Olbaltumvielu ķīmiskais sastāvs

Vāveres

2. lekcija

Olbaltumvielu ķīmiskais sastāvs

Olbaltumvielu aminoskābju raksturojums

Olbaltumvielu īpašības un pētījumu metodes

Olbaltumvielas ir orgānu un audu strukturālas sastāvdaļas, tām piemīt fermentatīva aktivitāte (fermenti) un tie ir iesaistīti metabolisma regulēšanā. Transporta proteīni, kas protonus un elektronus transportē caur membrānām, nodrošina bioenerģiju: gaismas absorbciju, elpošanu, ATP ražošanu. Rezerves olbaltumvielas (tipiskas galvenokārt augiem) tiek nogulsnētas sēklās un tiek izmantotas, lai pabarotu stādus dīgšanas laikā. Dedzinošais ATP, olbaltumvielas nodrošina mehānisku aktivitāti, ir iesaistītas citoplazmas un citu šūnu organellu kustībā. Olbaltumvielu aizsargājošajai funkcijai ir liela nozīme: lizosomu un vakuolu hidrolītiskie fermenti sadala kaitīgās vielas, kas nonāk šūnā; glikoproteīni ir iesaistīti augu aizsardzībā no patogēniem; olbaltumvielas veic krioaizsardzības un antifrīzu funkcijas. Viens proteīns var veikt divas vai vairākas funkcijas (daži membrānas proteīni var veikt strukturālās un fermentatīvās funkcijas).

Pārsteidzoša olbaltumvielu funkciju daudzveidība un augsta izplatība tika atspoguļota viņu nosaukumā - olbaltumvielas (no grieķu valodas “protos” - primārā, vissvarīgākā). Parasti olbaltumvielu saturs augos ir zemāks nekā dzīvniekiem: veģetatīvajos orgānos olbaltumvielu daudzums parasti ir 5-15% no sausa svara. Tātad, timotiņa lapās satur 7% olbaltumvielu, bet āboliņa un viki lapās - 15%. Vairāk olbaltumvielu sēklās: graudaugos vidēji 10-20%, pākšaugos un eļļas augu sēklās - 25-35%. Sojas pupu sēklās ir visbagātākās olbaltumvielas - līdz 40%, un dažreiz tās ir augstākas.

Augu šūnās olbaltumvielas parasti tiek saistītas ar ogļhidrātiem, lipīdiem un citiem savienojumiem, kā arī ar membrānām, tāpēc ir grūti iegūt un iegūt tīrus preparātus, īpaši no veģetatīvajiem orgāniem. Šajā sakarā sēklu olbaltumvielas labāk tiek pētītas augos, kur to ir vairāk un kur tos ir vieglāk iegūt.

Olbaltumvielas - organiski savienojumi ar šādu elementāro sastāvu: ogleklis 51–55%; skābeklis 21-23%; ūdeņradis 6,6-7,3%; slāpeklis 15-18%; sērs 0,3-2,4%. Daži proteīni satur arī fosforu (0,2–2%), dzelzi un citus elementus. Raksturīgs visu organismu olbaltumvielu elementa sastāva indikators ir slāpekļa klātbūtne, vidēji par 16%. Šī rādītāja relatīvā noturība ļauj to izmantot olbaltumvielu kvantitatīvai noteikšanai: olbaltumvielu slāpekļa satura procentuālo vērtību reizina ar konversijas koeficientu - 6,25 (100: 16 = 6,25). Pēc ķīmiskās būtības olbaltumvielas ir heteropolimēri, kas veidoti no aminoskābju atlikumiem. Aminoskābes (AA) sauc par organiskiem savienojumiem molekulās, kuru viens vai vairāki ūdeņraža atomi ir aizstāti ar aminogrupām (- NН2).

Kādi elementi ir olbaltumvielu daļa un kādas īpašības tiem piemīt?

Kas ir olbaltumvielas un kādas funkcijas organismā, tas pats uzņemas. Kādi elementi ir iekļauti tā sastāvā un kāda ir šīs vielas iezīme.

Olbaltumvielas ir galvenais cilvēka ķermeņa celtniecības materiāls. Šīs vielas kopumā veido piekto daļu mūsu ķermeņa. Dabā ir zināma pasugu grupa - tikai cilvēka ķermenī ir pieci miljoni dažādu variantu. Ar viņa piedalīšanos veidojas šūnas, kuras tiek uzskatītas par ķermeņa dzīvo audu galveno sastāvdaļu. Kādi elementi ir olbaltumvielu daļa un kāda ir vielas īpatnība?

Kompozīcijas smalkumi

Olbaltumvielu molekulas cilvēka ķermenī atšķiras pēc struktūras un uzņemas noteiktas funkcijas. Tātad miozīns tiek uzskatīts par galveno kontraktilo olbaltumvielu, kas veido muskuļus un garantē ķermeņa kustību. Tas nodrošina zarnas un asiņu kustību caur cilvēka traukiem. Ne mazāk svarīga viela organismā ir kreatīns. Vielas funkcija ir aizsargāt ādu no negatīvās ietekmes - starojuma, temperatūras, mehāniskās un citas. Kreatīns arī aizsargā no mikrobiem no ārpuses..

Olbaltumvielu sastāvs ietver aminoskābes. Turklāt pirmais no tiem tika atklāts XIX gadsimta sākumā, un viss aminoskābju sastāvs zinātniekiem ir zināms kopš pagājušā gadsimta 30. gadiem. Interesanti, ka no divsimt aminoskābēm, kas mūsdienās tiek atklātas, tikai divi desmiti veido miljoniem dažādas struktūras olbaltumvielu.

Galvenā atšķirība starp struktūru ir dažāda rakstura radikāļu klātbūtne. Turklāt aminoskābes bieži klasificē pēc elektriskā lādiņa. Katrai no apskatītajām sastāvdaļām ir kopīgas īpašības - spēja reaģēt ar sārmiem un skābēm, šķīdība ūdenī utt. Gandrīz visi aminoskābju grupas pārstāvji ir iesaistīti vielmaiņas procesos.

Ņemot vērā olbaltumvielu sastāvu, ir vērts izcelt divas aminoskābju kategorijas - savstarpēji aizvietojamas un neaizvietojamas. Viņi atšķiras pēc spējām tikt sintezētiem organismā. Pirmie tiek ražoti orgānos, kas garantē vismaz daļēju pašreizējā deficīta segšanu, un pēdējie nāk tikai ar pārtiku. Ja samazinās kādu no aminoskābēm, tas noved pie pārkāpumiem, dažkārt pat līdz nāvei.

Olbaltumvielu, kurā ir pilns aminoskābju komplekts, sauc par “bioloģiski pilnīgu”. Šādas vielas ir daļa no dzīvnieku barības. Daži noderīgi izņēmumi tiek uzskatīti arī daži augu pārstāvji, piemēram, pupas, zirņi un soja. Galvenais parametrs, ko izmanto, lai novērtētu produkta priekšrocības, ir bioloģiskā vērtība. Ja par pamatu tiek uzskatīts piens (100%), tad zivīm vai gaļai šis parametrs būs 95, rīsiem - 58, maizei (tikai rudziem) - 74 utt..

Neaizstājamās aminoskābes, kas veido olbaltumvielas, piedalās jaunu šūnu un fermentu sintēzē, tas ir, tās sedz plastmasas vajadzības un tiek izmantotas kā galvenie enerģijas avoti. Olbaltumvielu sastāvs ietver elementus, kas spēj pārveidoties, tas ir, dekarboksilēšanas un transaminēšanas procesus. Iepriekš minētās reakcijas ietver divas aminoskābju grupas (karboksilgrupa un amīns).

