Proteiner: Funktioner, typer och exempel

Proteiner är viktiga näringsämnen för människokroppen, bestående av biologiska makromolekyler bildade av en eller flera kedjor av aminosyror.

Mer än hälften av cellernas torra vikt i alla levande varelser består av proteiner, de viktigaste biologiska makromolekylerna.

Dessa makromolekyler finns rikligt i livsmedel av animaliskt ursprung.

Proteinkomposition

Proteins sammansättning och andra egenskaper är föremål för studier inom biokemi, som är en subdisciplin av biologin.

Proteinsammansättningen har kol, väte, kväve och syre och i praktiskt taget alla av dem finns också närvaron av svavel. Element som järn, zink och koppar kan också vara närvarande.

Proteiner består i grunden av en uppsättning aminosyror som är kovalent kopplade ihop.

En lång kedja av aminosyror är en polypeptid.

Dessa bindningar mellan aminosyror kallas peptidbindningar.

Peptidbindningar uppstår som en reaktion mellan gruppen gruvan (organisk förening härledd från ammoniak) av en aminosyra och gruppen karboxyl (karboxylsyrakomponent) från andra.

C = kol; H = väte; O = syre; N = kväve; R = grupp R eller sidokedja (aminosyraidentitet).

Det finns 20 aminosyror som kan kombineras på olika sätt för att bilda olika typer av proteiner.

veta mer om aminosyror.

Typer av proteiner

Proteiner kan klassificeras i två grupper efter deras funktion i kroppen: dynamiska proteiner och strukturella proteiner.

dynamiska proteiner

Dynamiska proteiner har funktionen att försvara kroppen, transportera ämnen, katalysera reaktioner och kontrollera ämnesomsättningen.

strukturella proteiner

Strukturella proteiner har den huvudsakliga funktionen att bilda strukturen hos celler och vävnader i kroppen.

Proteinklassificering

Klassificeringen av proteiner varierar beroende på huvudfaktorn som beaktas.

Kompositionsklassificering

När syftet med studien är sammansättningen av proteiner kan de klassificeras i två grupper:

• enkla proteiner: är de som endast frigör aminosyror under hydrolys.
• konjugerade proteiner: proteiner som under hydrolys frigör aminosyror och en icke-peptidradikal.

Rangordning efter antal polypeptidkedjor

När det gäller antalet polypeptidkedjor kan proteiner klassificeras som:

• monomera proteiner: är proteiner som bara har en polypeptidkedja.
• oligomera proteiner: är proteiner som bildas av mer än en polypeptidkedja.

Klassificering efter blankett

När det gäller form kan proteiner klassificeras i två typer:

• Fiberhaltiga proteiner: I fibrösa proteiner krullas polypeptidkedjorna som ett rep. En av egenskaperna hos fibrösa proteiner är att de inte är lösliga i vattenlösningar. Dessutom ansvarar de för styrkan och flexibiliteten hos strukturerna där de finns. Exempel på fibrösa proteiner: keratin, kollagen
• Globulära proteiner: polypeptidkedjorna i globulära proteiner viks i form ungefär sfärisk eller som namnet antyder, globulär, vilket gör att de liknar a klot. Globulära proteiner är vanligtvis lösliga i vattenlösningar. Exempel på globulära proteiner: hemoglobin, enzymer.

Bilder av ett fibröst protein och ett globulärt protein

veta mer om hemoglobin och enzym.

proteinstruktur

När det gäller strukturen av proteinmolekylen, se hur den kan klassificeras:

primär struktur

Den primära strukturen är genetiskt bestämd. Det är den enklaste strukturen av alla, där aminosyrorna är ordnade linjärt.

sekundär struktur

För att en proteinstruktur ska vara sekundär måste den primära strukturen ha aminosyror kovalent kopplade ihop. Därför kan molekyler genomgå rotation och i slutändan själv interagera på tre sätt:

• alfa-helix: antar spiralform när vätebindningar mellan aminosyror uppträder.
• beta-ark: när det finns vätebindningar mellan aminosyror och den därav följande genereringen av ett ark och styv struktur.
• Slipsar: de är icke-regelbundna strukturer i kärnan och deras bildning sker utanför proteinvikningen.

tertiär struktur

Det inträffar när vikningen av sekundärstrukturen arrangeras i rymden på ett tredimensionellt sätt.

kvartärstruktur

Denna struktur äger rum genom en interaktion mellan identiska eller inte identiska polypeptidkedjor, som grupperar sig och bildar en enda tredimensionell struktur.

Proteinfunktioner

Proteiner spelar en grundläggande roll i kroppen. De är grunden för det material som bildar organ och vävnader, liksom grunden för bildandet av ben, hår, tänder etc.

Proteinets funktion varierar beroende på dess form och struktur. Praktiskt taget alla cellfunktioner måste medieras av proteiner.

Kolla in några av de viktigaste funktionerna hos proteiner nedan.

