Concetto di proteine

Spieghiamo cosa sono le proteine e i tipi di proteine che esistono. A cosa servono, i loro livelli strutturali e l’alimentazione.

Che cosa sono le proteine?

Le proteine sono macromolecole costituite da unità strutturali chiamate aminoacidi. Contengono sempre carbonio, ossigeno, azoto, idrogeno e spesso anche zolfo nella loro struttura.

Gli aminoacidi sono molecole organiche composte da un gruppo funzionale amminico (-NH2) a un’estremità e un gruppo funzionale carbossilico (-COOH) all’altra estremità. Ci sono venti aminoacidi fondamentali che, in varie combinazioni, formano la base delle proteine. Due esempi di aminoacidi sono l’alanina e la cisteina:

Per formare le proteine, gli aminoacidi sono uniti da legami peptidici, cioè l’unione dell’estremità con il gruppo funzionale amminico (-NH2) di un aminoacido con l’estremità contenente il gruppo funzionale carbossilico (-COOH) di un altro aminoacido. In questo modo, gli aminoacidi sono collegati in diverse combinazioni e tante volte quanto necessario, fino a formare ogni specifica proteina. Un esempio di come si forma il legame peptidico può essere visto nella figura seguente, dove l’alanina è mostrata in rosa, la cisteina in rosso, e il legame peptidico in blu:

Vedi anche: Enzimi

Tipi di proteine

Le proteine sono molto importanti per l’organismo, poiché sono coinvolte in tutti i processi che svolge. Possono essere classificati secondo:

• La loro composizione chimica:
  • Proteine semplici. Conosciute anche come oloproteine, sono composte solo da aminoacidi o loro derivati.
  • Proteine coniugate. Conosciute anche come eteroproteine, la loro struttura è formata, oltre che dagli aminoacidi, da altre sostanze come metalli, ioni, tra gli altri.
• La loro forma tridimensionale (distribuzione nello spazio della loro struttura):
  • Proteine fibrose. La loro struttura è in forma di lunghe fibre e sono insolubili in acqua.
  • Proteine globulari. La loro struttura è arrotolata e compatta, di forma quasi sferica, e sono solitamente solubili in acqua.

A cosa servono le proteine?

Le proteine sono essenziali per il corpo umano e la sua crescita. Alcune delle loro funzioni sono:

• strutturali. Molte proteine sono responsabili di dare forma, elasticità e sostegno alle cellule e, quindi, ai tessuti. Per esempio: collagene, elastina e tubulina.
• Immunologico. Gli anticorpi sono proteine che agiscono come difesa contro agenti esterni o infezioni che colpiscono gli organismi umani e animali.
• Motore. La miosina e l’actina sono proteine che permettono il movimento. Inoltre, la miosina fa parte dell’anello contrattile nella divisione cellulare, permettendo la citochinesi (separazione delle cellule per strangolamento).
• Enzimatico. Alcune proteine accelerano alcuni processi metabolici. Esempi di proteine enzimatiche sono la pepsina e la sucrasi.
• Omeostatico. L’omeostasi è il mantenimento dell’equilibrio interno degli organismi. Le proteine con funzione omeostatica, insieme ad altri sistemi di regolazione, mantengono la regolazione del pH di questi organismi.
• Riserva. Molte proteine sono una fonte di energia e di carbonio per molti organismi. Per esempio: caseina e ovoalbumina.

Livelli strutturali delle proteine

La struttura di una proteina può essere classificata in vari livelli di organizzazione e distribuzione delle sue unità componenti, secondo:

• Struttura primaria. È la sequenza di amminoacidi che compongono una proteina (si riferisce solo ai tipi di amminoacidi che compongono la sua struttura e all’ordine in cui sono collegati).
• Struttura secondaria. Descrive l’orientamento locale dei diversi segmenti che compongono una proteina. In generale, anche se ci sono altri tipi, i principali sono: Alfa elica (questo è un segmento con una struttura a spirale su se stesso) e foglio beta piegato (questo è un segmento con una forma allungata e piegata, simile a una fisarmonica). Le forme di entrambi i segmenti sono generate e stabilizzate principalmente da interazioni di legame idrogeno.
• Struttura terziaria. Consiste nella disposizione nello spazio della struttura secondaria, che può conformarsi a formare proteine globulari o fibrose. La struttura terziaria è stabilizzata da interazioni di Van der Waals, da ponti disolfuro tra gli aminoacidi contenenti zolfo, da forze idrofobiche e da interazioni tra radicali aminoacidi.
• Struttura quaternaria. Formata dall’unione di più segmenti peptidici, cioè è composta dall’unione di più proteine. Le proteine con una struttura quaternaria sono anche chiamate proteine oligomeriche e non costituiscono la maggioranza delle proteine. Questa struttura è stabilizzata dallo stesso tipo di interazioni che stabilizzano la struttura terziaria.

Quando le proteine sono sottoposte a temperature elevate, cambiamenti drastici di pH, l’azione di alcuni solventi organici, tra altri fattori, si denaturano. La denaturazione è la perdita delle strutture secondaria, terziaria e quaternaria, che lascia la catena polipeptidica senza alcuna struttura tridimensionale fissa; si potrebbe dire che è ridotta alla sua struttura primaria. Se la proteina recupera queste strutture (ritorna alla sua forma originale) allora è rinaturata. L’immagine seguente mostra le diverse strutture di una proteina:

Cibi ricchi di proteine

I cibi ricchi di proteine sono raccomandati per una dieta sana e ricca di proteine. I frullati forniscono gran parte della fonte giornaliera raccomandata di assunzione di proteine.

Ci sono due tipi di alimenti ricchi di proteine, quelli di origine vegetale e quelli di origine animale. Gli alimenti altamente proteici di origine animale sono uova, pesce, latticini e carne rossa e bianca. Noci, soia, cereali e legumi sono alimenti ricchi di proteine vegetali.

Riferimenti:

• “Proteine motrici del citoscheletro” di Jose Manuel Andreu (Premio speciale Lasker). (Novembre 2012).
• “Química biológica” di Antonio Blanco. Ottava edizione, El Ateneo (2006). ISBN: 9500204223.

Ultima edizione: 5 ottobre 2020. Come citare: “Proteine”. Autore: María Estela Raffino. Da: Argentina. A: Concepto.de. Disponibile presso: https://concepto.de/proteinas/. Accesso: 24 marzo 2021.