Metabolizmus - bielkoviny (bielkoviny)

Všeobecné informácie o bielkovinách

Bielkoviny, ktoré sa tiež nazývajú bielkoviny, sú makromolekuly, ktoré sú tvorené aminokyselinami.
Dávajú bunkám ich štruktúru, transportujú produkty reakcie a pumpujú ióny.
Slovo „proteín“ pochádza z gréčtiny (= proteios) a znamená niečo ako prioritu (protos = dôležitejšie). Prvýkrát tento termín použil Gerardus Johannes Mulder v publikácii v roku 1839.
Všetky proteíny živej bytosti (tiež tkanivo, bunka, bunkový kompartment) sa spolu nazývajú proteóm.

používajú hlavne

Syntézy bielkovín

Priestorová štruktúra bielkovín

Štruktúru proteínu možno rozdeliť do štyroch typov:

    Primárna štruktúra
    Sekvencia aminokyselín v polypeptidovom reťazci sa nazýva primárna štruktúra. (A1, A2, A3 ...). Štruktúra však popisuje iba aminokyselinovú sekvenciu, a nie priestorovú štruktúru.

Sekundárna štruktúra
V sekundárnej štruktúre sa rozlišuje medzi a-helixom a β-listom. Tieto označujú často sa vyskytujúce motívy pre priestorové usporiadanie aminokyseliny a sú výsledkom vodíkových väzieb medzi peptidovými väzbami.

Terciárna štruktúra
Terciárna štruktúra je priestorové usporiadanie polypeptidového reťazca, ktoré je nadradené sekundárnej štruktúre.
Väzbovými silami, ktoré sa vyskytujú, sú disulfidové mostíky (kovalentné väzby) a nekovalentné väzby (vodíkové väzby). Vyskytujú sa tiež Van der Waalsove sily, ktoré spôsobujú ďalšie poskladanie proteínu.

  • Kvartérna štruktúra
    Niekoľko terciárnych štruktúr spolu tvorí proteínový komplex, ktorý môže pochádzať buď z niekoľkých polypeptidových reťazcov, alebo z kombinácie niekoľkých proteínov.
    Podjednotky takého komplexu sa nazývajú protoméry a väčšina z nich je funkčná iba v komplexe.
    Ďalej sa v tomto ohľade rozlišujú dve hlavné skupiny proteínov
    Globulárne proteíny majú tvar guľôčok alebo hrušiek a sú zvyčajne ľahko rozpustné vo vode alebo v soliach.
    Fibrilárne proteíny majú vláknitú alebo vláknitú štruktúru a sú zvyčajne nerozpustné, pretože sú súčasťou podporných a štruktúrnych látok. (Napríklad keratíny vo vlasoch)


    • Funkcie bielkovín v organizme:

    • Ochrana, ochrana pred mikroorganizmami
    • Stavba tela, pohyb
      - Kolagény sú štrukturálne bielkoviny kože, spojivového tkaniva a kostí
      - Štrukturálne proteíny -> štruktúra tkaniva alebo štruktúra celého tela
    • Svaly -> myozíny a aktíny, ktoré umožňujú kontrakciu svalov, menia svoj tvar
    • Keratínové štruktúry -> vlasy/vlna, nechty/pazúry, zobáky
    • Metabolizmus
      - Enzýmy -> umožňujú a kontrolujú (bio) chemické reakcie
      - Regulácia iónovej koncentrácie
      - Transportné proteíny -> transport hemoglobínu, transferínu
      - Membránové receptory umožňujú konformačné zmeny
      - Proteíny, ktoré sú menšie ako hormóny, riadia procesy v tele
      - Faktory zrážania krvi -> zabraňujú strate krvi v prípade úrazov
      - Rezervný materiál
    • Bielkoviny ako zdroj energie, keď máte hlad


    Mutácie spôsobujú zmeny v štruktúre proteínu:

    • Strata funkcie bielkovín -> závažné choroby
    • Zvýšenie aktivity enzýmov
    • Funkcia je zachovaná -> tichá mutácia
    • prospešná, funkčná zmena

    Denaturácia bielkovín

    Štruktúra proteínu sa môže meniť pod tlakom, extrémnymi teplotami a fyzikálnymi vplyvmi, takže poradie aminokyselín je obrátené.
    Tento proces, denaturácia, sa nedá vrátiť späť, to znamená, že pôvodnú trojrozmernú štruktúru nie je možné obnoviť.
    Napríklad tuhý vaječný bielok sa po uvarení nemôže opäť skvapalniť.
    Ľudia si denaturujú jedlo varením, aby bolo ľahšie stráviteľné. V prípade horúčky niektoré proteíny (enzýmy) už denaturujú a v dôsledku toho strácajú svoje životné funkcie.
    Oxidácia proteínov reaktívnymi formami kyslíka (kyslíkové radikály) môže tiež viesť k strate funkcie a hromadeniu degenerovaných proteínov v bunke.

    Ekonomický význam bielkovín

    V Nemecku sa každý rok použije asi 55 000 ton bielkovín. Väčšinou sú živočíšneho pôvodu. Veľká časť rastlinných bielkovín sa používa v priemysle krmív pre zvieratá.
    Pokiaľ ide o živočíšne bielkoviny, treba spomenúť želatínu, ktorá sa získava z kostí hovädzieho a bravčového mäsa a ktorej produkcia sa pohybuje okolo 32 000 ton ročne. Asi polovica sa používa v chemickom a farmaceutickom priemysle.
    Okrem želatíny je kazeín tiež dôležitým zdrojom bielkovín, najmä pre chemický priemysel, pretože bielkoviny získané z mliečnych bielkovín sa používajú hlavne ako poťahy na lesklé papiere.
    Ďalších 6 000 až 7 000 t bielkovín sú výrobky vyrobené z kvasníc, ktoré sa používajú hlavne vo farmaceutických výrobkoch.

    Potraviny obsahujúce bielkoviny:

    • mäso
    • ryby
    • Vajcia
    • Mliečne výrobky (syr a tvaroh)
    • orechy
    • Strukoviny (sója: 41,5%)

    Čo sa stane, keď je nedostatok bielkovín?

    Pretože bielkoviny majú v ľudskom tele mnoho úloh, vrátane udržiavania buniek tela a hojenia rán a chorôb, má nedostatok bielkovín negatívny vplyv na zdravie. Dospelý človek by mal skonzumovať 0,8 gramu bielkovín na kilogram telesnej hmotnosti. Potreba sa zvyšuje u detí a tehotných žien, ale fyzická aktivita ju nezvyšuje. Esenciálne aminokyseliny sa musia získavať prostredníctvom potravy. (Izoleucín, leucín, lyzín, metionín, fenylalanín, treonín, tryptofán, valín)

    Nedostatok môže spôsobiť nasledujúce príznaky:

    • najhorší prípad: choroba z nedostatku bielkovín (Kwashiokor)
    • Hladný žalúdok (zadržiavanie vody)
    • Svalová slabosť
    • Zakrpatený rast
    • Mastná pečeň
    • Strata vlasov
    • pretrvávajúci nedostatok bielkovín môže viesť k smrti