypliną biologii.

Skład białek ma węgiel, wodór, azot i tlen praktycznie w każdym z nich jest również obecność siarka. Elementy takie jak żelazo, cynk i miedź może być również obecny.

Białka składają się zasadniczo z zestawu aminokwasów, które są ze sobą kowalencyjnie połączone.

Długi łańcuch aminokwasów to polipeptyd.

Te wiązania między aminokwasami nazywane są Wiązania peptydowe.

Wiązania peptydowe występują jako reakcja między grupą kopalnia (związek organiczny pochodzący z amoniaku) aminokwasu i grupy karboksyl (składnik kwasów karboksylowych) od innych.

C = węgiel; H=wodór; O=tlen; N = azot; R= grupa R lub łańcuch boczny (identyczność aminokwasowa).

Istnieje 20 aminokwasów, które mogą łączyć się na różne sposoby, tworząc różne rodzaje białek.

dowiedz się więcej o aminokwasy.

Rodzaje białek

Białka można podzielić na dwie grupy w zależności od ich funkcji w organizmie: białka dynamiczne i białka strukturalne.

białka dynamiczne

Białka dynamiczne pełnią funkcję obrony organizmu, transportu substancji, katalizowania reakcji i kontrolowania metabolizmu.

białka strukturalne

Białka strukturalne pełnią główną funkcję tworzenia struktury komórek i tkanek w ciele.

Klasyfikacja białek

Klasyfikacja białek różni się w zależności od głównego czynnika branego pod uwagę.

Klasyfikacja kompozycji

Gdy przedmiotem badań jest skład białek, można je podzielić na dwie grupy:

• proste białka: to takie, które uwalniają aminokwasy tylko podczas hydrolizy.
• białka sprzężone: białka, które podczas hydrolizy uwalniają aminokwasy i rodnik niepeptydowy.

Ranking według liczby łańcuchów polipeptydowych

Biorąc pod uwagę liczbę łańcuchów polipeptydowych, białka można sklasyfikować jako:

• białka monomeryczne: to białka, które mają tylko jeden łańcuch polipeptydowy.
• białka oligomeryczne: są białkami utworzonymi przez więcej niż jeden łańcuch polipeptydowy.

Klasyfikacja według formy

Ze względu na kształt białka można podzielić na dwa typy:

• Białka włókniste: W białkach włóknistych łańcuchy polipeptydowe zwijają się jak lina. Jedną z cech białek włóknistych jest to, że nie są one rozpuszczalne w roztworach wodnych. Ponadto odpowiadają za wytrzymałość i elastyczność struktur, w których są obecne. Przykłady białek włóknistych: keratyna, kolagen
• Białka globularne: łańcuchy polipeptydowe białek globularnych układają się w kształt w przybliżeniu kuliste lub, jak sama nazwa wskazuje, kuliste, dzięki czemu przypominają glob. Białka kuliste są zwykle rozpuszczalne w roztworach wodnych. Przykłady białek globularnych: hemoglobina, enzymy.

Obrazy białka włóknistego i białka kulistego

dowiedz się więcej o hemoglobina i enzym.

struktura białka

Jeśli chodzi o strukturę cząsteczki białka, zobacz, jak można ją sklasyfikować:

struktura podstawowa

Struktura pierwotna jest uwarunkowana genetycznie. Jest to najprostsza struktura ze wszystkich, w której aminokwasy są ułożone liniowo.

struktura drugorzędowa

Aby struktura białka była drugorzędowa, struktura pierwszorzędowa musi mieć kowalencyjnie połączone ze sobą aminokwasy. Dlatego cząsteczki mogą podlegać rotacji i ostatecznie wchodzić w interakcje na trzy sposoby:

• alfa helisa: przybiera kształt spiralny, gdy występują wiązania wodorowe między aminokwasami.
• arkusze beta: gdy między aminokwasami występują wiązania wodorowe i w konsekwencji powstaje arkusz i sztywna struktura.
• Krawaty: są nieregularnymi strukturami w jądrze, a ich tworzenie odbywa się poza fałdowaniem białka.

struktura trzeciorzędowa

Dzieje się tak, gdy rozkładanie struktury wtórnej układa się w przestrzeni w sposób trójwymiarowy.

struktura czwartorzędowa

Ta struktura zachodzi poprzez interakcję między identycznymi lub nie identycznymi łańcuchami polipeptydowymi, które grupują się i tworzą pojedynczą trójwymiarową strukturę.

