Prima Pagina » Alimentatie si Diete » Proteinele​​: Functie, Structura si Bioinformatica

Proteinele​​: Functie, Structura si Bioinformatica

Proteinele

Proteinele sunt substante nutritive cu o structura complexa, care se prezinta ca macromolecule formate din lanturi de aminoacizi legati intre ei prin legaturi peptidice. Din punct de vedere chimic, proteinele sunt substante cu molecula foarte complexa, avand in componenta ei atomi de carbon, hidrogen, oxigen, azot si, uneori, de sulf, cantitati mici de Fe, Cu, Zn si alte elemente anorganice.

Proteinele ce se contin in diferite alimente, nimerind in tubul digestiv, se descompun in aminoacizi, care se resorb in intestine, apoi, nimerind in tesuturi, se transforma in proteine noi, specifice organismului.

Asigurarea aportului de proteine din alimente, corespunzator cu necesitatile organismului, este o conditie esentiala pentru asigurarea functionarii sale normale. Nevoia in proteine a organismului este determinata de rolul important pe care acestea il joaca in desfasurarea celor mai importante procese vitale. In acest sens, deosebit de importanta este participarea proteinelor la procesele plastice din organism.

Functiile proteinelor

Proteinele sunt substante indispensabile vietii; ele indeplinesc o serie de functii in organism.

1. Proteinele constituie componentul de baza al protoplasmei celulare si al structurii intercelulare. In afara de faptul ca furnizeaza materialul plastic necesar proceselor de sinteza din organism, ele, intrand in structura enzimelor, influenteaza insasi desfasurarea normala a proceselor de sinteza. Rolul plastic al proteinelor este evident ilustrat de faptul ca in lipsa lor se deregleaza procesele de crestere.

2. Proteinele au nu numai rol plastic. Ele au un rol important si in determinarea starii functionale normale a intregului organism. Intrand in compozitia hormonilor (substante secretate de glandele endocrine), influenteaza activitatea glandelor endocrine.

3. Intrand in compozitia anticorpilor, proteinele maresc rezistenta organismului la diferite infectii. In fine, ratia de proteine, influentand starea functionala a scoartei cerebrale, regleaza activitatea nervoasa a tuturor functiilor.

4. Proteinele au functii structurale specifice tesuturilor.

5. Functia de transport – hemoglobina, plasma, sange.

6. Participa la mentinerea echilibrului osmotic. Asigura presiunea coloid-osmotica (presiunea data de puterea de hidratare a proteinelor din plasma, cu rol important in schimburile nutritive de la nivelul capilarelor sangvine), echilibrul acido-bazic in distributia apei si a substantelor dizolvate in ea la diferite sectoare ale organismului.

7. Functia genetica.

8. Functii detoxifiante (toxice industriale, medicamente), care se realizeaza pe mai multe cai: prin mentinerea troficitatii normale a tesuturilor si organelor afectate de substantele nocive, marindu-le rezistenta; prin asigurarea echipamentului enzimatic necesar metabolizarii noxelor, transformandu-le astfel in substante lipsite de nocivitate, etc.

9. Rol energetic secundar. In anumite situatii, proteinele pot fi arse (oxidate) in organism, in scop energetic. Din acest proces rezulta bioxid de carbon, apa, uree, acid uric s.a. Din 1 g de proteine arse (oxidate) se obtin 4 kilocalorii.

Structura, compozitie, clasificare

Aminoacizii reprezinta elementele structurale de baza ale proteinelor alimentare, alcatuite dintr-un aminogrup si un grup acid. Proteinele sunt alcatuite din macromolecule formate din lanturi de aminoacizi legati intre ei prin legaturi peptidice.

In marea clasa a proteinelor intra o multime de substante care au, de obicei, o structura foarte complicata, alcatuita prin inlantuirea unor unitati structurale mai simple, numite aminoacizi. Ei reprezinta una dintre structurile de baza ale organismului. Din cei 30 de aminoacizi cunoscuti ca facand parte din structura organismului, 8 sunt considerati esentiali, intrucat nu pot fi sintetizati in organismul omului si trebuie adusi prin alimentatie, zilnic. Ceilalti au fost numiti neesentiali, intrucat organismul ii poate sintetiza din alte substante, din alti aminoacizi sau din produsele de descompunere a lor.

Notiunile esential si neesential nu se refera la importanta aminoacidului pentru organism, ci numai la capacitatea de a fi sintetizat de catre organism. Pentru sinteza proteinelor proprii, organismul are nevoie atat de aminoacizi esentiali, cat si de cei neesentiali, in acelasi timp si in anumite proportii.