Visvērtīgākais un noderīgākais ķermenim ir olu baltums, kura struktūra un īpašības ir lieliski līdzsvarotas. Tāpēc gandrīz vienmēr par pamatu ņem aminoskābju procentuālo daudzumu šajā produktā.

Iepriekš tika minēts, ka olbaltumvielas sastāv no aminoskābēm, un galveno lomu spēlē neatkarīgi pārstāvji. Šeit ir daži no tiem:

  • Histidīns ir elements, kas iegūts 1911. gadā. Tās funkcija ir vērsta uz kondicionētā refleksu darba normalizēšanu. Histidīnam ir histamīna, kas ir centrālās nervu sistēmas galvenais starpnieks, veidošanās avots, un tas ir iesaistīts signālu pārraidē uz dažādām ķermeņa daļām. Ja atlikušās šīs aminoskābes līmenis samazinās zem normas, tad tiek nomākta hemoglobīna veidošanās cilvēka kaulu smadzenēs..
  • Valīns ir viela, kas atklāta 1879. gadā, bet beidzot atšifrēta tikai pēc 27 gadiem. Trūkuma gadījumā tiek traucēta koordinācija, āda kļūst jutīga pret ārējiem stimuliem.
  • Tirozīns (1846). Olbaltumvielas sastāv no daudzām aminoskābēm, taču šī viela spēlē vienu no galvenajām funkcijām. Tirozīns tiek uzskatīts par galveno šādu savienojumu prekursoru - fenolu, tiramīnu, vairogdziedzeri un citiem.
  • Metionīns tika sintezēts tikai pagājušā gadsimta 20. gadu beigās. Viela palīdz holīna sintēzē, aizsargā aknas no pārmērīga tauku veidošanās, tai ir lipotropiska iedarbība. Ir pierādīts, ka šādiem elementiem ir galvenā loma cīņā pret aterosklerozi un holesterīna līmeņa regulēšanā. Metionīna ķīmiskā īpatnība un tas, ka tas ir iesaistīts adrenalīna ražošanā, nonāk mijiedarbībā ar B vitamīnu.
  • Cistīns ir viela, kuras struktūra tika izveidota tikai līdz 1903. gadam. Tās funkcijas ir vērstas uz piedalīšanos metionīna ķīmiskajās reakcijās, metabolisma procesos. Arī cistīns reaģē ar sēru saturošām vielām (fermentiem).
  • Triptofāns ir neaizvietojama aminoskābe, kas ir daļa no olbaltumvielām. Bija iespējams sintezēt līdz 1907. gadam. Viela ir iesaistīta olbaltumvielu metabolismā, garantē optimālu slāpekļa līdzsvaru cilvēka ķermenī. Triptofāns ir iesaistīts asins seruma olbaltumvielu un hemoglobīna ražošanā.
  • Leicīns ir viena no “agrākajām” aminoskābēm, kas pazīstama kopš 19. gadsimta sākuma. Tās darbība ir vērsta uz ķermeņa palīdzēšanu izaugsmē. Elementa trūkums noved pie nieru un vairogdziedzera darbības traucējumiem.
  • Izoleicīns ir galvenais elements, kas iesaistīts slāpekļa līdzsvarā. Zinātnieki aminoskābi atklāja tikai 1890. gadā.
  • Fenilalanīns tika sintezēts XIX gadsimta 90. gadu sākumā. Viela tiek uzskatīta par virsnieru un vairogdziedzera hormonu veidošanās pamatu. Elementu deficīts ir galvenais hormonālo traucējumu cēlonis.
  • Lizīns tika iegūts tikai 20. gadsimta sākumā. Vielas trūkums noved pie kalcija uzkrāšanās kaulu audos, muskuļu tilpuma samazināšanās organismā, anēmijas attīstības utt..

Ir vērts izcelt olbaltumvielu ķīmisko sastāvu. Tas nav pārsteidzoši, jo apskatāmās vielas ir ķīmiski savienojumi..

  • ogleklis - 50-55%;
  • skābeklis - 22-23%;
  • slāpeklis - 16-17%;
  • ūdeņradis - 6-7%;
  • sērs - 0,4–2,5%.

Papildus iepriekšminētajam, olbaltumvielu sastāvā (atkarībā no veida) ir iekļauti šādi elementi:

Dažādu olbaltumvielu ķīmiskais saturs ir atšķirīgs. Vienīgais izņēmums ir slāpeklis, kura saturs vienmēr ir 16–17%. Šī iemesla dēļ vielas līmeni precīzi nosaka ar slāpekļa procentuālo daudzumu. Aprēķina process ir šāds. Zinātnieki zina, ka 6,25 grami olbaltumvielu satur vienu gramu slāpekļa. Lai noteiktu olbaltumvielu daudzumu, vienkārši reiziniet pašreizējo slāpekļa daudzumu ar 6,25.

Struktūras smalkumi

Apsverot jautājumu par to, kas sastāv no olbaltumvielām, ir vērts izpētīt šīs vielas struktūru. Piešķirt:

  • Primārā struktūra. Pamats ir aminoskābju maiņa kompozīcijā. Ja vismaz viens elements ir ieslēgts vai “izmests”, veidojas jauna molekula. Sakarā ar šo īpašību kopējais pēdējo skaits sasniedz astronomisku skaitli.
  • Sekundārā struktūra. Olbaltumvielu molekulu īpatnība ir tāda, ka tās neatrodas paplašinātā stāvoklī, bet tām ir atšķirīga (dažreiz sarežģīta) konfigurācija. Sakarā ar to tiek vienkāršota šūnas vitālā aktivitāte. Sekundārajai struktūrai ir spirāles forma, kas izveidota no vienveidīgiem pagriezieniem. Šajā gadījumā kaimiņu pagriezienus raksturo cieša ūdeņraža saite. Atkārtota atkārtošanās gadījumā stabilitāte palielinās.
  • Terciārā struktūra tiek veidota, pateicoties minētās spirāles spējai iekļauties bumbiņā. Ir vērts zināt, ka olbaltumvielu sastāvs un struktūra lielā mērā ir atkarīga no primārās struktūras. Terciārā bāze savukārt garantē augstas kvalitātes saišu saglabāšanu starp aminoskābēm ar atšķirīgu lādiņu.
  • Kvartāra struktūra ir raksturīga dažiem proteīniem (hemoglobīns). Pēdējais veido nevis vienu, bet vairākas ķēdes, kas atšķiras pēc to primārās struktūras.

Olbaltumvielu molekulu noslēpums ir vispārīgs. Jo augstāks ir strukturālais līmenis, jo sliktāk tiek saglabātas starp tām izveidotās ķīmiskās saites. Tādējādi sekundārās, terciārās un ceturtējās struktūras ir pakļautas starojumam, augstām temperatūrām un citiem vides apstākļiem. Rezultāts bieži ir struktūras pārkāpums (denaturācija). Šajā gadījumā vienkāršs proteīns struktūras izmaiņu gadījumā spēj ātri atgūties. Ja vielai ir bijusi negatīva temperatūras ietekme vai citu faktoru ietekme, denaturācijas process ir neatgriezenisks, un pašu vielu nevar atjaunot.

