Beljakovine: funkcije, vrste in primeri

Beljakovine so bistvena hranila za človeško telo, sestavljena iz bioloških makromolekul, ki jih tvori ena ali več verig aminokislin.

Več kot polovico suhe teže celic vseh živih bitij sestavljajo beljakovine, najpomembnejše biološke makromolekule.

Te makromolekule je veliko v živilih živalskega izvora.

Sestava beljakovin

Sestava in druge značilnosti beljakovin so predmet preučevanja v biokemiji, ki je poddisciplina biologije.

Sestava beljakovin ima ogljik, vodik, dušik in kisik in praktično pri vseh je prisotna tudi žveplo. Elementi kot železo, cink in baker lahko tudi prisoten.

Beljakovine so v osnovi sestavljene iz nabora aminokislin, ki so kovalentno povezane.

Dolga veriga aminokislin je polipeptid.

Te vezi med aminokislinami se imenujejo peptidne vezi.

Peptidne vezi se pojavijo kot reakcija med skupino rudnik (organska spojina, pridobljena iz amoniaka) aminokisline in skupine karboksil (sestavina karboksilnih kislin) od drugih.

C = ogljik; H = vodik; O = kisik; N = dušik; R = skupina R ali stranska veriga (aminokislinska identiteta).

Obstaja 20 aminokislin, ki se lahko na različne načine kombinirajo in tvorijo različne vrste beljakovin.

vedeti več o amino kisline.

Vrste beljakovin

Beljakovine lahko razvrstimo v dve skupini glede na njihovo delovanje v telesu: dinamične beljakovine in strukturne beljakovine.

dinamične beljakovine

Dinamični proteini imajo funkcijo obrambe telesa, prenosa snovi, kataliziranja reakcij in nadzora presnove.

strukturne beljakovine

Strukturni proteini imajo glavno funkcijo oblikovanja strukture celic in tkiv v telesu.

Razvrstitev beljakovin

Razvrstitev beljakovin se razlikuje glede na glavni upoštevani dejavnik.

Razvrstitev sestave

Kadar je predmet preučevanja sestava beljakovin, jih lahko razvrstimo v dve skupini:

• preproste beljakovine: so tiste, ki med hidrolizo sproščajo samo aminokisline.
• konjugirane beljakovine: beljakovine, ki med hidrolizo sproščajo aminokisline in nepeptidni radikal.

Razvrstitev po številu polipeptidnih verig

Glede števila polipeptidnih verig lahko beljakovine razvrstimo med:

• monomerne beljakovine: so beljakovine, ki imajo samo eno polipeptidno verigo.
• oligomerne beljakovine: so beljakovine, ki jih tvori več kot ena polipeptidna veriga.

Razvrstitev po obliki

Glede na obliko lahko beljakovine razvrstimo v dve vrsti:

• Vlaknaste beljakovine: V vlaknatih beljakovinah se polipeptidne verige zvijejo kot vrv. Ena od značilnosti vlaknastih beljakovin je, da niso topni v vodnih raztopinah. Poleg tega so odgovorni za trdnost in prilagodljivost struktur, kjer so. Primeri vlaknastih beljakovin: keratin, kolagen
• Globularne beljakovine: polipeptidne verige globularnih proteinov se zložijo v obliko približno sferični ali kot že ime pove, kroglasti, zaradi česar so podobni a globus. Globularne beljakovine so običajno topne v vodnih raztopinah. Primeri globularnih proteinov: hemoglobin, encimi.

Slike vlaknastih beljakovin in kroglastih beljakovin

vedeti več o hemoglobin in encim.

struktura beljakovin

Glede strukture beljakovinske molekule si oglejte, kako jo lahko razvrstimo:

primarna struktura

Primarna struktura je genetsko določena. Gre za najpreprostejšo strukturo, kjer so aminokisline razporejene linearno.

sekundarna struktura

Da je struktura beljakovin sekundarna, mora imeti primarna struktura kovalentno povezane aminokisline. Zato se molekule lahko vrtijo in se na koncu medsebojno medsebojno delujejo na tri načine:

