Begrebet proteiner

Vi forklarer, hvad proteiner er, og hvilke typer af proteiner der findes. Hvad de bruges til, deres strukturelle niveauer og fødevarer.

Hvad er protein?

Proteiner er makromolekyler, der består af strukturelle enheder kaldet aminosyrer. De indeholder altid kulstof, oxygen, nitrogen, hydrogen og ofte også svovl i deres struktur.

Aminosyrer er organiske molekyler, der består af en aminofunktionel gruppe (-NH2) i den ene ende og en carboxylfunktionel gruppe (-COOH) i den anden ende. Der findes tyve grundlæggende aminosyrer, som i forskellige kombinationer danner grundlaget for proteiner. To eksempler på aminosyrer er alanin og cystein:

For at danne proteiner forbindes aminosyrer med hinanden ved hjælp af peptidbindinger, dvs. ved at forene enden med den funktionelle aminogruppe (-NH2) i en aminosyre med enden med den funktionelle carboxylgruppe (-COOH) i en anden aminosyre. På denne måde forbindes aminosyrerne i forskellige kombinationer og så mange gange som nødvendigt, indtil hvert specifikt protein er dannet. Et eksempel på, hvordan peptidbindingen dannes, kan ses i følgende figur, hvor alanin er vist i lyserødt, cystein i rødt og peptidbindingen i blåt:

Se også: Enzymer

Typer af proteiner

Proteiner er meget vigtige for organismen, da de er involveret i alle de processer, den udfører. De kan klassificeres efter:

• Deres kemiske sammensætning:
  • Simple proteiner. De er også kendt som holoproteiner og består kun af aminosyrer eller derivater heraf.
  • Konjugerede proteiner. De kaldes også heteroproteiner, og deres struktur er ud over aminosyrer dannet af andre stoffer som f.eks. metaller og ioner.
• Deres tredimensionelle form (fordeling i rummet af deres struktur):
  • Fiberproteiner. Deres struktur er i form af lange fibre, og de er uopløselige i vand.
  • Globulære proteiner. Deres struktur er sammenrullet og kompakt, næsten kugleformet, og de er normalt opløselige i vand.

Hvad bruges proteiner til?

Proteiner er vigtige for menneskekroppen og dens vækst. Nogle af deres funktioner er:

• Strukturelle. Mange proteiner er ansvarlige for at give form, elasticitet og støtte til cellerne og dermed til vævene. For eksempel: kollagen, elastin og tubulin.
• Immunologisk. Antistoffer er proteiner, der fungerer som et forsvar mod eksterne agenser eller infektioner, der påvirker menneskelige og animalske organismer.
• Motor. Myosin og actin er proteiner, der muliggør bevægelse. Desuden er myosin en del af den kontraktile ring i celledeling, der muliggør cytokinesis (adskillelse af celler ved strangulering).
• Enzymatisk. Nogle proteiner fremskynder visse metaboliske processer. Eksempler på enzymatiske proteiner er pepsin og sucrase.
• Homeostatisk. Homeostase er opretholdelse af den indre balance i organismer. Proteiner med homøostatisk funktion opretholder sammen med andre reguleringssystemer pH-reguleringen i disse organismer.
• Reserve. Mange proteiner er en kilde til energi og kulstof for mange organismer. For eksempel: kasein og ovalbumin.

Proteiners strukturelle niveauer

Strukturen af et protein kan klassificeres i forskellige niveauer af organisering og fordeling af dets komponentenheder i henhold til:

• Primær struktur. Dette er den sekvens af aminosyrer, der udgør et protein (henviser kun til de typer af aminosyrer, der udgør dets struktur, og den rækkefølge, i hvilken de er forbundet).
• Sekundærstruktur. Beskriver den lokale orientering af de forskellige segmenter, der udgør et protein. Generelt, selv om der findes andre typer, er de vigtigste: Alpha-helix (dette er et segment med en spiralstruktur på sig selv) og foldet beta-ark (dette er et segment med en strakt og foldet form, der ligner en harmonika). Formen af begge segmenter genereres og stabiliseres primært af hydrogenbrydende interaktioner.
• Tertiær struktur. Den består af sekundærstrukturens placering i rummet, som kan danne kugleformede eller fiberformede proteiner. Den tertiære struktur stabiliseres af Van der Waals-interaktioner, af disulfidbroer mellem de svovlholdige aminosyrer, af hydrofobiske kræfter og af interaktioner mellem aminosyreradikaler.
• Kvaternær struktur. Er dannet ved sammenføjning af flere peptid-segmenter, dvs. det er sammensat af flere proteiner, der er sammenføjet. Proteiner med en kvaternær struktur kaldes også oligomere proteiner og udgør ikke størstedelen af proteinerne. Denne struktur stabiliseres af den samme type interaktioner, som stabiliserer den tertiære struktur.

Når proteiner udsættes for høje temperaturer, drastiske pH-ændringer, virkningen af visse organiske opløsningsmidler og andre faktorer, bliver de denatureret. Denaturering er tabet af de sekundære, tertiære og kvaternære strukturer, hvilket efterlader polypeptidkæden uden nogen fast tredimensionel struktur; den kan siges at være reduceret til sin primære struktur. Hvis proteinet genvinder disse strukturer (vender tilbage til sin oprindelige form), er det renatureret. Følgende billede viser proteinets forskellige strukturer:

Proteinrige fødevarer

Proteinrige fødevarer anbefales til en sund og proteinrig kost. Shakes udgør en stor del af det anbefalede daglige proteinindtag.

Der findes to typer proteinrige fødevarer, nemlig fødevarer af vegetabilsk og animalsk oprindelse. Proteinrige fødevarer af animalsk oprindelse er æg, fisk, mejeriprodukter og rødt og hvidt kød. Nødder, soja, korn og bælgfrugter er fødevarer med et højt indhold af plantebaserede proteiner.

Referencer:

• “Motor proteins of the cytoskeleton” af Jose Manuel Andreu (særlig Lasker-pris). (november 2012).
• “Química biológica” af Antonio Blanco. Ottende udgave, El Ateneo (2006). ISBN: 9500204223.

Sidste udgave: 5. oktober 2020. Sådan citeres: “Proteiner”. Forfatter: María Estela Raffino. Fra: Argentina. Til: Concepto.de. Tilgængelig på: https://concepto.de/proteinas/. Besøgt: 24. marts 2021.