Funkcje białek

Białka odgrywają fundamentalną rolę w organizmie. Są podstawą materiału, z którego powstają narządy i tkanki, a także podstawą tworzenia kości, włosów, zębów itp.

Funkcja białka zmienia się w zależności od jego kształtu i struktury. Praktycznie we wszystkich funkcjach komórki muszą pośredniczyć białka.

Sprawdź niektóre z głównych funkcji białek poniżej.

• Zbuduj komórki.
• Działają jak enzymy i tym samym przyspieszają reakcje chemiczne.
• Transport cząsteczek i jonów.
• Przechowuj substancje.
• Wspomagaj ruch komórek i tkanek.
• Buduj i naprawiaj tkankę i mięśnie.
• Weź udział w regulacji genów.
• Wywołują skurcze mięśni poprzez działanie dwóch rodzajów białek: miozyna i aktyna.
• Broń ciała (przeciwciała to rodzaje białek).
• Przenoszenie tlenu (hemoglobina jest białkiem przenoszącym tlen w całym ciele).
• Dostarcz energii.
• Działając w regulacji metabolizmu w postaci hormonów.

Charakterystyka białka

Jedną z głównych cech białek jest zdolność zwana denaturacja. Denaturacja to nieodwracalna zmiana właściwości białek podczas ich podgrzewania lub mieszania.

Jeśli chodzi o ludzkie ciało, jest to drugi co do wielkości składnik organizmu, ustępując jedynie wodzie.

Cechy charakterystyczne białek różnią się w zależności od ich pochodzenia: białka pochodzenia zwierzęcego mają wyższą wartość biologiczną; uważane są za kompletne białka, ze wszystkimi niezbędnymi aminokwasami w optymalnych ilościach i proporcjach.

Białka i żywność

Kiedy jemy jedzenie, wykorzystanie białek przez nasz organizm odbywa się poprzez trawienie.

Podczas trawienia białka są narażone na działanie kwasu i hydroliza i tak się dzieje twój denaturacja.

Na przykład struktury drugorzędowe i trzeciorzędowe poddane działaniu nadmiernego ciepła i mieszania ulegają nieodwracalnym zmianom iw rezultacie tracą swoje właściwości. Z tego powodu niektóre produkty spożywcze tracą swoją wartość odżywczą po ugotowaniu.

Białka mogą być pochodzenia zwierzęcego i roślinnego.

Poznaj główne cechy tych białek.

białka zwierzęce	białka roślinne
Mają wysoką wartość biologiczną. Są to kompletne białka, zawierające wszystkie niezbędne aminokwasy w idealnych ilościach i proporcjach.	Mają niską wartość biologiczną, tzn. ilość niezbędnych aminokwasów jest mniejsza.
Posiadają większą ilość azotu w porównaniu do białek roślinnych.	W porównaniu do białek zwierzęcych posiadają większą ilość aminokwasu argininy, co sprawia, że ​​układ odpornościowy jest bardziej efektywny.
Są bogate w wapń, żelazo, witaminę B12 i cynk.	Są bogate w węglowodany i witaminy.
Mają dużo szkodliwego tłuszczu.	Nie zawierają szkodliwego tłuszczu.
Mają niewiele włókien.	Są bogate w błonnik.

Pokarmy bogate w białko zwierzęce

Poniżej znajduje się lista przykładów pokarmów białkowych pochodzenia zwierzęcego.

• Tuńczyk
• Krewetka
• czerwone mięso
• kurczak
• Jajka
• Peru
• Świnia
• Jogurt

Pokarmy bogate w białko roślinne

Poniżej znajduje się lista przykładów pokarmów białkowych pochodzenia roślinnego.

