7/24/2019 - 243 - chimie - PROTEINELE

1/5

Proteinele

Proteinele sunt componente de baz ale tuturor celulelor vii, alturi de lipide, zaharidevitamine, enzime, ap i sruri anorganice, formnd mpreun un sistem complex n cadrul cruia se

petrec o serie de reacii chimice care asigur reproducerea, dezvoltarea i funcionarea normal afiinelor vii. Sunt componente ale structurilor celulare i au funcii biologice fundamentale enzimatice,hormonale , imunologice. Sunt proteine unele substane cu puternic activitate biologic ale celulelor caenzimele, pigmenii respiratori, muli hormoni i anticorpii. Substana contractil din fibrele musculare,din cilii i din flagelele organismelor inferioare, care posed proprietatea de a transforma energiachimic n energie mecanic, este de asemenea o protein. !le intr n structura tuturor celulelor, i a"utla creterea i refacerea celulelor. #a aspect , la microscop , proteinele sunt subiri , ca niste bastonaegelatinoase. $n organele animale apar sub forma de muchi , piele ,pr . !le se gsesc i n plante , ncantiti mai mici . %oate sunt amestecuri de compui compleci , coninnd carbon , hidrogen , azot ,oxigen , uneori i fosfor , fier , iar de multe ori sulf . Proteinele sunt principali constitueni ai corpuluianimalelor . $ndeplinind o mare varietate de funcii , se descoper o diversificare deosebit n alctuirea

lor . S&a demonstrat c proteinele constituie partea cea mai nsemnat din substana uscat a celulelor .$n corpul omenesc , '( ) din greutate se datoreaz proteinelor. *naliza lor elementar a fost facut dechimistul olandez +erardus ohannes -ulder '/01 & '//1 2 , extragndu&le din esuturi animale ivegetale . *cesta le&a dat , n anul '/3/ , la sugestia fostului su profesor 4.4. 5erzelius , numele deproteine , de la grecescul 6protos6 , care nseamna primul , n prima linie . -ulder publica aceastdenumire n '/70 n unele tratate apare anul '/73 2 , n limba olandez , tradus apoi in limba francez .

#aracteristica cea mai important a proteinelor este specificitatea proteinele diferitelor specivegetale i animale se deosebesc ntre ele, existnd deosebiri chiar i ntre proteinele indivizilor dinaceeai specie. Se apreciaz c ntr&un organism animal exist circa '00.000 de proteinele specifice8iecare macromolecul de protein este alctuit din (0 pn la '0.000 de uniti de 9& aminoacizi, unite

prin legturi peptidice.

Clasificarea proteinelor'. :up sursa de provenien

& proteine de origine vegetal& proteine de origine animal

1. :up solubilitatea n ap i n soluii de electolii & insolubile fibroase2

& solubile globulare23. :up produii rezultai la hidroliza total

- proteine propriu&zise dau prin hidroliz total numai 9& aminoacizi2

- proteine con"ugate sau proteide prin hidroliz total se obine, pe lang 9& aminoacizi,i o alt substan, care n structura proteinei apare ca grup prostetic2

Proteinele fibroase se gsesc n organismul animal n stare solid i confer esuturilor rezistenmecanic proteine de schelet2 sau protecie mpotriva agenilor exteriori.KERATINELE& proteinele din epiderm, pr, pene, unghii, copite i coarne se disting printr&un coninutmare de sulf. ;eratinele sunt insolubile n ap att rece ct i cald, precum i n soluii saline. :incauza aceasta

7/24/2019 - 243 - chimie - PROTEINELE

2/5

FIBROINA,componenta fibroasa din mtasea natural, se gsete n acest material ncon"urat cu ocomponent amorf, cleioas, sericina, care reprezint cca. 30 ) din greutatea total. $n cele douaglande ale viermelui de mtase, proteinele sunt coninute sub form de soluie concentrat, vscoas.COLAGENUL, este componenta principal a esuturilor con"unctive, tendoanelor, ligamentelor,cartila"elor, pielii, oaselor, solzilor de pete. !xist numeroase varieti de colagen. #olagenul are o

compoziie deosebit de a ichidul rmas la ndeprtarea globulelori a fibrinogenului se numete serul sanguin. #oagularea sngelui se datoreaz transformriifibrinogenului ntr&un gel ireversibil, fibrina.

+lobulinele din ser pot fi separate n trei fraciuni, >&, 5 i z. ? importan deosebit o constituiez&globulinele, care s&au dovedit identice cu anticorpii din serul sanguin.

