Fehérjék

Általános jellemzők A legváltozatosabb felépítésű makromolekulák. Az élő szervezet építőkövei. Emberi szervezet 20%- át fehérjék alkotják. Jelentőségüket mutatja elnevezés: Protein görög szó, jelentése= elsődleges fontosságú

Transzportfolyamatok Biokémiai folyamatok katalizátora enzimek sejtalak mozgás Transzportfolyamatok csatornafehérjék markerek Aktin-sejtváz Sejtmembrán Fehérjéi marker Aktin-miozin

Szerkezet A természetes fehérjék 20 különféle aminosavból épülnek fel. Ezen aminosavak számos tulajdonságban megegyeznek: rendelkeznek egy α-szénatommal, melyhez aminocsoport (NH2) és karboxil(COOH) csoport kapcsolódik, valamint egy hidrogén atom.

Az aminosavak egymástól oldalláncaikban különböznek. Általános képletük R-CH(NH2)COOH. karboxilcsoport aminocsoport

Nem egyszerű aminocsoportot és karboxilcsoportot tartalmaznak (1 Nem egyszerű aminocsoportot és karboxilcsoportot tartalmaznak (1. kép), hanem pozitív töltésű ammónium- és negatív töltésű karboxilátcsoportot, a savas karboxilcsoport és a bázikus aminocsoport kölcsönhatása következtében (2. kép). Tehát ikerionok szilárd halmazállapotban, és vizes oldatban egyaránt. Ezzel magyarázható az, hogy szilárd anyagok és nagyon magas az olvadáspontjuk. Sőt, meg sem olvadnak, hanem az olvadási hőmérsékleten bomlanak.

H2O Másik aminosav Egyik aminosav Az aminosavak peptidkötéssel kapcsolódnak egymáshoz. Egyik aminosav ( R1) karboxilcsoportja és a másik aminosav ( R2) aminocsoportja között jön létre vízkilépés ( kondenzáció) közben.

Nemzetközi megállapodás alapján az aminosavakat nevük hárombetűs rövidítésével, bonyolultabb esetekben az ábécé nagybetűivel jelöljük.

Szerkezet Két aminosavból dipeptid, háromból tripeptid, sokból polipeptidlánc képződik. A fehérjemolekulák tehát sok aminosavrészből felépülő polipeptidláncok.

Az élő szervezetekben 25-féle aminosav található, ezek közül 20 fehérjeépítő. Ezek kapcsolódási sorrendje az aminosav szekvencia, a fehérjék elsődleges szerkezete. A szervezet fehérjéinek és egyéb nitrogéntartalmú alkotórészeinek felépítéséhez, és ezek újraképzéséhez szükséges aminosavakat a táplálék fehérjéi adják. A fehérjeszükséglet tehát aminosav szükségletet jelent.

A fehérjék aminosav szekvenciája. Primer szerkezet A fehérjék aminosav szekvenciája. A fehérjelánc szintézisekor a legutoljára beépült aminosav karboxilcsoportjához kapcsolódik a következő aminosav aminocsoportja és így tovább. Megkülönböztetjük a fehérjelánc "elejét" a szabad aminocsoportot tartalmazó N' terminálist, valamint a "végét", a szabad karboxil csoportot tartalmazó C' terminálist.

Szekunder(másodlagos) szerkezet A peptidlánc lokális ( egyes szakaszaira jellemző) konformációját ( térbeli elrendeződés) értjük a fehérjék másodlagos szerkezete alatt. Ezek tipikus periodikus szerkezeti elemek, mint különböző α-hélixek, vagy a β-láncok, kanyarok és hurkok. (A hélixek egyszeresen spirálisan feltekeredő formát mutatnak, a β-láncok, más néven redők háztetőszerűen egymáshoz kapcsolódó formát öltenek nagyjából így ^^^^^)

Harmadlagos/negyedleges szerkezet Egy peptidlánc másodlagos szerkezeteinek elrendeződése, a fehérje "kompakt feltekeredése„ adja a tercier szerkezetet. Több fehérjelánc kötődésekor létrejövő komplex szerkezete a kvaterner . Az alkotó fehérjeláncokat alegységnek nevezzük.

elnevezés protein proteid Összetételük szerint egyszerű Egyszerű fehérjék: Csak aminosavak építik fel őket, hidrolízisükkor csak aminosavak keletkeznek. Pl. inzulin, albumin Összetett fehérjék: Hidrolizátumuk egyéb alkotórészt is tartalmaz, ezt prosztetikus csoportnak hívjuk. Hem + globin összetett