• alfa vijačnica: dobi vijačno obliko, ko pride do vodikovih vezi med aminokislinami.
• beta listi: kadar med aminokislinami obstajajo vodikove vezi in posledično nastajanje pločevine in toge strukture.
• Vezi: so neredne strukture v jedru in nastajajo zunaj zlaganja beljakovin.

terciarna struktura

Pojavi se takrat, ko je razplet sekundarne konstrukcije urejen v prostoru na tridimenzionalen način.

kvaternarna struktura

Ta struktura poteka v interakciji med enakimi ali ne enakimi polipeptidnimi verigami, ki se združijo in tvorijo enotno tridimenzionalno strukturo.

Beljakovinske funkcije

Beljakovine igrajo temeljno vlogo v telesu. So osnova za material, ki tvori organe in tkiva, pa tudi osnova za tvorbo kosti, las, zob itd.

Funkcija beljakovin se razlikuje glede na njegovo obliko in strukturo. Skoraj vse funkcije celic morajo biti posredovane z beljakovinami.

Spodaj si oglejte nekatere glavne funkcije beljakovin.

• Struktura celic.
• Delujejo kot encimi in s tem pospešujejo kemične reakcije.
• Prenos molekul in ionov.
• Shranjujte snovi.
• Pomagajo pri gibanju celic in tkiv.
• Zgradite in popravite tkivo in mišice.
• Sodelujte pri regulaciji genov.
• Povzroča krčenje mišic z delovanjem dveh vrst beljakovin: miozin in aktin.
• Brani telo (protitelesa so vrste beljakovin).
• Prenašanje kisika (hemoglobin je beljakovina, ki prenaša kisik po telesu).
• Zagotovite energijo.
• Deluje pri uravnavanju metabolizma v obliki hormonov.

Značilnosti beljakovin

Ena glavnih značilnosti beljakovin je sposobnost imenovana denaturacija. Denaturacija je nepovratna sprememba lastnosti beljakovin, ko se segrejejo ali mešajo.

Kar zadeva človeško telo, je to druga največja sestavina organizma, takoj za vodo.

Značilnosti beljakovin se razlikujejo glede na njihov izvor: lastnosti živalskega izvora imajo višjo biološko vrednost; veljajo za popolne beljakovine z vsemi esencialnimi aminokislinami v optimalnih količinah in razmerjih.

Beljakovine in hrana

Ko jemo hrano, telo s pomočjo prebave uporablja beljakovine.

Pri prebavi so beljakovine izpostavljene kislini in hidroliza in tako se zgodi tudi vaš denaturacija.

Če so na primer sekundarne in terciarne strukture izpostavljene prekomerni toploti in vznemirjenosti, se nepovratno spremenijo in posledično izgubijo svoje lastnosti. Iz tega razloga nekatera živila ob kuhanju izgubijo svojo hranilno moč.

Beljakovine so lahko živalskega in rastlinskega izvora.

Poznajte glavne značilnosti teh beljakovin.

živalske beljakovine	rastlinske beljakovine
Imajo visoko biološko vrednost. So popolne beljakovine z vsemi esencialnimi aminokislinami v idealnih količinah in razmerjih.	Imajo nizko biološko vrednost, torej je količina esencialnih aminokislin manjša.
V primerjavi z rastlinskimi beljakovinami imajo večjo količino dušika.	V primerjavi z živalskimi beljakovinami imajo večjo količino aminokisline arginin, zaradi česar je imunski sistem bolj učinkovit.
Bogati so s kalcijem, železom, vitaminom B12 in cinkom.	Bogati so z ogljikovimi hidrati in vitamini.
Imajo veliko škodljivih maščob.	Ne vsebujejo škodljivih maščob.
Imajo malo vlaken.	So bogate z vlakninami.

Živila, bogata z živalskimi beljakovinami

Spodaj je seznam primerov beljakovinskih živil živalskega izvora.

• Tuna
• Kozica
• rdeče meso
• Piščanec
• Jajca
• Peru
• Prašič
• Jogurt

Živila, bogata z rastlinskimi beljakovinami

Spodaj je seznam primerov beljakovinskih živil rastlinskega izvora.

• Mandelj
• Arašid
• rjavi riž
• Ovsena
• Brokoli
• Grah
• Špinača
• pečen fižol
• leča

Med rastlinsko hrano jih je tudi nekaj sadje z visoko vsebnostjo beljakovin:

• Avokado
• Suhe slive
• Banana
• suha marelica
• Sl
• Malina
• Guava
• Jabuticaba
• jackfruit
• Oranžna
• Melona
• Prenesite grozdje

prebava beljakovin

Proces prebave beljakovin se začne v želodcu. Klorovodikova kislina, ki je v njej, začne postopek z denaturacijo beljakovin, to je z uničenjem vodikovih vezi v njihovi strukturi.

Po tem proteolitične verige izgubijo obliko in so izpostavljene delovanju encimov. Na tej točki encim pepsin povzroči, da beljakovine postanejo manjše molekule, tj. Pepsin povzroči delno razgradnjo beljakovin in hidrolizira peptidne vezi.

Druga stopnja prebave beljakovin poteka v tankem črevesju. V njem so beljakovine izpostavljene delovanju encimov trebušne slinavke. Po tem se peptidi in aminokisline absorbirajo in odpeljejo v jetra.

Encimi, ki sodelujejo pri prebavi beljakovin

Odstotek beljakovin, ki jih telo sprosti v obliki blata, ustreza približno 1% vnesene količine.

sinteza beljakovin

Sinteza beljakovin je postopek, ki ga določa DNA, v katerem biološke celice generirajo nove beljakovine. To se zgodi v vsaki celici v telesu.

Med postopkom pride do transkripcije DNK s pomočjo messenger RNA, nato pa te informacije prenesejo ribosomi in transporter RNA, ki nosi aminokisline.

Zaporedje aminokislin določa tvorbo beljakovin.

Sinteza beljakovin je razdeljena na tri faze: prepis, Prevajanje in aktiviranje aminokislin.

vedeti več o RNA in DNK.

Prepis

V fazi transkripcije messenger RNA (mRNA) prepiše sporočilo iz cistrona (del DNA).

Encim RNA polimeraza se veže na encimski kompleks. Dvojna vijačnica je razveljavljena in z njo se uničijo vodikove vezi, ki povezujejo osnove verig.

Po tem se začne postopek sinteze molekule mRNA. Med tem postopkom pride do povezav med bazami:

• DNA adenin z mRNA uracilom.
• DNA timin z mRNA adeninom.
• citozin iz DNA z gvaninom iz mRNA in tako naprej.

Sčasoma se molekula mRNA loči od verige DNA (ta pa ima spet vodikove vezi) in dvojna vijačnica se ponovno vzpostavi.

Preden zapusti jedro, RNA dozori ali predela. Nekateri njegovi deli se odstranijo, tisti, ki ostanejo, pa tvorijo vezi med seboj in tvorijo zrelo RNA.

Ta RNA ima kodiranje aminokislin in lahko preide v citoplazmo, ki je del celice, kjer bo potekala faza prevajanja.

Prevajanje

Na tej stopnji se tvorijo beljakovine.

Faza prevajanja poteka v celični plazmi celice in je sestavljena iz procesa, pri katerem se sporočilo v mRNA dekodira v ribosomu.

Aktivacija aminokislin

Med prevajalskim postopkom pride v poštev transportna RNA (tRNA). Tako je označen, ker ima funkcijo prenosa aminokislin iz citoplazme v ribosome.

Nato aminokisline aktivirajo nekateri encimi, ki se vežejo na tRNA, kar povzroči nastanek kompleksa aa-tRNA.

Elektroforeza beljakovin

Elektroforeza proteinov je test, ki vključuje ločevanje beljakovin, ki jih najdemo v urinu (beljakovine v urinu) ali v krvnem serumu (serumske beljakovine).

To je test, ki se uporablja za odkrivanje odsotnosti, zmanjšanja ali povečanja beljakovin, poleg tega pa tudi za odkrivanje prisotnosti nenormalnih beljakovin. Ta test pomaga pri diagnozi bolezni, ki vplivajo na absorpcijo, izgubo in proizvodnjo beljakovin.