Pentru ca procesele de sinteza sa se poata realiza, este necesar ca ratia alimentara sa aduca aminoacizii necesari intr-o cantitate si o proportie corespunzatoare. Acest fapt este valabil mai ales pentru aminoacizii care nu pot fi sintetizati de organism (aminoacizii esentiali) si trebuie adusi in mod obligatoriu prin alimentatie. Aminoacizii ce se contin, in mod obisnuit, in alimente, considerati actualmente esentiali, sunt: fenilalanina, izoleucina, leucina, lizina, metionina, treonina, triptofanul, valina. Cand nevoile organismului sunt mari (in procesul de crestere), pot deveni aminoacizi esentiali arginina si histidina.

Aminoacizii indispensabili participa la sintetizarea proteinelor din celulele tesuturilor, influenteaza sporirea masei corpului. In afara de aceasta, fiecare aminoacid indispensabil are si o functie specifica numai lui. De exemplu, lizina si triptofanul sunt necesari pentru cresterea organismului; tot lizina si histidina sunt legate de hematopoieza; leucina si izoleucina – de functia glandei tiroide; fenilalanina – de functia glandelor tiroida si suprarenale; metionina influenteaza metabolismele lipidic si fosforic, asigura functia antitoxica a ficatului, joaca un rol important in activitatea sistemului nervos.

Lipsa oricarui aminoacid indispensabil din hrana influenteaza negativ asupra proceselor de crestere si dezvoltare a organismului. Continutul in acesti aminoacizi variaza de la un aliment la altul. Daca alimentele consumate nu contin unul dintre acesti aminoacizi esentiali sau il contin in cantitate insuficienta, organismul utilizeaza din toti aminoacizii doar cantitatea corespunzatoare posibilitatilor de sinteza la nivelul aminoacidului deficitar. In aceste conditii, utilizarea proteinelor poate fi mult redusa. De aici rezulta si valoarea nutritiva a proteinelor din diferite alimente. Astfel, proteinele din cereale contin o cantitate mica de lizina, triptofan si metionina. Din aceasta cauza, utilizarea de catre organism a proteinelor din cereale va fi redusa. Proteinele din lapte, carne, peste, oua etc. contin toti aminoacizii esentiali; ele vor fi utilizate mult mai bine de organism. Astfel, utilizarea proteinelor din lapte este de 100%, utilizarea proteinelor din carne – de 90%, din cartofi – de 80%, din grau – de 50%, din legume – de 25% etc.

Alimentatia noastra contine un amestec de proteine ce difera tocmai prin continutul de aminoacizi. Au fost elaborate formulele necesitatii in aminoacizi esentiali, calculate dupa continutul de triptofan si treonina. Comitetul alimentatiei FAO a propus standarde de echilibrare a aminoacizilor esentiali pentru persoanele in crestere si pentru persoanele cu procesul de crestere finisat.

Pentru adulti poate fi acceptata urmatoarea formula a aminoacizilor esentiali (g/24 ore): triptofan – 1, leucina – 4-6, izoleucina – 3-4, valina – 3-4, treonina – 2-3, lizina – 3-5, metionina – 2-4, fenilalanina – 2-4.

Aminoacizii neesentiali pot fi sintetizati in organism. Necesitatea lor, care poate fi cu greu stabilita, este acoperita pe contul reutilizarii aminoacizilor interni. Acesti aminoacizi indeplinesc in organism functii importante, iar unii dintre ei (arginina, histidina) – functii fiziologice nu mai putin importante decat aminoacizii esentiali.

Prezenta aminoacizilor esentiali, in anumite proportii, ii confera proteinei asa-numita valoare biologica, care reprezint a procentul de azot absorbit si retinut de organism in mod real. Valoarea biologica a proteinelor depinde de prezenta sau absenta in componenta lor a aminoacizilor esentiali si de raportul dintre acesti aminoacizi.

Dupa valoarea lor biologica, proteinele sunt repartizate in trei clase:

Proteinele de clasa I (complete), cu valoare biologica superioara, au in componenta lor toti aminoacizii esentiali, in proportii optime pentru organism. In aceasta clasa intra proteinele de origine animala: din oua, carne, lapte si branzeturi.

Proteinele de clasa II (partial complete), cu valoare biologica medie, contin in molecula lor toti aminoacizii esentiali, insa nu in proportii optime pentru organism. Se gasesc in alimente de origine vegetala: legume, fructe, leguminoase uscate, cereale. Principalul aminoacid limitativ al proteinelor din cereale este lizina, iar din leguminoase – metionina.

Proteinele de clasa III (incomplete, cu valoare biologica inferioara) nu contin toti aminoacizii esentiali, iar cei prezenti nu sunt suficienti pentru organism. Exemplu: zeina, proteina principala din porumb, este lipsita de lizina si foarte saraca in triptofan; colagenul din tesuturile animale este lipsit de triptofan si sarac in metionina, izoleucina, lizina, treonina.