Se tie c n urma infeciilor cu bacterii sau virusuri, organismul animal devine imun, un timpmai lung sau mai scurt, fa de o noua infecie cu acelai germen patogen. munitatea se datoreazapariiei de anticorpi n serul animalului infectat. Substanele care determin formarea anticorpilor,

1

7/24/2019 - 243 - chimie - PROTEINELE

3/5

numite antigeni, sunt proteine, produse de bacterii sau provenite din acestea sau din virusuri prindezagregarea lor. ?rice protein strain introdus prin in"ecie n organism acioneaz ca antigen.

Proteinele din mu!i

-uchii vertebratelor conin '(&10) proteine. *u fost izolate miogenul, miosina, globulina @,

stroma muscular, tropomiosina i actina.-iogenul este un amestec de cel putin 3 proteine, cu caracter de albumine i globuline.-iogenul conine enzimele eseniale ale muchiului fosforilaza, fosfoglucomutaza, etc..

-iosina i actina sunt proteinele care asigur funciunea contractil a muchiului. %ropomiosinaeste o protein unitar.

PROTEINE "EGETALE

+lobulinele vegetale sunt mult raspandite n natura, alaturi de albumine.de exemoplu globulineledin semintele oleaginoase edestina, din samanta de canepa, excelsina din nuca braziliana, amandina dinmigdale i corilina din alune, apoi globulinele din leguminoase, de ex. faseolina din fasole, leguminadin mazare, precum i globulinele din cartofi, tomate, spanac,etc. %oate au configuratii globulare.

Proteine din ere#le

Proprietatea grului de a da o fin panificabil se datoreaz caracterului special al proteinelordin endospermul, bogat n amidon, al seminelor acestei cereale. Proteina din gru, glutenul, se obineprin frmntarea finei ntr&un curent de ap= acesta antreneaz granulele de amidon, lsnd glutenul subforma unei mase lipicioase. Spre deosebire de celelalte proteine vegetale, glutenul este insolubil n api n soluii saline. #ercetarea clasic a glutenului a dus la concluzia ca el este un amestec de douproteine glutenina i gliadina. #ea din urm este singura proteina solubila n alcool de A0 ) i poateastfel fi separat de glutenina.

:in punct de vedere al constituiei, ma"oritatea proteinele solubile fac partedin categoria proteinelor con"ugate, n care grupa prostetic poate fi o lipid lipoproteide2, acid

fosforic fosfoproteide2, un metal metaloproteide2 sau un acid nucleic nucleoproteide2.

COMPOZITIA PROTEINELOR

%oate proteinele conin elementele #, B, ?, C i S= n unele proteine se mai gsesc, n cantitimici P, 8e, #u, , #l, i 5r. #oninutul procentual al elementelor principale este de # (0&(1 ), B D,/&A,A ), S 0,(&1 ), C '(&'/ ).

Prin hidroliz, proteinele se transform n aminoacizi. Bidroliza proteinelor se poate efectua cuacizi, cu baze sau cu enzime. Bidroliza acid se face prin fierbere ndelungat '1&7/ ore2 cu acidclorhidric de 10) sau mai bine cu acid formic coninnd B#l 1 ore2. Bidroliza cu hidroxizi alcalini saucu hidroxid de bariu are loc intr&un timp mai scurt. Prin hidroliz se obine un amestec care poate sconin circa 10 >&aminoacizi. Se formeaz i amoniac prin hidroliza grupelor #?CB1 ale asparagineii glutaminei.

ASIMILAIA I SINTEZA PROTEINELOR

3

7/24/2019 - 243 - chimie - PROTEINELE

4/5

Se gsesc proteine n fiecare celula vie. Pentru sinteza lor, respectiv a aminoacizilor care lecompun, plantele se folosesc de combinaii anorganice ale azotului, amoniac i azotai, pe care le extragdin sol. Enele vieuitoare inferioare, bacteriile de sol, pot folosi chiar azotul molecular.

*nimalele nu au proprietatea de a asimila combinaiile anorganice ale azotului, ci sunt nevoite sautilizeze proteinele de origine animal sau vegetal, coninute n hrana lor. Proteinele nu pot fi

intrebuinate ca atare, ci sunt hidrolizate n timpul digestiei, pn la aminoacizi. *cetia difuzeaz prinperetele intestinului n snge i servesc apoi celulelor pentru sinteza proteinelor proprii ale organismuluiCumai datorit acestui mecanism, fiecare celula i poate construi proteina ei specific.