Īpašības

Iepriekš, kas ir olbaltumvielas, šo elementu definīcija, struktūra un citi svarīgi jautājumi. Bet informācija būs nepilnīga, ja nenorādīsit galvenās vielas īpašības (fizikālās un ķīmiskās).

Olbaltumvielu molekulmasa ir no 10 tūkstošiem līdz vienam miljonam (šeit daudz kas ir atkarīgs no veida). Turklāt tie šķīst ūdenī..

Atsevišķi ir vērts izcelt olbaltumvielu ar kalloīdu šķīdumiem vispārīgās iezīmes:

  • Spēja uzbriest. Jo augstāka kompozīcijas viskozitāte, jo augstāka ir molekulmasa.
  • Lēna difūzija.
  • Spēja dializēt, tas ir, aminoskābju grupu sadalīšana citos elementos, izmantojot puscaurlaidīga tipa membrānas. Galvenā atšķirība starp apskatītajām vielām ir to nespēja iziet cauri membrānām.
  • Divfaktoru stabilitāte. Tas nozīmē, ka olbaltumvielu struktūra ir hidrofila. Vielas lādiņš tieši ir atkarīgs no tā, no kā sastāv olbaltumvielas, aminoskābju skaita un to īpašībām.
  • Katras daļiņas izmērs ir 1–100 nm.

Olbaltumvielām ir arī zināmas līdzības ar patiesiem risinājumiem. Galvenais ir spēja veidot viendabīgas sistēmas. Turklāt veidošanās process notiek spontāni, un tam nav nepieciešams papildu stabilizators. Turklāt olbaltumvielu šķīdumi ir termodinamiski stabili..

Zinātnieki izceļ apskatāmo vielu īpašās amorfās īpašības. Tas ir izskaidrojams ar aminogrupas klātbūtni. Ja olbaltumviela ir ūdens šķīduma formā, tad tajā ir vienādi dažādi maisījumi - katjonu, bipolāri joni, kā arī anjonu forma.

Arī olbaltumvielu īpašības ietver:

  • Spēja spēlēt bufera lomu, tas ir, līdzīgi reaģēt uz vāju skābi vai bāzi. Tātad cilvēka ķermenī ir divu veidu buferu sistēmas - olbaltumvielas un hemoglobīns, kas ir iesaistīti homeostāzes līmeņa normalizēšanā..
  • Kustība elektriskajā laukā. Atkarībā no aminoskābju daudzuma olbaltumvielās, to masas un lādiņa, mainās arī molekulu kustības ātrums. Šo funkciju izmanto atdalīšanai ar elektroforēzi..
  • Izsālīšana (apgriezta nogulsnēšanās). Ja olbaltumvielu šķīdumam pievieno amonija jonus, sārmzemju metālus un sārmainus sāļus, šīs molekulas un joni savstarpēji konkurē par ūdeni. Ņemot to vērā, hidratācijas membrāna tiek noņemta, un olbaltumvielas vairs nav stabilas. Tā rezultātā tie izgulsnējas. Ja pievienojat noteiktu daudzumu ūdens, ir iespējams atjaunot hidratācijas apvalku.
  • Jutība pret ārējām ietekmēm. Ir vērts atzīmēt, ka negatīvas ārējās ietekmes gadījumā olbaltumvielas tiek iznīcinātas, kas noved pie daudzu ķīmisko un fizikālo īpašību zaudēšanas. Turklāt denaturācija izraisa galveno saišu sabrukumu, kas stabilizē visus olbaltumvielu struktūras līmeņus (izņemot primāro).

Denaturācijas cēloņi ir daudz - organisko skābju negatīvā ietekme, sārmu vai smago metālu jonu darbība, urīnvielas un dažādu reducējošo līdzekļu negatīvā ietekme, kas noved pie disulfīdu tipa tiltu iznīcināšanas.

  • Krāsu reakciju klātbūtne ar dažādiem ķīmiskiem elementiem (atkarīgs no aminoskābju sastāva). Šo īpašību izmanto laboratorijas apstākļos, kad nepieciešams noteikt kopējo olbaltumvielu daudzumu..

Kopsavilkums

Olbaltumvielas ir šūnas galvenais elements, nodrošinot dzīva organisma normālu attīstību un augšanu. Bet, neskatoties uz zinātnieku zināšanām par matēriju, priekšā vēl ir daudz atklājumu, kas ļauj mums dziļāk iemācīties cilvēka ķermeņa noslēpumu un tā uzbūvi. Pa to laiku katram no mums vajadzētu zināt, kur veidojas olbaltumvielas, kādas ir to īpašības un kādiem mērķiem tie ir nepieciešami.

3.8.2. Vāveres

Olbaltumvielas ir lielmolekulāri organiski savienojumi, kas sastāv no aminoskābju atlikumiem, kas garā ķēdē savienoti ar peptīdu saiti.

Dzīvu organismu olbaltumvielu struktūrā ietilpst tikai 20 aminoskābju veidi, no kuriem visi ir alfa-aminoskābes, un olbaltumvielu aminoskābju sastāvu un to savienojuma secību nosaka dzīvā organisma individuālais ģenētiskais kods..

Viena no olbaltumvielu iezīmēm ir spēja spontāni veidot telpiskās struktūras, kas raksturīgas tikai šim konkrētajam proteīnam.

polipeptīdu ķēdes fragmenta lokāla sakārtošana spirālē

polipeptīda spirāles telpiskā orientācija vai noteiktā tilpuma noteikšanas metode globulēs (jucekļos) vai šķiedrās (pavedienos)

Sakarā ar to struktūras specifiku, olbaltumvielām var būt dažādas īpašības. Piemēram, olbaltumvielas, kurām ir četrstūrveida globulāra struktūra, jo īpaši vistas olu olbaltumvielas, izšķīst ūdenī, veidojot koloidālos šķīdumus. Olbaltumvielas ar fibrillāru kvartāru struktūru nešķīst ūdenī. Fibrillārie proteīni veido nagus, matus, skrimšļus.

Olbaltumvielu ķīmiskās īpašības

Hidrolīze

Visi proteīni ir spējīgi hidrolizēties. Olbaltumvielu pilnīgas hidrolīzes gadījumā veidojas α-aminoskābju maisījums:

Olbaltumviela + nH2O => α-aminoskābju maisījums

Denaturācija

Olbaltumvielu sekundāro, terciāro un kvartāra struktūru iznīcināšanu, neiznīcinot tā primāro struktūru, sauc par denaturāciju. Olbaltumvielu denaturācija var notikt nātrija, kālija vai amonija sāļu šķīdumu ietekmē - šāda denaturācija ir atgriezeniska:

Denaturācija, kas notiek starojuma ietekmē (piemēram, karsējot) vai proteīnu apstrāde ar smago metālu sāļiem, ir neatgriezeniska:

Tā, piemēram, olu termiskās apstrādes laikā to sagatavošanas laikā tiek novērota neatgriezeniska olbaltumvielu denaturācija. Olu olbaltumvielu denaturācijas rezultātā zūd tā spēja izšķīst ūdenī, veidojot koloidālu šķīdumu.