• Migdałowy
• Arachid
• brązowy ryż
• Owies
• brokuły
• Groszek
• szpinak
• pieczona fasola
• soczewica

Wśród pokarmów roślinnych jest też kilka owoce wysokobiałkowe:

• Awokado
• Suszona śliwka
• Banan
• suszona morela
• Figa
• Malina
• Guawa
• Jabuticaba
• chlebowiec różnolistny
• Pomarańczowy
• Melon
• Przekaż winogrona

trawienie białka

Proces trawienia białka rozpoczyna się w żołądku. Obecny w nim kwas solny uruchamia proces denaturacji białek, czyli niszczenia wiązań wodorowych w ich strukturze.

Następnie łańcuchy proteolityczne tracą swój kształt i podlegają działaniu enzymów. W tym momencie enzym pepsyna powoduje, że białka stają się mniejszymi cząsteczkami, tj. pepsyna powoduje częściową degradację białka i hydrolizuje wiązania peptydowe.

Drugi etap trawienia białka ma miejsce w jelicie cienkim. W nim białka poddawane są działaniu enzymów trzustkowych. Następnie peptydy i aminokwasy są wchłaniane i przenoszone do wątroby.

Enzymy uczestniczące w trawieniu białek protein

Procent białka uwalnianego przez organizm w postaci kału odpowiada około 1% spożytej ilości.

synteza białek

Synteza białek to proces determinowany przez DNA, w którym komórki biologiczne wytwarzają nowe białka. Dzieje się tak w każdej komórce ciała.

Podczas tego procesu zachodzi transkrypcja DNA przez informacyjny RNA, a następnie translacja tej informacji przez rybosomy i transporter RNA, który przenosi aminokwasy.

Sekwencja aminokwasów determinuje tworzenie białka.

Synteza białek dzieli się na trzy fazy: transkrypcja, Tłumaczenie i aktywacja aminokwasów.

dowiedz się więcej o RNA i DNA.

Transkrypcja

W fazie transkrypcji informacyjny RNA (mRNA) dokonuje transkrypcji wiadomości z cistronu (część DNA).

Enzym polimerazy RNA wiąże się z kompleksem enzymatycznym. Podwójna helisa zostaje zerwana, a wraz z nią wiązania wodorowe łączące podstawy łańcuchów ulegają zniszczeniu.

Następnie rozpoczyna się proces syntezy cząsteczki mRNA. Podczas tego procesu powstają połączenia między bazami:

• Adenina DNA z uracylem mRNA.
• Tymina DNA z adeniną mRNA.
• cytozyna z DNA z guaniną z mRNA i tak dalej.

W końcu cząsteczka mRNA oddziela się od nici DNA (która z kolei ponownie ma wiązania wodorowe) i podwójna helisa zostaje przywrócona.

Przed opuszczeniem jądra RNA dojrzewa lub przetwarza. Niektóre jego części są usuwane, a te, które pozostają, tworzą ze sobą wiązania i tworzą dojrzały RNA.

Ten RNA koduje aminokwasy i może przejść do cytoplazmy, która jest częścią komórki, w której będzie miała miejsce faza translacji.

Tłumaczenie

Na tym etapie powstają białka.

Faza translacji zachodzi w cytoplazmie komórki i składa się z procesu, w którym wiadomość obecna w mRNA jest dekodowana w rybosomie.

Aktywacja aminokwasów

Podczas procesu translacji w grę wchodzi transportowe RNA (tRNA). Jest tak nazwany, ponieważ pełni funkcję transportu aminokwasów z cytoplazmy do rybosomów.

Aminokwasy są następnie aktywowane przez pewne enzymy, które wiążą się z tRNA, tworząc kompleks aa-tRNA.

Elektroforeza białek

Elektroforeza białek to badanie polegające na oddzieleniu białek znajdujących się w moczu (białka w moczu) lub w surowicy krwi (białka surowicy).

Jest to test stosowany do wykrywania braku, zmniejszenia lub wzrostu białek, oprócz wykrywania obecności nieprawidłowych białek. Test ten pomaga w diagnozowaniu chorób, które wpływają na wchłanianie, utratę i produkcję białek.

Nieregularna ilość białek może wskazywać np. na problemy z nerkami, cukrzycę, choroby autoimmunologiczne i nowotwory.