Funkciójuk szerint Enzimek, például tripszin, Transzportfehérjék: Feladatuk a szervek közti szállító feladatok ellátása. például hemoglobin, szérumalbumin. Védőfehérjék: Lehetővé teszik, hogy a szervezet fertőzéssel vagy sérüléssel szemben védekezzen. például fibrinogén, trombin. Toxinok, például kígyómérgek. Hormonok, például inzulin, mellékvesekéreg-serkentő hormon (ACTH), növekedési hormon (STH). Struktúrfehérjék: A mozgáshoz szilárd vázat biztosítanak, és a külső védelmet szolgálják. például kollagén, aktin, miozin

Esszenciális aminosavak Alapvető fontosságú (esszenciális) aminosavaknak nevezzük azokat az aminosavakat, amelyeket az emberi vagy állati szervezet nem, vagy csak elégtelen mennyiségben képes előállítani. Az emberi szervezet számára 9 aminosav esszenciális: metionin, treonin, lizin, izoleucin, valin, leucin, fenilalanin, triptofán. hisztidin.

Ajánlott fehérjebevitel Gyermekek fehérjeszükséglete A bevitt fehérjének fedeznie kell a növekedéshez szükséges mennyiséget, a növekedés viszont nem egyenletes, ezért a fehérjebevitelt úgy kell megállapítani, hogy mindenkor elegendő fehérje álljon rendelkezésre. Ez a mennyiség az életkor függvényében 32-75g/nap. Felnőttek fehérjeszükséglete Vegyes táplálkozás mellett figyelembe kell venni a fehérjék emészthetőségét, valamint az aminosav-összetételt jelző biológiai értékeket, a hazai táplálkozási szokásokat, a fehérjék kölcsönös kiegészítő (komplettáló) hatását. Így a testtömegre számított fehérjebevitel, 1 g/ttkg javasolt aktívan nem sportoló személyeknek. Sportolóknak ennél többre is szükségük lehet (1.5-2g/ttkg). Terhesek fehérjeszükséglete Vegyes táplálkozás mellett, a terhesség teljes időtartama alatt, 10 g/nappal több bevitelre van szükség, mint a terhességet megelőzően. Szoptatás alatti fehérjeszükséglet Mivel az anyatej átlagos fehérjetartalma 1,2- 1,3 g/100 g, ezért a 100 g elválasztott tejre 2,4 g fehérjét kell bevinni. Vagyis az első 6 hónapban napi 20 g, míg a hetedik hónaptól napi 15 g többlet fehérjebevitel ajánlott. Az idősek fehérjeszükséglete Az életkor előrehaladtával változik a testösszetétel, az élettani funkciók, a fizikai aktivitás, az elfogyasztott táplálék mennyisége, de egyben csökken a fehérjék hasznosulása is, ezért a 60 évesnél idősebbek részére 1,2-1,5 g/ttkg bevitel ajánlott.

Környezeti hatások A fehérjék oldataikból könnyen kicsaphatók- elveszítik kolloid állapotukat- . A kicsapódás lehet reverzibilis és irreverzibilis. Reverzibilis kicsapásnál a fehérjék nem szenvednek mélyreható változtatás, ezért, a csapadékot az eredeti oldószerben( víz) újra feloldhatjuk. Irreverzibilis kicsapásánál a fehérjék mélyreható változáson mennek keresztül. Megváltozik a szerkezetük és nem oldódnak újra az eredeti oldószerben. irreverzibilisen nehézfémsókkal, savakkal és Melegítéssel /denaturáció/ csaphatjuk ki. reverzibilisen csaphatók ki kisózás útján, vagy alacsony hőmérsékleten rövid ideig tartó kezeléssel,

Kisózás A fehérjék hidrofil kolloidok, azaz nagymértékben hidratáltak. Ha a fehérjeoldathoz megfelelő koncentrációjú fémsót adunk (Na2SO4, NaCl, (NH4)2SO4, MgSO4) ezek a fehérjerészecskéket dehidratálják, aminek következtében a fehérjék kicsapódnak. Ezt a folyamatot kisózásnak nevezzük.

Az enzimek denaturációja az enzimaktivitás megszűnésével jár. A denaturáció általában visszafordíthatatlan, irreverzíbilis változás, mint például a tojásfehérje kicsapódása hő hatására. Az enzimek denaturációja az enzimaktivitás megszűnésével jár.

Sarlósejtes vérszegénység A vörösvérsejtekben található hemoglobin molekulák aminosavsorrendjének megváltozására visszavezethető örökletes emberi betegség. A vérfesték egyik polipeptidláncában a 6. aminosav glutaminsav helyett valin. A jelenség hátterében az örökítőanyag, a DNS megváltozása áll. A beteg egyénekben a vörösvérsejtek sarló alakban meggörbülnek, ami keringési elégtelenséget okoz- elégtelen az oxigénmegkötő- képessége