Kvalitatīvas reakcijas uz olbaltumvielām

Biureta reakcija

Ja šķīdumam, kas satur olbaltumvielas, pievienojat 10% nātrija hidroksīda šķīdumu un pēc tam nelielu daudzumu 1% vara sulfāta šķīduma, parādās violeta krāsa.

olbaltumvielu šķīdums + NaOH(10% šķīdums) + CuSO4 = violeta

Ksantoproteīna reakcija

olbaltumvielu šķīdumi, vārot ar koncentrētu slāpekļskābi, kļūst dzelteni:

olbaltumvielu šķīdums + HNO3 (kons.) => dzeltenā krāsā

Olbaltumvielu ķīmiskais sastāvs

Olbaltumvielu klasifikācija balstās uz to fizikāli ķīmiskajām un ķīmiskajām īpašībām. Olbaltumvielas klasificē pēc vairākiem kritērijiem..

1. Pēc struktūras

Pēc molekulu ķīmiskās struktūras visi proteīni tiek sadalīti vienkāršos un sarežģītos.

Vienkāršie proteīni (olbaltumvielas) sastāv tikai no aminoskābēm.

Kompleksie proteīni (olbaltumvielas) sastāv no globular proteīniem un bez olbaltumvielu komponenta. Kompleksa olbaltumvielu ne-olbaltumvielu daļu sauc par protezēšanas grupu.

Protēzes grupu var attēlot ar dažādu ķīmisko īpašību savienojumiem. Atkarībā no tā struktūras un īpašībām kompleksos proteīnus sadala:

  • hromoproteīni - satur krāsainu komponentu kā olbaltumvielu daļu (hemoglobīns, mioglobīns, citohromi, hlorofils);
  • glikoproteīni - satur ogļhidrātus;
  • nukleoproteīni - satur nukleīnskābes;
  • lipoproteīni - satur lipīdus;
  • fosfoproteīni - satur atlikušo fosforskābes daudzumu;
  • metaloproteīni - satur kompleksu metālu.

Vienkāršas vāveres

Vienkāršos proteīnos ietilpst albumīns, globulīns, protamīns, histons, prolamīns, glutelīns, proteininoīdi.

Albumīni un globulīni ir olbaltumvielas, kas atrodami visos audos. Asins serums ir visbagātākais ar šiem proteīniem. Albumīns veido vairāk nekā pusi no asins plazmas olbaltumvielām..

Albumīns

Albumīns - veido lielāko daļu dzīvnieku un augu audu olbaltumvielu. Albumīni ir globālas olbaltumvielas.

Albumīni ir olbaltumvielas ar salīdzinoši mazu molekulmasu 25 000–70000, tiem ir izteikts skābums, jo tie satur lielu daudzumu asparagīnskābes un glutamīnskābes.

Tie izšķīst tīrā ūdenī un atšķaida skābju, sārmu un sāļu šķīdumus. No ūdens šķīdumiem albumīns izdalās ar amonija sulfātu tikai tad, kad šķīdums ir pilnībā piesātināts, jo šie ir ļoti hidratēti proteīni.

Vārot, tie sarecējas un izgulsnējas denaturētu olbaltumvielu biezu pārslu veidā. Putu veidošanās pienā, olu satura sabiezēšana vārīšanas laikā notiek albumīna denaturācijas dēļ. Putas, kas veidojas augļu un dārzeņu vārīšanas laikā, daļēji sastāv no krokaina augu albumīna.

Albumīni ir galvenokārt dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielas. Tajos ietilpst seruma albumīns, piena laktalbumīns, olu baltuma ovalbumīns, dzīvnieku muskuļu mioalbumīns, kā arī kviešu, rudzu un miežu leikozīns, griķi un sojas pākšaugi, rīcinaugu ricīns.

Albumīni organismā veic uztura, transporta un neitralizējošās funkcijas.

Raksturīga albumīna īpašība ir to augstā adsorbcijas spēja. Viņi adsorbē polārās un nepolārās molekulas, spēlējot transportēšanas lomu.

Viņi pārvadā hormonus, holesterīnu, bilirubīnu, narkotikas, kalcija jonus.

Albumīni saista toksiskus savienojumus - alkaloīdus, smagos metālus, bilirubīnu.

Sakarā ar augsto hidrofilitāti, mazajiem molekulu izmēriem, nozīmīgai albumīna koncentrācijai ir liela nozīme asins osmotiskā spiediena uzturēšanā. Albumīni nodrošina 80% osmotisko asinsspiedienu no visiem citiem sūkalu proteīniem.

Albumīns galvenokārt tiek sintezēts aknās un tiek ātri atjaunināts..

Globulīni

Globulīni ir plaši izplatīta globulāru olbaltumvielu grupa, parasti saistīta ar albumīnu. Globulīniem ir augstāka molekulmasa nekā albumīnam. Globulīni nedaudz skābi vai neitrāli proteīni.

Globulīni šķīst vājos fizioloģiskajos šķīdumos, nešķīst destilētā ūdenī un izgulsnējas vismaz 50% vai vairāk šķīdumu, kas piesātināti ar amonija sulfātu, koagulējot karsējot.

Globulīni ietver serumu, pienu, olu, muskuļus un citus globulīnus..

Pārtikā ir daudz globulīnu. Zirņi satur pākšaugu olbaltumvielas, sojas satur gliccipīnu, pupiņu sēklas satur fāzolīnu, kartupeļi satur tuberīnu, fibrinogēnu asinīs, laktoglobulīnu pienā, olu globulīnu olās un kaņepju - edestīnu olās.

Globulīni organismā veic uztura, aizsardzības un transporta funkcijas.

Globulīni asinīs transportē holesterīnu, fosfolipīdus, triglicerīdus, dzelzs jonus (Fe 2+), varu (Cu 2+) un B vitamīnu12. Pienā laktoglobulīni un laktalbumīns veic arī transporta funkciju.

Globulīnus ražo aknas un imūnsistēma..

Protamīni

Protamīni - zemas molekulmasas pozitīvi lādēti kodolproteīni ar izteiktām pamatīpašībām (sārmaini proteīni), ar mazu molekulmasu - 4000–12000, satur 60–85% arginīna.

Protamīni ir daudzu svarīgu kompleksu olbaltumvielu (nukleoproteīnu) neatņemama sastāvdaļa, kas veido šūnu kodolus. Šūnu kodolos tie atrodas kompleksā ar DNS.

Protamīni labi izšķīst ūdenī, skābā un neitrālā vidē un izgulsnējas sārmainā vidē, neizgulsnējas vārot.

Protamīni ir atrodami spermas kodolos zivīs. Galvenā olbaltumvielu frakcija zivju nobriedušos spermā.

Protamīni ir atrodami dažu zivju sugu (salmīns - lasis, klupein - siļķe), makreles - makreles spermā.

Veic galvenokārt struktūras funkcijas, tāpēc atrodas šūnās, kuras nespēj sadalīties.

Histoni

Histoni ir zemas molekulmasas (11000–22000) proteīni ar terciāru struktūru, tiem ir izteiktas pamata (sārmainas) īpašības, jo augsts arginīna un lizīna līmenis.

Histoni atrodas augstāku organismu šūnu kodolos kopā ar nukleīnskābēm, veidojot nukleoproteīnus.

Histoniem ir svarīga loma gēnu aktivitātes regulēšanā. Tie ir hromosomu proteīni, tie nonāk hromatīna struktūrā. Šūnās pozitīvi lādēti histoni ir saistīti ar negatīvi lādētu DNS hromatīnā. Hromatīnā esošie histoni veido mugurkaulu, uz kura tiek ievainota DNS molekula.

Tie ir ļoti stabili proteīni, kuru molekulas var saglabāties visā šūnas dzīves laikā..