Deci, proteinele ce se contin in produsele de origine animala, dupa componenta de aminoacizi esentiali, au o valoare biologica mai mare decat cele de origine vegetala. Afara de aceasta, ele se asimileaza mai usor. De aceea, pentru mentinerea echilibrului azotat la adulti si pentru crearea conditiilor de crestere optime la tineri, este necesara prezenta in alimente a proteinelor de provenienta animala (50%).

In alcatuirea ratiei proteice, pe langa continutul in proteine al alimentelor si coeficientu de absorbtie al acestora, de prima importanta este si modul in care organismul le utilizeaza. Utilizarea proteinelor din alimente poate fi mult ameliorat a prin combinarea lor rationala. In aceste conditii, deficientele in aminoacizi ale unor alimente pot fi compensate de continutul lor crescut in alte alimente. Astfel, cerealele sunt in general sarace in lizina, dar bogate in arginina. Laptele contine multa lizina, dar are un continut redus de arginina. Deci, combinarea cerealelor cu laptele va duce la imbunatatirea valorii nutritive atat a laptelui, cat si a cerealelor. Deficienta in lizina a cerealelor poate fi, in oarecare masura, compensata printr-o combinare corespunzatoare chiar si cu unele alimente de origine vegetala. Astfel, cartofii, leguminoasele, varza, cu un continut mai crescut in lizina, pot completa valoarea nutritiva a cerealelor.

Pentru a evita dificultatile legate de calcularea compozitiei aminoacide a ratiei alimentare, este recomandabil sa se asigure o anumita proportie de proteine de origine animala in ratie. Astfel, normele utilizate recomanda ca circa 50% din proteinele din ratie sa fie de natura animala. In conditii de casa este necesar ca ratia sa contina o varietate cat mai mare de alimente vegetale si animale. In acest fel se asigura posibilitatea mai multor combinatii si deci o valoare nutritiva corespunzatoare a ratiei.

Imbinandu-se, aminoacizii formeaz a structuri simple, numite peptide.

Clasificarea peptidelor

  • Oligopeptidele – contin pana la 10 resturi de aminoacizi;
  • Polipeptidele – contin peste 10 resturi de aminoacizi.

Sursele peptidelor:

  • produsele alimentare de origine animala si de origine vegetala;
  • hidroliza proteinelor sub influenta enzimelor specifice sau a altor factori;
  • unele peptide care se gasesc in organismul uman.

Dupa peptide urmeaza proteinele simple sau haloproteinele si proteinele conjugate sau heteroproteinele.

Proteinele simple sau haloproteinele se clasific a in:

  • protamine si histone – intra in compozitia hemoglobinei, mioglobinei si a nucleoproteinelor;
  • prolamine si glutenine – sunt principalele proteine din semintele de cereale (glutenina din grau si secara, zeina din porumb, avenina din ovaz s.a.);
  • albumine – sunt solubile in apa, se coaguleaza prin caldura (lactalbumina, ovalbumina din albu s, legumelina din semintele de leguminoase s.a);
  • globuline – sunt raspandite in produsele de origine animala, se coaguleaza prin caldura (lactoglobulina, miozina s.a.) si de origine vegetala (legumina din mazare, linte, fasole; glicina din soia s.a.);
  • scleroproteine – au o structura fibrilara, nu sunt atacate de enzime (colagenul, elastina si keratina).

Proteinele conjugate sau heteroproteinele au, fata de cele simple, o componenta neproteica.

Clasificarea heteroproteinelor

  • Fosfoproteinele – contin acid fosforic, care eterifica gruparile alcoolice ale hidroxi- aminoacizilor (cazeina din lapte, vitelina din galbenusul de ou).
  • Glicoproteinele – gruparea prostetica este reprezentata de glucide sau derivatii acestora. Cand predomina partea glucidica, glicoproteinele se numesc mucopolizaharide. Exemple: factorii grupelor sangvine, ovomucina din albusul de ou.
  • Lipoproteinele – contin diferite tipuri de lipide (fosfolipide, colesterol, gliceride, acizi grasi). Lipoproteinele reprezinta principala forma de transport a lipidelor si a substantelor liposolubile.
  • Cromoproteinele – cuprind: hemoglobina, mioglobina, peroxidaza s.a.
  • Metaloproteinele – grupul protetic este alcatuit din unul sau mai multi atomi de metal (feritina, hemosiderina), care intra in structura unor enzime.
  • Nucleoproteinele – rezulta din unirea unor protamine si histone cu acizii nucleici. Se gasesc in toate celulele vegetale si animale.

Articole Similare:

Ultima actualizare: vineri, 8 martie, 2013, 11:31 Afisari: 44

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *