Význam proteinů v lidském těle

Pokusme se zjistit, jaký význam mají bílkoviny pro lidské tělo. Sacharidy, bílkoviny, minerální soli, tuky, vitamíny, které jsou součástí potravy, jsou pro člověka potřebné pro různé vnitřní procesy.

Živiny jsou zdrojem energie, který pokrývá všechny výdaje živého organismu. Odůvodnění ohledně toho, co je hodnota bílkovin v těle, poznamenáváme, že jsou vynikajícím stavebním materiálem nezbytným pro růst, reprodukci nových buněk.

Mezi základní prvky patří uhlohydráty, tuky, bílkoviny. Význam bílkoviny, tuky, uhlohydráty pro lidské tělo je zřejmé. Poté, co v zažívacím traktu, jsou pod vlivem enzymů jsou vystaveny fyzikálním a chemickým změnám, rozkládají na jednodušší chemické sloučeniny, které jsou absorbovány ve střevě, absorbovány v těle.

Historie objevu

Jak byly identifikovány bílkoviny? Význam těchto organických látek pro organismus byl vyjasněn až po stanovení chemického složení. V roce 1838 se holandský biochemik Gerard Mulder podařilo otevřít proteiny, formulovat teorii bílkovin. Výzkumník poznamenal, že určitá látka je přítomna u zvířat a rostlin, je základem života na planetě.

Co jsou bílkoviny, jejichž význam byl odhalen Gerardem Mulderem? Slovo "protein" znamená v překladu z řeckého jazyka - "obsadit první místo". Tyto biopolymery představují přibližně polovinu suché hmotnosti živých organismů. U virů je tento indikátor v rozmezí 45-95%.

Vlastnosti enzymů

Jaký je význam proteinů v lidském těle? Jsou nazývány jednou z hlavních čtyř organických látek živé hmoty. O biologických funkcích se výrazně liší. Přibližně jedna třetina všech proteinů lidského těla se koncentruje ve svalech, asi 20% je rozděleno v šlach a kostí, a pouze 10% je v kůži.

Vzhledem k významu bílkovin v lidském těle si všimneme, že nejdůležitější enzymy. Navzdory skutečnosti, že jsou v buňkách přítomny v malých množstvích, tyto sloučeniny kontrolují mnoho chemických reakcí vyskytujících se v živém těle:

• svalová aktivita;
• činnost endokrinních žláz;
• fungování mozku;
• oxidačních interakcí.

Malá bakterie obsahuje stovky enzymů.

Specificita bílkovin

Analýza významu bílkovin pro živé organismy poznamenáváme, že proteiny jsou nepostradatelnou složkou živých buněk. Mohou obsahovat různé chemické prvky: vodík, kyslík, uhlík, síru, dusík. V některých proteinových molekulách je fosfor. Jejich hlavní látky obsahující dusík jsou aminokyseliny.

Abychom porozuměli významu proteinů v těle, poznamenáváme, že vlastnosti makromolekul jsou určovány složením a sekvencí aminokyselinových zbytků.

Chemické složení

Mezi nimi se tvoří peptidové (amidové) vazby. Vedle polymerních dlouhých řetězců jsou v proteinech nalezeny zbytky jiných organických sloučenin. Na jednom kruhu amidové vazby existuje acylovaná nebo volná skupina, druhá je vybavena amidovanou nebo volnou karboxylovou skupinou.

Část řetězce mající aminoskupinu se nazývá M-konec. Fragment s karboxylovou skupinou se označuje jako C-konec peptidového řetězce.

Vznikají vodíkové vazby mezi amidovým fragmentem jedné peptidové skupiny a NH-fragmentem druhé látky.

Ty skupiny, které jsou zahrnuty do radikálů R aminokyselin, jsou schopné vzájemné interakce, sousedních molekul, vytvářet různé složité struktury.

V proteinových makromolekulách existuje jeden nebo více peptidových řetězců, které jsou vzájemně propojeny chemickými křížovými vazbami. Mezi nejběžnější typy typů patří disulfidové můstky vytvořené zbytky aminokyselin cysteinu.

Proteinové struktury

Jaké struktury mají bílkoviny? Důležitost organismu této třídy organických látek se vysvětluje jejich schopností tvořit několik struktur. Nejjednodušší struktura je tvořena lineární integrací aminokyselinových fragmentů, které jsou spojeny amidovými (peptidovými) vazbami. Během tvorby vodíkových vazeb je pozorováno zkroucení peptidových řetězců ve spirále. Proces je doprovázen tvorbou velkého množství vodíkových vazeb, což vede k vytvoření nejvhodnější energetické konfigurace.

Taková složitá struktura byla poprvé objevena americkým fyzikem a chemikem Paulingem, který analyzoval základní protein z vlny a vlasů, keratin, na základě rentgenové analýzy.

Volal strukturu, kterou viděl jako šroubovice (a-struktura).

Jeden z jeho obratů odpovídá 3,6 - 3,7 aminokyselinovým zbytkům, přičemž vzdálenost mezi nimi dosahuje 0,54 miliardy metrů metru.