Histoni ir atrodami nukleoproteīnu veidā baltajās asins šūnās un sarkano asins bumbiņās (hemoglobīns)..

Histoni pēc savām īpašībām ir tuvu protamīniem, šķīst ūdenī un atšķaidītās skābēs, nešķīst amonjaka ūdenī un karsējot nesarecē. Histona molekulas ir polāras, ļoti hidrofīlas, tāpēc no šķīdumiem tās diez vai var sālīt..

Histonu galvenās funkcijas ir strukturālas un regulējošas.

Strukturālie - histoni ir iesaistīti DNS telpiskās struktūras stabilizācijā, tāpēc hromatīns, hromosomas un nukleosomas.

Normatīvs - ir spēja bloķēt ģenētiskās informācijas pārnešanu no DNS uz RNS.

Prolamīni

Prolamīni - augu izcelsmes olbaltumvielas, ir atrodami graudaugu augu sēklu glutēnā, kur tie darbojas kā uzglabāšanas proteīni. Tajos ietilpst liels daudzums glutamīnskābes un prolīna (tātad nosaukums prolamīns).

Prolamīni gandrīz nesatur glicīnu un lizīnu, kas padara to uzturvērtību zemu.

Raksturīga prolamīnu īpašība ir tā, ka tie nešķīst ūdenī, sāls šķīdumos, sārmos, viegli šķīst 60–80% etanola šķīdumā (tas ir saistīts ar lielu daudzumu nepolāru aminoskābju prolīna), bet visi pārējie proteīni denaturējas un izgulsnējas nogulsnes.

Tajos ietilpst gliadīns (kviešu, rudzu proteīns), hordeīns (miežu proteīns), zeīns (kukurūzas olbaltumvielas), avenīns (baltās auzas), edestīns (kaņepju proteīns)..

Prolamīnu praktiski nav pākšaugos un eļļas augu sēklās.

Glutelīni

Glutelīni - augu izcelsmes olbaltumvielas, kam raksturīgs augsts aminoskābju prolīna un glutamīnskābes saturs.

Glutelīniem ir liela nozīme cilvēku uzturā, jo to uzturvērtība ir augsta. Tie atrodas graudaugu sēklās kopā ar prolamīniem..

Glutelīni ir starpposms starp prolamīniem un globulīniem.

Glutelīni šķīst atšķaidītās skābēs un sārmos, nešķīst ūdenī, spirtā un atšķaidītos fizioloģiskos šķīdumos.

Šīs vienkāršo olbaltumvielu klases pārstāvji ir orizenīns (rīsu proteīns), glutelīns (kukurūzas proteīns) un glutenīns (kviešu proteīns).

Rīsos 80% olbaltumvielu ir glutelīni (oryzenine), kas izskaidro augsto lizīna saturu rīsu graudu proteīnā.

Šie proteīni neveido glutēnu rudzu miltos, ņemot vērā kvalitatīvās atšķirības starp rudzu un kviešu proteīniem.

Proteinoīdi

Proteinoīdi ir fibrillāri proteīni, to molekulas veido multimolekulārus filiformus kompleksus - fibrillus.

Proteinoīdi - dzīvnieku izcelsmes olbaltumvielas, ir bagāti ar glicīnu, prolīnu, cistīnu. Viņiem var būt terciāras un kvartāras struktūras..

Proteinoīdi - atbalsta audu (kaulu, skrimšļu, cīpslu, saišu) olbaltumvielas. Tos pārstāv kolagēns, elastīns un keratīns.

Proteinoīdi nešķīst ūdenī, fizioloģiskajā šķīdumā, atšķaidītās skābēs un sārmos. Lielākā daļa dzīvnieku un cilvēku nesagremojas kuņģa-zarnu traktā un tāpēc nevar veikt uztura funkciju. Tomēr daži posmkāji ir pielāgojušies barošanai ar ādas fibrillārajiem proteīniem, putnu spalvām un vilnu (piemēram, kodes).

Proteinoīdi satur kolagēnu - galveno ādas, kaulu un skrimšļu olbaltumvielu, elastīnu - cīpslu un saistaudu proteīnu, keratīnu - matu, vilnas, naglu, ragu un zīda fibroīna olbaltumvielu.

Kolagēns

Kolagēns ir dzīvnieku un cilvēku saistaudu galvenais proteīns, kas sastāv no trim olbaltumvielu šķipsnām, kas savītas spirālē. Kolagēns aizsargā audus no mehāniskas ietekmes, saglabājot ādas izturību.

Kolagēns - olbaltumvielas, kas plaši izplatītas organismā, veido apmēram trešdaļu no visiem ķermeņa proteīniem. Vairāk nekā 80% no visa ķermeņa kolagēna atrodas starpšūnu vielā - ādas saistaudos, kaulos, saitēs, cīpslās un skrimšļos. Šiem audumiem ir mazs pagarinājums un augsta izturība..

Kolagēna aminoskābju sastāva īpatnības, pirmkārt, ietver lielais glicīna un prolīna saturs. Kolagēna polipeptīdu ķēdes satur apmēram 1000 aminoskābes.

Kolagēns, ilgstoši karsēts ūdenī pie 56-100 0 С, nonāk šķīstošā līmē jeb glutīnā (želatīnā), kas atdziestot veido želeju un veido želeju. Dželētu ēdienu gatavošana ir balstīta uz šo želatīna īpašību..

Elastīns

Elastīns ir elastīgo šķiedru galvenais proteīns, kas lielos daudzumos atrodams tādu šūnu starpšūnu vielā kā āda, asinsvadu sienas, saites un plaušas. Šiem audumiem ir ļoti svarīgas īpašības: tie var izstiepties vairākas reizes, salīdzinot ar sākotnējo garumu, saglabājot augstu stiepes izturību, un pēc izkraušanas atgriezties sākotnējā stāvoklī.

Elastība ir saistīta ar daudzu starpsavienojumu saikņu klātbūtni elastīnā ar aminoskābes lizīna piedalīšanos..

Elastīns nešķīst ūdenī, nespēj uzbriest. Elastīna sastāvs satur daudzas hidrofobiskas aminoskābes - glicīnu, valīnu, alanīnu, leicīnu, prolīnu.

Keratīns

Keratīni ir fibrillāru olbaltumvielu saime, kurai ir mehāniska izturība, kas ir tikai otra pēc chitīna starp bioloģiskas izcelsmes materiāliem.

Dzīvnieku apmatojums, nagi, spalvas, adatas, spīles, ragi un nagi galvenokārt sastāv no keratīna.

Keratīniem var būt α-struktūra un β-struktūra.

α-keratīns ir strukturāls proteīns, kas veidots galvenokārt α-spirāles formā.

Α-keratīnos trīs α-spirāles apvienojas superpolenē. Α-keratīna molekulas ir orientētas paralēli un ir savienotas ar disulfīdu saitēm (satur daudz cisteīna), kas piešķir struktūru stiprību.

Β-keratīna piemērs ir zīda fibroīns.

Keratīni nešķīst sāļu, skābju, sārmu šķīdumos. Viņu molekulmasa ir ļoti augsta..

Zīda fibroīns

Zīda fibroīns ir fibrillārs proteīns, ko izdala zirnekļveidīgie un daži kukaiņi, un tas ir pamats zirnekļtīkliem un kukaiņu kokoniem, it īpaši zīdtārpiņa zīdam.