Nepravilna količina beljakovin lahko na primer kaže na težave z ledvicami, diabetes, avtoimunske bolezni in raka.

Merjenje količine celotnih beljakovin lahko kaže tudi na posameznikovo prehransko stanje.

Presežek beljakovin v telesu

Vnos beljakovin naj bo zmeren, saj lahko preveč povzroči zdravstvene težave. Organizem, ki vsebuje preveč beljakovin, lahko poškoduje ledvice (na primer kamni) in razvijejo bolezni, kot sta arterioskleroza in osteoporoza, imajo povečanje telesne mase in težave z jetra.

Iz tega razloga je treba biti zelo previden pri upoštevanju tako imenovane "beljakovinske diete" (prehrana na osnovi živil, ki so dobri viri beljakovin), saj uživanja ni mogoče pretiravati.

Nizka vsebnost beljakovin v telesu

Medtem ko prekomerna količina beljakovin v telesu škoduje telesu, pa tudi prenizka količina.

Eden od učinkov majhne količine beljakovin v telesu je na primer atrofija dela osrednjega živčevja.

Poleg tega lahko posameznik občuti tudi izgubo teže, stalno utrujenost, bolečine v mišicah, težave z celjenjem, izpadanje las itd.

Zanimivosti

Mišični proteini

Uživanje hrane, bogate z beljakovinami, je temeljnega pomena za tiste, ki telovadijo z namenom pridobivanja mišične mase.

Med treningom z utežmi pride do razgradnje beljakovin v mišičnem tkivu. Da bi lahko prišlo do obnove teh tkiv, organizem išče obstoječe beljakovine v prehrani.

Iz tega razloga je nujno, da posameznik, ki telovadi in želi doseči določeno rast mišic, ves dan redno uživa hrano, bogato z beljakovinami.

Nekateri se zatekajo k uporabi beljakovinskih dodatkov, ki dopolnjujejo priporočeni dnevni vnos.

Vendar mora to uporabo spremljati strokovnjak za prehrano, ki bo med drugim pove človekove prehranjevalne navade, njihov življenjski slog in šport drugi.

Alergija na beljakovine kravjega mleka

Alergija na beljakovine kravjega mleka, znana tudi kot APLV, velja za najpogostejšo alergijo na hrano. Ocenjuje se, da 2,2% otrok predstavi sliko APLV v prvih letih življenja.

Gre za alergijsko reakcijo, ki jo ima organizem ne le v stiku s kravjim mlekom, temveč tudi v stiku z njegovimi derivati.

Glej tudi kaj pomeni vegan in kaj vegan jedo.

Ta reakcija se lahko kaže na tri različne načine: IgE posreduje, ne posreduje IgE ali mešano.

Spodaj si oglejte nekaj značilnosti vsake oblike manifestacije:

IgE posreduje	Ne-IgE posredovano	mešano
O organizem proizvaja protitelesa specifični IgE (imunoglubulini E) za boj proti mlečnim beljakovinam.	Alergijske reakcije ne sproži tvorba specifičnih protiteles IgE, temveč proizvodnja vnetnih celic.	Alergijsko reakcijo sprožita oba proizvodnja protiteles tipa IgE, kot tudi druge celice v telesu.
Ob reakcije se pojavijo takoj, ki se pojavijo tudi nekaj sekund po stiku z mlekom ali njegovimi derivati.	Ob reakcije se lahko pojavijo ure ali dni po stiku s kravjim mlekom ali njegovimi derivati.	Ob reakcije se lahko pojavijo takoj po stiku s kravjim mlekom ali njegovimi derivati, ali dolgo pozneje.
Glavni simptomi: bruhanje, rdeči plaki, zaradi katerih telo srbi, težave z dihanjem, otekle oči in ustnice, driska in anafilaktični šok.	Glavni simptomi: bruhanje, zaprtje, driska (včasih s sluzi ali krvjo), krči in vneto črevesje.	Glavni simptomi: suha koža z luščenjem (sčasoma z ranami), driska, bruhanje, vneti želodec in / ali požiralnik, bolečine v trebuhu in refluks.