Tvrdíme-li o významu bílkovin pro život organismu, poznamenáváme, že stabilita takové spirály je vysvětlena vodíkovými vazbami vytvořenými uvnitř molekuly. V případě rozšíření makrostruktury nastává její transformace do lineární podoby.

Síly elektrostatické interakce (přitažlivost a odpudivost) brání tvorbě správné struktury. Objevují se mezi aminokyselinovými skupinami. Také tento proces je ovlivněn pyrrolidinovými kruhy, které způsobují, že se peptidový řetězec v některých oblastech oheň.

Poté probíhá orientace jednotlivých úseků proteinové makromolekuly ve vesmíru spolu s tvorbou silně zakřivené prostorové struktury. Jeho stabilita je důsledkem interakce radikálů R s aminokyselinami, doprovázené tvorbou disulfidových můstků, iontových párů, vodíkových vazeb. To charakterizuje základní biologické a chemické vlastnosti proteinových polymerů.

Klasifikace

V závislosti na charakteristikách prostorové struktury je běžné rozdělit všechny bílkoviny na dvě třídy:

• fibrilární, působící jako konstrukční materiál;
• Globulární, která zahrnuje protilátky, enzymy, hormony.

Polypeptidové řetězce fibrilových proteinů mají tvar spirály fixovaný vodíkovými intramolekulárními vazbami. Ve vláknech této třídy jsou řetězy s kroucenými peptidy rovnoběžné s osou, které jsou navzájem orientovány. Jejich úzké uspořádání umožňuje vytvářet vláknité struktury. To vysvětluje vysoký stupeň asymetrie těchto biopolymerů.

Fibrilární proteiny prakticky se nerozpouštějí ve vodě a vytvářejí roztoky s vysokou viskozitou. Patří sem proteiny, které tvoří součást tělesných těles a tkání:

• myosin příbuzný svalové bílkoviny tkaniny;
• Kolagen, který tvoří základ kožních a sedimentačních tkání;
• Kreatin, obsažený v krytu rohu, vlasy, peří, vlna.

Reprezentant této třídy je fibroin, bílkovina z přírodního hedvábí. Tato sirupovitá kapalina, která tuhne ve vzduchu do nerozpustné silné příze, je struktura, která je tvořena vodíkovými intermolekulárními vazbami. To určuje vysokou mechanickou pevnost přírodního hedvábí.

Globulární proteiny se liší v zakřivené formě peptidových řetězců. Globule mají nevýznamnou asymetrii, vyznačují se vysokou rozpustností ve vodě, nevýznamnou viskozitou vzniklých roztoků. Mezi nimi můžeme zaznamenat proteiny krve:

• albumin;
• hemoglobin;
• globulin.

Oddělení proteinů od globulárních a fibrilárních proteinů je velmi podmíněné, jelikož existuje obrovský počet makromolekul s mezilehlou strukturou.

Závislost vlastností

Jaký je důvod pro tak velký význam bílkovin v lidském těle? Stručně lze uvést, že celá řada fyzikálních a chemických vlastností molekul proteinu je určena rozdílem konfigurací polypeptidových řetězců, podmínky tvorby prostorové struktury makromolekuly, které budou mít vliv na svou základní funkci v těle. Počet aminokyselinových zbytků, které jsou zahrnuty v makromolekulách, je v rozmezí od 51 (inzulín) do 140 (myoglobin).

To je důvod, proč se relativní molekulová hmotnost bílkovin pohybuje od několika tisíc do mnoha milionů.

S pomocí elementární kompozice byl vytvořen empirický vzorec molekuly proteinu, hemoglobinu krve. Hormony a enzymy mají méně složitou strukturu. Inzulín má tedy molekulovou hmotnost 6500 a virus chřipky má 320 000 000.

Vlastnosti polypeptidových molekul

Pro ně je obvyklé odkazovat na látky s proteinovou povahou, které mají ve svém složení zbytky aminokyselin spojených peptidovými vazbami. Mají nižší relativní molekulovou hmotnost, stupeň prostorové organizace než protein.

Po rozpuštění ve vodě se získá molekulárně dispergovaný systém, což je roztok vysokomolekulární sloučeniny. Některé sloučeniny jsou izolovány ve formě krystalů: krve hemoglobinu, bílkovin z kuřecích vajec.

Velký význam pro tělo bílkovin, tuků, sacharidů.

Polypeptidy jsou tráveny na různé aminokyseliny v trávicím procesu. Jsou dobře rozpustné ve vodě, takže projdou krví do všech buněk a tkání těla.

Částečně jsou vynaloženy na syntézu proteinů specifických pro každý organismus, syntézu hormonů, enzymů a dalších biologicky významných látek. Zbývající aminokyseliny jsou energetickým materiálem.

Funkce

Jsou rozlišeny následující funkce proteinových molekul:

• katalytické (enzymy urychlují průběh hydrolýzy);
• regulační (hormony);
• ochranné (trombin, protilátky);
• transport (ceruloplasmin, hemoglobin).