?rganismul animal nu poate sintetiza decat anumiti aminoacizi= alii provin din proteinelehranei. :e aceea, nu este suficient ca hrana animalelor sa conin o anumit cantitate de proteine, ciacestea trebuie s cuprind o cant. suficient din fiecare aminoacid esenial. Proteinele din lapte, carne,peste, ou, creier, serum, fibrina, soia i din embrionul de gru conin aminoacizii esentiali n proporieadecvat. $n schimb, hemoglobina, gelatina i multe proteine din vegetale sunt deficiente n unul saualtul din aminoacizii eseniali. 8olosirea exclusiv n alimentaie a acestor proteine duce la tulburarigrave. >ipsa aminoacizilor eseniali din proteinele hranei se manifest la animalele tinere a crorcretere nceteaz sau este ncetinit. Simptomele de deficien dispar dac se completeaz dieta cu

lapte.STRUCTURILE PROTEINELOR NATURALE

Se disting patru grade structurale sau niveluri de organizare dupa complexitatea lor. *cestea au fostnumitestructuri primare, secundare, tertiare i cuaternare.

Structura primar a unei proteine este determinat prin numarul i succesiunea specifica aaminoacizilor din catena polipeptidic. Structura secundar a unei proteine este determinat de aran"arean spaiu a catenei polipeptidice i de legturile care se stabilesc intre catene. #ercetrile n domeniu ausugerat c macromolecula peptidic nu are forma extins, ci adopt o forma rsucit sau ncreit.Structurile teriare structurile secundare sunt determinate de legturile de hidrogen dintre grupele #? i

CB ale catenelor polipeptidice. $ntr&o elice > foarte lung , se pot stabili legturi slabe, dar numeroase ,i ntre grupele F proeminente spre exterior , ale aminoacizilor. Sunt folosite 7 feluri de legturi ntregrupe F aparinnd aceleiai catene polipeptidice prin care se poate realiza o structur teriar. >aadoptarea i meninerea unei anumite conformaii teriare contribuie uneori ioni metalici sau, nproteide, grupele prostetice.En model de structura teriar este aceea a mioglobinei= iar un model de structur secundar este acela al&diferite. En exemplu de structur cuaternar este acela al hemoglobinei.

IZOLARE I PURIFICARE

Proteinele insolubile pot fi uor separate de compuii care le nsoesc n organismele animale,grsimi, hidrai de carbon sau proteine solubile, aa c izolarea lor nu prezint dificulti. :in cauzainsolubilitii lor, nu pot fi purificate prin dizolvare.

Proteinele solubile sufer usor la nclzire, sau sub aciunea acizilor, a bazelor, a dizolvanilororganici i a altor compui chimici, o transformare numit denaturare, prin care se pierde activitateabiologic specific. :enaturarea proteinelor const n modificarea ireversibil a formei lor spaiale,

7

7/24/2019 - 243 - chimie - PROTEINELE

5/5

naturale, n urma desfacerii unor legturi din structura moleculei proteice. *ceste modificri se producfie sub aciunea unor ageni fizici cldur, radiaii, ultrasunete2 fie sub aciunea unor ageni chimicisoluii de acizi, baze sau sruri, solveni organici, etc.2

Proteina se extrage din materialele biologice n care se gsete cu o soluie salin, mai rar cudizolvani organici ca glicerina sau acetona, diluate cu ap. Soluiile acestea conin i substane

neproteice= ndeprtarea acestora se face cu a"utorul dializei prin membrane permeabile pentru acestesubstane dar impermeabile pentru proteine. Proteinele insolubile n apa distilat se precipit la sfrituldializei. $ndeprtarea ionilor strini poate fi accelerat prin suprapunerea unei electrolize, ntr&undispozitiv special electrodializa2.

-etoda obinuit pentru obinerea proteinelor din soluiile purificate prin dializ const nprecipitare cu sruri neutre, sulfat de amoniu sau sulfat de sodiu, n stare solid sau n soluie saturat.:up un alt procedeu, precipitarea proteinei se face cu etanol.

ROLUL PROTEINELOR N OR!ANISMUL UMAN"

'. Plastic.1. 8uncional realizeaz presiunea oncotic= particip la echilibrul acido&bazic= particip laconstituirea enzimelor= hormonilor= constituie receptori membranari, intr n constituia altorsubstane active etc.2.3. *prare refacerea esuturilor lovite, anticorpi= troficitate a celulelor sistemelor de aprarespecific i nespecific= crete rezistena fa de aciunea nociv a unor substane toxice Pb, Bg, #d,#r, Se, *s, benzen, toluen, amine, nitrobenzen, cloroform, ##l7, pesticide organoclorurate,sulfamide, antibiotice toxice & tetraciclina, sruri de *u s.a.2.7. !nergetic & prin ardere dau 7,' ;calGg proteine= nu ard complet dnd natere unor substanetoxice amine toxice indol, triptamina, histamina2 care cer un efort hepatic suplimentar.

NECESARUL #E PROTEINE:epinde de necesitatile organismului'.#antitativ#opii 0&D ani & 3&7 g protGeguminoase fasole 10&1()2, mazre, soia 3()2.

& #ereale pine /)2.& Cuci, arahide, alune, cartofi, ciuperci, legume, fructe ultimele 1 mai puin2

(