• Strukturera cellerna.
• Fungera som enzymer och därigenom påskynda kemiska reaktioner.
• Transport av molekyler och joner.
• Förvara ämnen.
• Hjälp rörelsen av celler och vävnader.
• Bygg och reparera vävnad och muskler.
• Delta i genreglering.
• Orsaka muskelsammandragning genom verkan av två typer av protein: myosin och aktin.
• Försvara kroppen (antikroppar är typer av proteiner).
• Bärande syre (hemoglobin är det protein som transporterar syre i hela kroppen).
• Ge energi.
• Handlar i regleringen av ämnesomsättningen i form av hormoner.

Proteinegenskaper

En av de viktigaste egenskaperna hos proteiner är en förmåga som kallas denaturering. Denaturering är den irreversibla förändringen i proteinernas egenskaper när de värms upp eller omrörs.

När det gäller människokroppen är den den näst största komponenten i kroppen, näst bara vatten.

Proteinernas egenskaper skiljer sig beroende på deras ursprung: de av animaliskt ursprung har ett högre biologiskt värde; de anses vara kompletta proteiner, med alla essentiella aminosyror i optimala mängder och proportioner.

Proteiner och mat

När vi äter en mat sker kroppens användning av proteiner genom matsmältningen.

Vid matsmältningen utsätts proteiner för en syra och för hydrolys och så händer din denaturering.

När de utsätts för överdriven värme och omrörning genomgår till exempel sekundära och tertiära strukturer irreversibla förändringar och som ett resultat förlorar de sina egenskaper. Av denna anledning tappar vissa livsmedel sin näringskraft när de kokas.

Proteiner kan vara av animaliskt och vegetabiliskt ursprung.

Känn de viktigaste egenskaperna hos dessa proteiner.

animaliska proteiner	vegetabiliska proteiner
De har ett högt biologiskt värde. De är kompletta proteiner, med alla essentiella aminosyror i ideala mängder och proportioner.	De har ett lågt biologiskt värde, det vill säga mängden essentiella aminosyror är lägre.
De har en större mängd kväve jämfört med vegetabiliska proteiner.	Jämfört med animaliska proteiner har de en större mängd aminosyran arginin, vilket gör immunsystemet mer effektivt.
De är rika på kalcium, järn, vitamin B12 och zink.	De är rika på kolhydrater och vitaminer.
De har mycket skadligt fett.	De innehåller inte skadligt fett.
De har få fibrer.	De är rika på fiber.

Livsmedel rik på animaliskt protein

Nedan följer en lista med exempel på proteinmat av animaliskt ursprung.

• Tonfisk
• Räka
• rött kött
• Kyckling
• Ägg
• Peru
• Gris
• Yoghurt

Livsmedel rik på vegetabiliskt protein

Nedan följer en lista med exempel på proteinmat med vegetabiliskt ursprung.

• Mandel
• Jordnöt
• brunt ris
• Havre
• Broccoli
• Ärta
• Spenat
• bakade bönor
• linser

Bland växtmat finns det också några frukt med hög proteinhalt:

• Avokado
• Beskära
• Banan
• torr aprikos
• Fikon
• Hallon
• Guava
• Jabuticaba
• jackfrukt
• Orange
• Melon
• Passera druva

proteinmatsmältning

Proteinsmältningsprocessen börjar i magen. Saltsyran som finns i den startar processen genom att denaturera proteinerna, det vill säga förstöra vätebindningarna i deras struktur.

Därefter tappar de proteolytiska kedjorna sin form och utsätts för verkan av enzymer. Vid denna tidpunkt orsakar pepsinenzymet att proteinerna blir mindre molekyler, dvs pepsin orsakar en partiell nedbrytning av proteinet och hydrolyserar peptidbindningarna.

Det andra steget av proteinmatsmältningen äger rum i tunntarmen. I den utsätts proteiner för pankreasenzymer. Därefter absorberas peptiderna och aminosyrorna och tas till levern.

Enzymer som deltar i proteinmatsmältningen

Procentandelen protein som frigörs av kroppen i form av avföring motsvarar cirka 1% av den intagna mängden.

proteinsyntes

Proteinsyntes är en process som bestäms av DNA, där biologiska celler genererar nya proteiner. Detta inträffar i varje cell i kroppen.

Under processen sker en transkription av DNA av budbärar-RNA och sedan en översättning av denna information av ribosomer och transport-RNA, som bär aminosyrorna.

Aminosyrasekvensen bestämmer proteinbildning.

Proteinsyntes är uppdelad i tre faser: transkription, Översättning och aminosyraaktivering.

veta mer om RNA och DNA.

Transkription

I transkriptionsfasen transkriberar messenger RNA (mRNA) meddelandet från cistron (del av DNA).

RNA-polymerasenzymet binder till ett enzymkomplex. Den dubbla spiralen ångras och med den förstörs vätebindningarna som förbinder kedjans baser.

Därefter börjar processen med att syntetisera en mRNA-molekyl. Under denna process uppstår anslutningarna mellan baserna:

• DNA-adenin med mRNA uracil.
• DNA-tymin med mRNA-adenin.
• cytosin från DNA med guanin från mRNA och så vidare.