Tās β-struktūra sastāv no antiparalēlām polipeptīdu ķēdēm, kas savienotas kopā ar ūdeņraža saitēm. Fibroīns sastāv galvenokārt no glicīna, alanīna, serīna, tirozīna.

Kompleksie proteīni

Fosproteīni

Fosfoproteīni ir sarežģīti proteīni, kuru protezēšanas grupa ir fosforskābes atlikums. Tas saistās ar peptīdu ķēdi caur tirozīna, serīna un treonīna atlikumiem, t.i. tās aminoskābes, kas satur OH grupu.

Šīs klases olbaltumvielas ietver:

  • kazeīna piens, kurā fosforskābes saturs sasniedz 1%;
  • vitellīns, vitellinīns un fosvitīns, kas izolēts no vistas dzeltenuma;
  • ovalbumīns, kas atklāts vistas olu olbaltumvielās;
  • ichtiulīns, kas atrodams zivju olās un kam ir nozīmīga loma zivju embriju attīstībā.

Fosfoproteīnu bioloģiskā loma ir tāda, ka tie ir būtiskas barības vielas augošajiem organismiem..

Fosfoproteīni ir vērtīgs enerģijas un plastmasas avots embriju attīstībai un ķermeņa tālākai augšanai un attīstībai.

Piemēram, kazeīna (kazeinogēna) pienā ir visas neaizstājamās aminoskābes un fosforskābe. Tas satur arī kalcija jonus..

Fosfors un kalcijs augošajam ķermenim ir nepieciešami lielos daudzumos, lai veidotu skeletu.

Glikoproteīni

Glikoproteīni (glikokonjugāti) ir sarežģīti proteīni, kas kā protezēšanas grupu satur ogļhidrātu komponentu.

Dažos glikoproteīnos ogļhidrātu daļa ir brīvi saistīta ar olbaltumvielām un to var viegli atdalīt no tā. Dažu glikoproteīnu protezēšanas grupas var rasties audos un brīvā stāvoklī.

Glikoproteīni ir plaši izplatīti dabā. Tie ir atrodami noslēpumos (siekalās utt.) Kā daļu no šūnu membrānām, šūnu sienām, starpšūnu vielas, saistaudiem. Daudzi fermenti un transporta proteīni ir glikoproteīni..

Glikoproteīni tiek sadalīti īstajos glikoproteīnos un proteoglikānos..

Īstie glikoproteīni

Glikoproteīnu ogļhidrātu daļu attēlo mazi neregulāras struktūras heteropolisaharīdi vai oligosaharīdi, un tā satur mannozi, galaktozi, glikozi un to aminosatvasinājumus. Tajos esošie proteīni ir 80–85% no makromolekulu masas.

Glikoproteīnus raksturo kovalenta glikozīdiskā saite. Starp ogļhidrātu komponentu un olbaltumvielu asparagīna amīdu grupu notiek N-glikozīdiskā saite. Piemēram, imūnglobulīnos, fermentos un hormonos).

O-glikozīdiskā saite - monosaharīds ir saistīts ar serīna vai treonīna OH grupu (mucīnos) un dažreiz ar hidroksilizīna vai hidroksiprolīna OH grupu (kolagēni).

Pie tipiskiem glikoproteīniem pieder lielākā daļa olbaltumvielu hormonu, vielas, kas tiek izdalītas ķermeņa šķidrumos, membrānu kompleksi olbaltumvielas, visas antivielas (imūnglobulīni), plazmas olbaltumvielas, piens, interferoni, asins grupas.

Glikoproteīnu funkcijas

  1. Strukturāls - kolagēns, elastīns.
  2. Aizsardzības līdzekļi - antivielas (imūnglobulīni), interferons, asins koagulācijas faktori (protrombīns, fibrinogēns).
  3. Receptors - efektora piestiprināšana noved pie izmaiņām olbaltumvielu receptoru uzbūvē, kas izraisa starpšūnu reakciju.
  4. Hormonālie - gonadotropie, adrenokortikotropie un tirotropie hormoni.
  5. Fermenti - fermenti: holīnesterāze, nukleāze.
  6. Transports - vielu pārnese asinīs un caur membrānām (transferīns, transkortīns, albumīns, Na +, K + -ATPase).

Īpašu glikoproteīnu grupu veido proteoglikāni, kuros pārsvarā ir ogļhidrātu sastāvdaļa un tie veido 90% vai vairāk. Turklāt šīs vielas pēc īpašībām ir vairāk līdzīgas polisaharīdiem nekā proteīniem.

Proteoglikānu protezēšanas grupu pārstāv heteropolisaharīdi, kuriem ir regulāra struktūra.

Ogļhidrātu daļa, tāpat kā glikoproteīni, saistās ar olbaltumvielām caur serīna un asparagīna atlikumiem.

Ogļhidrātu fragmenti palielina olbaltumvielu hidrofilās īpašības lielā OH un skābju grupu skaita dēļ. Pēdējo ķēdes nav pietiekami elastīgas un mēdz piekrist ļoti brīva nejauša jucekļa uzbūvei, kas aizņem milzīgu skaļumu.

Būdami hidrofili, tie piesaista daudz ūdens un pat zemā koncentrācijā veido hidratētus želejas. Līdzīga spēja rodas ārpusšūnu telpā - turgors.

Proteoglikāni ir galvenā starpšūnu matricas viela (starpšūnu telpa).

Skrimšļa matricas proteoglikāni satur hialuronskābi, kas veido želejveida želeju, kas darbojas kā amortizators skrimšļa un locītavu virsmās..

Funkcionāli proteoglikāni ir nozīmīgi starpšūnu telpā, īpaši saistaudos, kuros iegremdētas kolagēna šķiedras. Viņiem ir koka struktūra, centrā ir hialuronskābe.

Jo to molekulas ir hidrofīlas, tās izveido želejveidīgu tīkla matricu un aizpilda vietu starp šūnām, kas ir šķērslis lielām molekulām un mikroorganismiem.

Starpšūnu matricā ir dažādi proteoglikāni. Starp tiem ir ļoti lieli - piemēram, agrekan un nap.

Starpšūnu telpā ir arī viss tā saukto mazo proteoglikānu komplekts, kas ir plaši izplatīti dažāda veida saistaudos un tur pilda dažādas funkcijas.

Saskaņā ar olbaltumvielu un ogļhidrātu daļu attiecību glikoproteīni tiek sadalīti neitrālos un skābos.

Neitrālos glikoproteīnos ietilpst olu baltums (ovalbumīns), plazmas glikoproteīni, vairogdziedzera olbaltumvielas (tireoglobulīns).

Skābie glikoproteīni ietver mucīnus un mucoīdus.

Muciīni ir ķermeņa gļotu (siekalu, kuņģa un zarnu sulas) pamats. Veiciet aizsargfunkciju - aizsargājiet gremošanas trakta sienas no mehāniskiem, ķīmiskiem bojājumiem. Muciīni ir izturīgi pret fermentiem, kas hidrolizē olbaltumvielas.

Mukoīdi ir locītavu, skrimšļu, acs ābola šķidruma sinoviālā šķidruma olbaltumvielas. Veiciet aizsargfunkciju, vai kustību aparātā ir smērviela.

Skābo glikoproteīnu sastāvā ietilpst uronskābe, kas piedalās bilirubīna un zāļu neitralizācijā.

Nukleoproteīni

Nukleoproteīni (DNP un RNP) ir sarežģīti proteīni, kuru nukleīnskābes (RNS un DNS) ir protezēšanas grupa.