Zvláštní místo zaujímá výměna bílkovin. Význam metabolismu bílkovin v těle nemůže být popsán v jedné větě. Jsou to hlavní složky krmiva pro zvířata, lidská strava. Metabolismus je založen právě na kontinuálních procesech jejich transformace, závisí na aminokyselinách, které tvoří jejich složení.

Význam vitaminů

Když se hovoříme o tom, co je důležité pro tělo bílkovin, tuků, sacharidů, promluvte o skupině sloučenin nazývaných vitamíny.

Každý z nich má určitou funkci, nenahraditelnou pro živý organismus.

Vitamin E chrání buňky před negativními účinky volných radikálů. Zpomaluje proces stárnutí, zlepšuje vzhled nehtů, vlasů a kůže. Tato sloučenina je prostředkem prevence trombů v cévách.

Vitamin A řídí růst dětí a dospívajících, optimalizuje metabolické procesy v dospělém těle, udržuje normální stav sliznic.

Vitamin B12 ovlivňuje trávicí procesy, podílí se na metabolismu. Výrazně snižuje riziko vzniku anémie, přispívá ke vzniku vytrvalosti, zodpovídá za tón těla, systematizuje mozkové procesy.

Vitamin D - prostředek k prevenci rachitis u dětí. Zlepšuje vstřebávání vápníku, pozitivně ovlivňuje krev, stimuluje srdeční činnost, zlepšuje funkci štítné žlázy, zvyšuje imunitu.

Vitamin B6 optimalizuje proces výroby aminokyselin, asimilace bílkovin. Tato látka stimuluje tvorbu hemoglobinu a erytrocytů.

B1 stimuluje metabolické procesy v živém těle. Tento vitamín posiluje nervový systém, optimalizuje činnost kardiovaskulárního systému.

PP reguluje činnost gastrointestinálního traktu, jater, pankreatu. Je to on, kdo řídí výrobu žaludeční šťávy.

Vitamín H poskytuje normální hladinu prospěšné mikroflóry ve střevě, pozitivně ovlivňuje stav nehtů, srsti a pokožky.

Kyselina askorbová je nezbytným prvkem při syntéze enzymů. Podporuje pružnost chrupavkového a pojivové tkáně, podporuje vstřebávání železa tělem.

Vitamin K je zodpovědný za vývoj kostní tkáně, koagulabilitu krve. Nedostatek těchto látek negativně ovlivňuje životně důležitou činnost těla, vede k oslabení imunity, ke snížení schopnosti člověka pracovat.

Lipidy

Pokračujeme v rozhovoru o významu bílkovin, tuků, sacharidů, vitamínů pro tělo. Nejvíce "nenáviděná" část, podle názoru zástupců žen, se považuje za tuky. Bez těchto organických sloučenin však tělo nebude schopno plně fungovat, člověk se změní v uschnutou kostru bez energie.

Lipidy jsou sloučeniny, které se skládají z mastných kyselin a glycerolu (vícesytný alkohol). Jsou zdrojem energie, doprovázejí proces asimilace vitaminů E, D, A.

S těmito organickými sloučeninami získává člověk esenciální mastné kyseliny: linolenová, linoleová, arachidonová.

Bez tuků je přenos nervových impulzů nemožný, protože jsou součástí buněčných membrán, ovlivňují jejich propustnost.

Například více než polovina mozku je tvořena tuky, které vstoupí do těla s jídlem.

Vědci dospěli k závěru, že pro plnohodnotnou aktivitu dospělý člověk potřebuje 3,5-4 litrů tuku. Mezi jeho hlavní funkce uvádíme:

• regulace teploty těla;
• akumulace živin a energie;
• ochrana proti mechanickému poškození;
• filtrace látek vstupujících do těla;
• produkci hormonů odpovědných za normální životnost organismu.

Navíc tuky pomáhají udržovat vnější krásu, dávají pružnost pokožky, přírodní lesk.

Je obvyklé, že je rozdělí podle jejich původu na živočišné a rostlinné druhy. První skupina zahrnuje: slaninu, klobásy, tučné maso. Okysličují částečně převedené na energii, zbytek se hromadí pod kůži. Při přebytku těchto kyselin se objevuje značné množství cholesterolu a vyvine se ateroskleróza. Organismus je absorbuje pomalu.

Rostlinné tuky mají významné množství nenasycených organických kyselin, které se rychle rozpadají v těle. Například mastné kyseliny Omega 3, Omega 6 jsou potřebné pro to, aby člověk plně cvičil kardiovaskulární systém, zabránil tvorbě cholesterolu.

Význam tuků pro tělo je srovnatelný s bílkovinami a sacharidy. Každý den by dospělý měl konzumovat nejméně 100 gramů tuku.

Závěr

Se správným složením stravy lze očekávat, že dodá tělu všechny potřebné složky, aniž by se obávalo nadměrné hmotnosti.

V současné době se mnoho lidí snaží sledovat své zdraví: fyzickou aktivitu, výživu, stav kůže. K tomu, aby byl úspěšný, zajištěný, vyžadovaný člověkem, je důležité kontrolovat množství vitamínů, bílkovin, tuků, sacharidů, které tělo používá. Všechny tyto organické sloučeniny mají důležité funkce, takže je nemůžete nahradit jinými.