Pomiar całkowitej ilości białka może również wskazywać na stan odżywienia danej osoby.

Nadmiar białka w organizmie

Spożycie białka powinno być umiarkowane, ponieważ jego zbyt duża ilość może powodować problemy zdrowotne. Organizm, który ma nadmierną ilość białka, może ulec uszkodzeniu nerek (na przykład kamienie) i rozwijają choroby, takie jak miażdżyca i osteoporoza, przybierają na wadze i mają problemy z wątroba.

Z tego powodu należy być bardzo ostrożnym podczas stosowania tak zwanej „diety białkowej” (dieta oparta na pokarmach, które są dobrym źródłem białka), ponieważ spożycie nie może być przesadzone.

Niski poziom białka w organizmie

Podczas gdy nadmierna ilość białka w organizmie jest szkodliwa dla organizmu, zbyt mała jest również szkodliwa.

Jednym ze skutków spowodowanych małą ilością białka w organizmie jest np. zanik części ośrodkowego układu nerwowego.

Ponadto dana osoba może również doświadczać utraty wagi, ciągłego zmęczenia, bólu mięśni, problemów z gojeniem, wypadania włosów itp.

Ciekawostki

Białka mięśniowe

Spożywanie pokarmów bogatych w białko ma fundamentalne znaczenie dla osób ćwiczących z zamiarem przyrostu masy mięśniowej.

Podczas treningu siłowego dochodzi do rozpadu białka w tkance mięśniowej. Aby nastąpiła naprawa tych tkanek, organizm poszukuje istniejących białek z diety.

Z tego powodu ważne jest, aby osoba, która ćwiczy i chce osiągnąć określony wzrost mięśni, regularnie przez cały dzień spożywała pokarmy bogate w białko.

Niektórzy ludzie uciekają się do stosowania suplementów białkowych w celu uzupełnienia zalecanego dziennego spożycia.

Jednak takiemu stosowaniu musi towarzyszyć specjalista od żywienia, który będzie miał opowiada o nawykach żywieniowych danej osoby, jej stylu życia i uprawianym sporcie, m.in inne.

Alergia na białko mleka krowiego

Alergia na białko mleka krowiego, znana również jako APLV, jest uważana za najczęstszą alergię pokarmową. Szacuje się, że 2,2% dzieci prezentuje obraz APLV w pierwszych latach życia.

Jest to reakcja alergiczna organizmu nie tylko w kontakcie z mlekiem krowim, ale również w kontakcie z jego pochodnymi.

Zobacz też co znaczy weganin i co je weganin.

Ta reakcja może objawiać się na trzy różne sposoby: IgE za pośrednictwem IgE, Niezależne od IgE lub mieszany.

Sprawdź poniżej niektóre cechy każdej z form manifestacji:

IgE za pośrednictwem IgE	Niezależne od IgE	mieszany
O organizm wytwarza przeciwciała swoiste IgE (Immunolubuliny E) do walki z białkami mleka.	Reakcja alergiczna nie jest wywoływana przez produkcję swoistych przeciwciał IgE, ale przez produkcja komórek zapalnych.	Reakcja alergiczna jest wywoływana przez oba produkcja przeciwciał typu IgE, jak również przez inne komórki w ciele.
W reakcje pojawiają się natychmiast, pojawiające się nawet kilka sekund po kontakcie z mlekiem lub jego pochodnymi.	W reakcje mogą pojawiać się godzinami lub dniami po kontakcie z mlekiem krowim lub jego pochodnymi.	W reakcje mogą pojawić się natychmiast po kontakcie z mlekiem krowim lub jego pochodnymi, lub długo po.
Główne objawy: wymioty, czerwone płytki powodujące swędzenie ciała, trudności w oddychaniu, obrzęk oczu i ust, biegunka i wstrząs anafilaktyczny.	Główne objawy: wymioty, zaparcia, biegunka (czasem ze śluzem lub krwią), skurcze i zapalenie jelit.	Główne objawy: suchość skóry z łuszczeniem (ewentualnie z ranami), biegunka, wymioty, zapalenie żołądka i/lub przełyku, bóle brzucha i refluks.