Dabā tika atklāti 2 veidu nukleoproteīni - dezoksiribonukleoproteīni (DNP) - olbaltumvielu kompleksi ar dezoksiribonukleīnskābi (DNS) un ribonukleoproteīni (RNP) - olbaltumvielu kompleksi ar ribonukleīnskābi (RNS)..

DND galvenokārt ir lokalizēti kodolā, mitohondriji un RNP atrodas citoplazmā, un kodolā (nucleolus) ir atrasti arī augstas molekulmasas RNP.

Atkarībā no pentozes, kas ir daļa no tām, izšķir divus nukleīnskābju veidus - ribonukleīnskābi (RNS), ja tā satur ribozi, un dezoksiribonukleīnskābi (DNS), ja tā satur dezoksiribozi.

Atšķirības starp RNS un DNS

  • ķēžu skaits: RNS, viena ķēde, DNS, divas ķēdes;
  • izmēri: DNS ir daudz lielāks;
  • lokalizācija šūnā: DNS atrodas kodolā, gandrīz visa RNS atrodas ārpus kodola;
  • monosaharīdu tips: DNS - dezoksiribozē, RNS - ribozē;
  • slāpekļa bāzes: timīns DNS, uracils RNS;
  • funkcija: DNS ir atbildīga par iedzimtas informācijas glabāšanu, RNS - par tās ieviešanu.

DNS galvenokārt koncentrējas šūnu kodolā kā daļa no hromosomām, mitohondrijiem un hloroplastiem..

Ģenētiskā materiāla glabāšana, pavairošana un pārmantošana, gēnu ekspresija.

Pastāv trīs galvenie RNS veidi:

  • matrica (informatīva) - mRNS (mRNS) atrodas kodolā un citoplazmā.
  • transports - tRNS galvenokārt atrodams šūnas citoplazmā.
  • ribosomāli - rRNS ir būtiska ribosomas sastāvdaļa.

mRNS (mRNS) - nolasa informāciju no DNS vietas par olbaltumvielu primāro struktūru un pārnēsā šo informāciju uz ribosomām (pārnēsā informāciju no kodola uz citoplazmu).

tRNS - transportē aminoskābes uz olbaltumvielu sintēzes vietu (no citoplazmas uz ribosomām).

rRNS - ir daļa no ribosomām (no tā ir izveidots ribosomu karkass), piedalās olbaltumvielu (polipeptīdu) ķēdes sintēzē.

Atsevišķu vīrusu RNS ir ģenētiskās informācijas nesējs, nevis DNS.

Video filma “Nukleīnskābes olbaltumvielu biosintēzē”

Lipoproteīni

Lipoproteīni ir sarežģīti proteīni, kuru protezēšanas grupu pārstāv jebkurš lipīds.

Lipīdiem ir svarīga loma cilvēka ķermenī. Tie ir atrodami visās šūnās un audos un ir iesaistīti daudzos metabolisma procesos..

Tie veido visu bioloģisko membrānu strukturālo bāzi, brīvā stāvoklī tie galvenokārt atrodas asins plazmā un limfā..

Plazmas lipoproteīni, ūdenī šķīstošs serums. Šūnu membrānu sienu, nervu šķiedru lipoproteīni nešķīst ūdenī.

Lipoproteīnu sastāvs vienlaikus var saturēt brīvos triglicerīdus, taukskābes, neitrālos taukus, fosfolipīdus un holesterīnu (holesterīnu).

Visu veidu lipoproteīniem ir līdzīga struktūra: hidrofobs kodols un hidrofils slānis uz virsmas. Hidrofilo slāni veido olbaltumvielas (apoproteīni), fosfolipīdi un holesterīns. Triacilglicerīni (TAG) un holesterīna esteri veido hidrofobu kodolu.

Šo molekulu hidrofilās grupas ir orientētas uz ūdens fāzi, bet hidrofobās daļas - uz lipoproteīna hidrofobo kodolu, kurā transportētie lipīdi.

Lipīdi nešķīst ūdenī, tāpēc tīrā veidā tos nevar pārvadāt ar asinīm. Tāpēc lipīdu pārvadāšanai ar asinīm organismā veidojas lipīdu kompleksi ar olbaltumvielām - lipoproteīni.

Organismā tiek sintezēti šādi lipoproteīnu veidi: chilomikroni (ChM), ļoti zema blīvuma lipoproteīni (VLDL), vidēja blīvuma lipoproteīni (VLDL), zema blīvuma lipoproteīni (ZBL) un augsta blīvuma lipoproteīni (HDL)..

Katrs LP tips veidojas dažādos audos un pārvadā noteiktus lipīdus..

Visu lipoproteīnu kopējā funkcija ir lipīdu transportēšana.

Lipoproteīni viegli šķīst asinīs, jo tie ir mazi un to virsmai ir negatīvs lādiņš. Daži lipoproteīni viegli iziet cauri asinsvadu kapilāru sienām un piegādā lipīdus šūnām..

Lielais chilomikronu izmērs neļauj tiem iekļūt caur kapilāru sienām, tāpēc tie vispirms nonāk zarnu limfātiskajā sistēmā un pēc tam ar limfu nonāk asinsritē pa galveno krūšu kurvja kanālu..

Ļoti zema un zema blīvuma lipoproteīni izraisa aterosklerozi, palielinoties to koncentrācijai asinīs.

Ja tiek traucēta lipīdu transportēšana un lipīdu metabolisms, samazinās ķermeņa enerģētiskais potenciāls, pasliktinās nervu impulsu pārnešana un samazinās fermentatīvo reakciju ātrums. Bez lipoproteīnu piedalīšanās taukos šķīstošo vitamīnu pārvadāšana nav iespējama: A, E, K, D grupas vitamīni.

Hromoproteīni

Hromoproteīni (“krāsaini olbaltumvielas”) ir sarežģīti proteīni, kas satur proteīna grupu kā krāsainu sastāvdaļu.

Hromoproteīni ir iesaistīti tādos dzīvībai svarīgos procesos kā fotosintēze, elpošana, skābekļa un oglekļa dioksīda transportēšana, redoksreakcijas, gaismas un krāsas uztvere utt..

Atkarībā no to struktūras izšķir hemoproteīnus, flavoproteīnus, rodopsīnu.

Hemoproteīni (sarkani) - sarežģīti proteīni, kuru protezēšanas grupa ir hema.

Hemoproteīnu grupā ietilpst hemoglobīns, mioglobīns, hlorofilu saturoši proteīni un fermenti (citohromi, katalāze un peroksidāze). Visi no tiem satur dzelzs (vai magnija) porfirīnus kā bez olbaltumvielu sastāvdaļu, bet olbaltumvielas ar atšķirīgu sastāvu un struktūru, un tie veic dažādas bioloģiskās funkcijas.

Hlorofils (magnija porfirīns) kopā ar olbaltumvielām nodrošina augu fotosintēzes aktivitāti, katalizējot ūdens molekulas sadalīšanos ūdeņradī un skābeklī (saules enerģijas absorbcija). Hemoproteīni (dzelzs porfirīni), tieši pretēji, katalizē pretēju reakciju - ūdens molekulas veidošanos, kas saistīta ar enerģijas izdalīšanos.

Hemoglobīns - sarkano asins šūnu galvenā sastāvdaļa un galvenais elpošanas ceļu pigments, nodrošina skābekļa pārnesi (O2) no plaušām uz audiem un oglekļa dioksīdu (CO2) no audiem līdz plaušām. Uztur skābju un bāzes līdzsvaru asinīs.