Så småningom separerar mRNA-molekylen från DNA-strängen (som i sin tur har vätebindningar igen) och dubbelhelixen återupprättas.

Innan RNA lämnar kärnan mognar eller bearbetas RNA. Några av dess delar tas bort och de som finns kvar bildar bindningar med varandra och bildar ett moget RNA.

Detta RNA har kodning av aminosyror och kan passera till cytoplasman, som är den del av cellen där translationen kommer att äga rum.

Översättning

Det är i detta skede proteiner bildas.

Översättningsfasen äger rum i cellens cytoplasma och består av en process där meddelandet som finns i mRNA avkodas i ribosomen.

Aktivering av aminosyror

Under översättningsprocessen kommer Transport RNA (tRNA) till spel. Den är så betecknad eftersom den har funktionen att transportera aminosyror från cytoplasman till ribosomerna.

Aminosyrorna aktiveras sedan av vissa enzymer som binder till tRNA, vilket ger upphov till aa-tRNA-komplexet.

Proteinelektrofores

Proteinelektrofores är ett test som består i att separera de proteiner som finns i urinen (urinproteiner) eller i blodserum (serumproteiner).

Det är ett test som används för att detektera frånvaro, minskning eller ökning av proteiner, förutom att detektera närvaron av onormala proteiner. Detta test hjälper till att diagnostisera sjukdomar som påverkar proteinabsorption, förlust och produktion.

En oregelbunden mängd proteiner kan exempelvis indikera njurproblem, diabetes, autoimmuna sjukdomar och cancer.

Att mäta mängden totalt protein kan också indikera en individs näringsstatus.

Överskott av protein i kroppen

Proteinintaget bör vara måttligt, eftersom för mycket av det kan leda till hälsoproblem. En organism som har en överdriven mängd protein kan drabbas av njurskador (till exempel stenar) och utveckla sjukdomar som åderförkalkning och benskörhet, har viktökning och problem med lever.

Av denna anledning är det nödvändigt att vara mycket försiktig när man följer den så kallade ”proteindiet” (kost baserad på livsmedel som är bra proteinkällor), eftersom konsumtionen inte kan överdrivas.

Lågt proteininnehåll i kroppen

Medan en överdriven mängd protein i kroppen är skadlig för kroppen, är en för låg mängd också skadlig.

En av effekterna som orsakas av den låga mängden protein i kroppen är till exempel atrofi hos en del av centrala nervsystemet.

Dessutom kan individen också uppleva viktminskning, konstant trötthet, muskelsmärta, läkningsproblem, håravfall etc.

Nyfikenheter

Muskelproteiner

Konsumtionen av proteinrika livsmedel är av grundläggande betydelse för dem som tränar i avsikt att få muskelmassa.

Under styrketräning uppstår proteinnedbrytning i muskelvävnad. För att reparationen av dessa vävnader ska kunna ske letar organismen efter de befintliga proteinerna i kosten.

Av denna anledning är det viktigt att en person som tränar och vill uppnå viss muskeltillväxt äter proteinrika livsmedel regelbundet hela dagen.

Vissa människor använder sig av proteintillskott för att komplettera deras rekommenderade dagliga intag.

Denna användning måste dock åtföljas av en specialist inom näring, som kommer att ha berättar personens matvanor, deras livsstil och den sport som utövas, bland andra.

Allergi mot komjölksprotein

Allergi mot komjölksprotein, även känt som APLV, anses vara den vanligaste matallergin. Det beräknas att 2,2% av barnen presenterar APLV-bilden under de första åren av livet.

Det är en allergisk reaktion som organismen inte bara har i kontakt med komjölk utan också i kontakt med dess derivat.

Se också vad betyder vegan och vad äter en vegan.

Denna reaktion kan manifestera sig på tre olika sätt: IgE-medierad, icke-IgE-medierad eller blandad.

Kolla nedan några egenskaper hos var och en av manifestationsformerna:

IgE-medierad	Icke-IgE-medierad	blandad
O organismen producerar antikroppar specifikt IgE (immunglubuliner E) för att bekämpa mjölkproteiner.	Den allergiska reaktionen utlöses inte av produktionen av specifika IgE-antikroppar, utan av inflammatorisk cellproduktion.	Den allergiska reaktionen utlöses av båda produktion av IgE-antikroppar, liksom av andra celler i kroppen.
På reaktioner uppstår omedelbart, uppträder till och med sekunder efter kontakt med mjölk eller dess derivat.	På reaktioner kan visas timmar eller dagar efter kontakt med komjölk eller dess derivat.	På reaktioner kan uppstå omedelbart efter kontakt med komjölk eller dess derivat, eller långt efter.
Huvudsymtom: kräkningar, röda plack som gör kroppen kliande, andningssvårigheter, svullna ögon och läppar, diarré och anafylaktisk chock.	Huvudsymtom: kräkningar, förstoppning, diarré (ibland med slem eller blod), kramper och inflammerad tarm.	Huvudsymtom: torr hud, med avskalning (så småningom med sår), diarré, kräkningar, inflammerad mage och / eller matstrupe, buksmärta och återflöde.