Begreppet proteiner

Vi förklarar vad proteiner är och vilka typer av proteiner som finns. Vad de används till, deras strukturella nivåer och livsmedel.

Vad är protein?

Proteiner är makromolekyler som består av strukturella enheter som kallas aminosyror. De innehåller alltid kol, syre, kväve, väte och ofta även svavel i sin struktur.

Aminosyror är organiska molekyler som består av en aminofunktionell grupp (-NH2) i ena änden och en karboxylfunktionell grupp (-COOH) i den andra. Det finns tjugo grundläggande aminosyror som i olika kombinationer utgör grunden för proteiner. Två exempel på aminosyror är alanin och cystein:

För att bilda proteiner förenas aminosyror med varandra genom peptidbindningar, dvs. föreningen av ändan med den funktionella aminogruppen (-NH2) i en aminosyra med ändan med den funktionella karboxylgruppen (-COOH) i en annan aminosyra. På detta sätt kopplas aminosyrorna samman i olika kombinationer och så många gånger som behövs, tills varje specifikt protein bildas. Ett exempel på hur peptidbindningen bildas kan ses i följande figur, där alanin visas i rosa, cystein i rött och peptidbindningen i blått:

Se även: Enzymer

Typer av proteiner

Proteiner är mycket viktiga för organismen eftersom de är inblandade i alla processer som den utför. De kan klassificeras enligt:

• Deras kemiska sammansättning:
  • Enkla proteiner. De kallas också holoproteiner och består endast av aminosyror eller deras derivat.
  • Konjugerade proteiner. De kallas också heteroproteiner och deras struktur består förutom av aminosyror även av andra ämnen, t.ex. metaller och joner.
• Deras tredimensionella form (strukturens fördelning i rummet):
  • Fiberproteiner. De har en struktur i form av långa fibrer och är olösliga i vatten.
  • Globulära proteiner. Deras struktur är hoprullad och kompakt, nästan sfärisk, och de är vanligtvis lösliga i vatten.

Vad används proteiner till?

Proteiner är viktiga för människokroppen och dess tillväxt. Några av deras funktioner är:

• Strukturella. Många proteiner är ansvariga för att ge form, elasticitet och stöd åt cellerna och därmed åt vävnaderna. Till exempel: kollagen, elastin och tubulin.
• Immunologiskt. Antikroppar är proteiner som fungerar som ett försvar mot yttre agens eller infektioner som påverkar mänskliga och animaliska organismer.
• Motor. Myosin och aktin är proteiner som möjliggör rörelse. Dessutom är myosin en del av den kontraktila ringen vid celldelning, vilket möjliggör cytokinesis (separation av celler genom strypning).
• Enzymatisk. Vissa proteiner påskyndar vissa metaboliska processer. Exempel på enzymatiska proteiner är pepsin och sucrase.
• Homeostatiskt. Homeostas är upprätthållandet av inre balans i organismer. Proteiner med homeostatisk funktion, tillsammans med andra reglerande system, upprätthåller pH-regleringen i dessa organismer.
• Reserv. Många proteiner är en källa till energi och kol för många organismer. Exempel: kasein och äggalbumin.

Proteins strukturella nivåer

Ett proteins struktur kan klassificeras i olika organisations- och fördelningsnivåer för de ingående enheterna enligt följande:

• Primärstruktur. Detta är sekvensen av aminosyror som utgör ett protein (avser endast de typer av aminosyror som utgör dess struktur och i vilken ordning de är länkade).
• Sekundärstruktur. Beskriver den lokala orienteringen av de olika segment som utgör ett protein. De viktigaste är i allmänhet följande, även om det finns andra typer: Alfahelix (detta är ett segment med en spiralformad struktur i sig självt) och vikta betablad (detta är ett segment med en utsträckt och viktad form, som liknar ett dragspel). Båda segmentens former genereras och stabiliseras främst av vätebryggande interaktioner.
• Tertiärstruktur. Består av den sekundära strukturens arrangemang i rummet, som kan forma globulära eller fibrösa proteiner. Den tertiära strukturen stabiliseras av Van der Waals-interaktioner, av disulfidbryggor mellan de svavelhaltiga aminosyrorna, av hydrofoba krafter och av interaktioner mellan aminosyraradikaler.
• Kvartärstruktur. Bildas genom sammanfogning av flera peptidsegment, dvs. den består av sammanfogning av flera proteiner. Proteiner med kvaternär struktur kallas också oligomeriska proteiner och utgör inte majoriteten av proteinerna. Denna struktur stabiliseras av samma typ av interaktioner som stabiliserar den tertiära strukturen.

När proteiner utsätts för höga temperaturer, drastiska pH-ändringar, inverkan av vissa organiska lösningsmedel och andra faktorer blir de denaturerade. Denaturering är förlusten av de sekundära, tertiära och kvartära strukturerna, vilket gör att polypeptidkedjan inte har någon fast tredimensionell struktur; den kan sägas vara reducerad till sin primära struktur. Om proteinet återfår dessa strukturer (återgår till sin ursprungliga form) är det renaturerat. Följande bild visar proteinets olika strukturer:

Proteinrika livsmedel

Proteinrika livsmedel rekommenderas för en hälsosam, proteinrik kost. Shakes utgör en stor del av det rekommenderade dagliga proteinintaget.

Det finns två typer av proteinrika livsmedel, de av vegetabiliskt och animaliskt ursprung. Proteinrika animaliska livsmedel är ägg, fisk, mejeriprodukter samt rött och vitt kött. Nötter, soja, spannmål och baljväxter är livsmedel med högt innehåll av växtbaserade proteiner.

Referenser:

• ”Motor proteins of the cytoskeleton” av Jose Manuel Andreu (Special Lasker Award). (november 2012).
• ”Química biológica” av Antonio Blanco. Åttonde upplagan, El Ateneo (2006). ISBN: 9500204223.

Senaste utgåva: 5 oktober 2020. Hur man citerar: ”Proteiner”. Författare: María Estela Raffino. Från: Argentina. Till: Concepto.de. Tillgänglig på: https://concepto.de/proteinas/. Tillgänglig: 24 mars 2021.