Hemoglobīnā olbaltumvielu komponentu attēlo globīns, bet bez olbaltumvielu sastāvdaļu ir heme - pigments. Dzelzs jons atrodas hema pigmenta centrā, kas asinīm piešķir raksturīgu sarkanu krāsu. Hēmu attēlo porfirīns, kas sastāv no 4 pirolgredzeniem. Katra no 4 hema molekulām ir “ietīta” vienā polipeptīdu virknē.

Hēma ir protezēšanas grupa mioglobīnā, katalāzē, peroksidāzē un citohromos. Hem ir atrodams arī augu hemoproteīnos un ir iesaistīts fotosintēzē..

Mioglobīns (muskuļu proteīns) ir mazs globulārs proteīns, tā molekula sastāv no vienas polipeptīdu ķēdes un viena hema. Mioglobīns rada skābekļa rezerves muskuļos, ko izmanto muskuļu šķiedras..

Hromoproteīnos ietilpst arī flavoproteīni, kuru protezēšanas grupas ir izoalloksazīna atvasinājumi. Flavoproteīni ir daļa no oksidoreduktāzēm - fermentiem, kas katalizē redoksreakcijas šūnā. Daži flavonoīdi ietver metāla jonus un hema molekulu.

Rhodopsin ir olbaltumviela, kuras protezēšanas grupa ir A vitamīna aktīvā forma - tīklene. Rhodopsin ir galvenā tīklenes stieņu gaismjutīgā viela. Tās funkcija ir uztvert gaismu krēslas laikā, t.i. atbild par krēslas redzi.

Metaloproteīni

Metaloproteīni ir sarežģīti proteīni, kur metāla joniem ir sastāvdaļa, kas nav proteīns.

Metaloproteīni satur apmēram simts fermentu.

Svarīga metaloproteīnu funkcija ir saistīta ar metālu pārvadāšanu un glabāšanu organismā.

Tipiski metalloproteīni ir olbaltumvielas, kas satur ne-hēma dzelzi - transferīnu, feritīnu, hemosiderīnu, kas ir svarīgi dzelzs metabolismā organismā.

Transferrīns ir ūdenī šķīstošs dzelzs proteīns, kas atrodams asins serumā kā β-globulīnu sastāvdaļa. Transferrīna molekula satur divus Fe 3+ jonus. Šis proteīns kalpo kā dzelzs nesējs organismā. Transferrīns tiek sintezēts aknās.

Feritīns ir intracelulārs globulārs proteīns, kas galvenokārt atrodams liesā, aknās un kaulu smadzenēs un darbojas kā dzelzs depo organismā. Pateicoties feritīnam, citosola dzelzs krājumi tiek uzturēti šķīstošā un netoksiskā formā..

Hemosiderīns, atšķirībā no feritīna un transferīna, ir ūdenī nešķīstošs dzelzi saturošs olbaltumvielu komplekss. Tas atrodams galvenokārt aknu un liesas šūnās, uzkrājas organismā ar pārmērīgu dzelzs daudzumu, piemēram, ar biežu asins pārliešanu.

Ceruloplazmīns ir sūkalu olbaltumvielas, kas satur varu un piedalās tā metabolismā, kā arī dzelzs metabolisma procesos. Pieder α-2-globulīniem.

Katalāze - neitralizē ūdeņraža peroksīdu.

Citohroma oksidāze - kombinācijā ar citiem mitohondriju elpošanas ķēdes enzīmiem, kas iesaistīti ATP sintēzē.

Alkohola dehidrogenāze - nodrošina etanola un citu spirtu metabolismu

Laktāta dehidrogenāze - iesaistīta pienskābes metabolismā

Oglekļa anhidrāze - veido ogļskābi no CO2 un H2O.

Ksantīna oksidāze - atbild par jaunākajām purīnu bāzu katabolisma reakcijām.

Tiroperoksidāze - iesaistīta vairogdziedzera hormonu sintēzē.

Glutationa peroksidāze - antioksidantu enzīms.

Ureāze - atbild par urīnvielas sadalīšanos.

2. molekulu formā (fibrilāras un globālas)

Pēc molekulas formas un dažām fizikālajām īpašībām olbaltumvielas var iedalīt divās lielās klasēs: fibrillāri un globular proteīni.

Fibrillārie proteīni ir garas, pavedienveida molekulas, kuru polipeptīdu ķēdes ir paralēlas viena otrai pa to pašu asi un veido garas šķiedras (fibrilas) vai slāņus.

Sekundārā struktūra ir vissvarīgākā (terciārā gandrīz nav izteikta vispār).

Lielākā daļa fibrillāro olbaltumvielu nešķīst ūdenī, tām ir liela molekulmasa.

Šiem proteīniem ir raksturīga augsta mehāniskā izturība, tie veic struktūras funkciju.

Fibrilajos proteīnos ietilpst keratīni (mati, vilna, ragi, nagi, nagi, spalvas), miozīns (muskuļi), kolagēns (cīpslas un skrimšļi), fibroīns (zīds, zirnekļa tīkls).

Globular proteīniem raksturīga kompakta polipeptīdu ķēžu trīsdimensiju locīšana, to molekulas ir globulu formā.

Vissvarīgākā terciārā struktūra.

Globular proteīni šķīst ūdenī vai atšķaidītā fizioloģiskā šķīdumā. Tā kā molekulu izmērs ir liels, šie šķīdumi ir koloidāli..

Globālās olbaltumvielas darbojas kā fermenti, antivielas (seruma globulīni nosaka imunoloģisko aktivitāti) un dažos gadījumos hormoni (insulīns).

Viņiem ir nozīmīga loma protoplazmā, saglabājot tajā ūdeni un dažas citas vielas, un tie palīdz saglabāt molekulāro organizāciju..

Globular proteīni ir atrodami fizioloģiskos šķidrumos (asins serumā, pienā, gremošanas šķidrumos), ķermeņa audos.

Ir arī starpposma proteīni, kuriem ir fibrillārs raksturs, bet tie šķīst. Kā piemēru var minēt fibrinogēnu, kas asins koagulācijas laikā pārvēršas par nešķīstošu fibrīnu..

3.Šķīdība atsevišķos šķīdinātājos

Vienkāršu olbaltumvielu klasifikācija galvenokārt balstās uz šķīdību ūdenī, spirtā, fizioloģiskos šķīdumos, sārmu un skābju šķīdumos.

4. Pēc aminoskābju sastāva

No olbaltumvielu uzturvērtības viedokļa, ko nosaka pēc aminoskābju sastāva un neaizstājamo aminoskābju satura, olbaltumvielas tiek sadalītas pilnās un zemāka līmeņa.

Pilnvērtīgas olbaltumvielas ir tās, kas satur astoņas neaizvietojamās aminoskābes, kuras organisms pats nespēj sintezēt.

Bojāti proteīni ir tie, kas satur nepietiekamu vienas vai vairāku neaizvietojamo aminoskābju daudzumu, ko organisms nespēj sintezēt.

Pilnīgi olbaltumvielas ir atrodami dzīvnieku izcelsmes produktos (izņemot želatīnu), kā arī dažos augu pārtikas produktos (zirņos, pupās, sojas pupās).

Bojāti proteīni - galvenokārt augu izcelsmes.

primārsaminoskābju atlikumu savienojumu secība
sekundārā
terciārā