Proteiny

Bílkoviny, odborně proteiny, jsou pro život nezbytné látky. Jedná se o obrovské molekuly složené ze sta a více aminokyselin. Tyto aminokyseliny jsou spojeny do řetězce pomocí tzv. peptidické vazby, což je vazba mezi uhlíkem karboxylové skupiny jedné aminokyseliny a dusíkem aminoskupiny druhé aminokyseliny. Tuto vazbu si můžeš prohlédnout na obrázku.

tl_files/Clanky/Images/CHJ_16_nahled02.png
Obr. 2 Peptidická vazba

Pokud bychom se lépe podívali na strukturu proteinů, zjistili bychom, že musíme rozlišit čtyři struktury. Jako primární struktura je označováno pořadí spojených aminokyselin. Sekundární struktura popisuje uspořádání jednotlivých řetězců aminokyselin, a to buď jako alfa-helix šroubovice nebo beta-skládaný list. Tato uspořádání mohou vznikat především díky vodíkovým můstkům. Terciární struktura popisuje uspořádání jednotlivých sekundárních struktur buď do vláken (fibrilární struktura) nebo do klubíčka (globulární struktura). Poslední strukturou, kterou proteiny nabývají, je kvartérní struktura, která popisuje shluky více terciárních struktur.

Denaturace bílkovin je pojem, který každý z praxe zná. Jedná se o nevratné porušení terciární struktury proteinů. Znamená to tedy, že aminokyseliny zůstanou seřazeny v řetězci tak, jako u původního proteinu, pouze se rozruší jeho prostorová struktura. Znamená to nenávratnou ztrátu funkce bílkovin. 

tl_files/Clanky/Images/CHJ_16_nahled03.png

Obr. 3 Denaturace proteinu

Jaké jsou příčiny tohoto procesu? Nejznámější je asi vysoká teplota. Jako příklad si můžeme uvést vaření masa nebo přípravu míchaných vajíček. Všem je asi jasné, že z uvařených vajíček se kuřátko už nikdy nevyklube, protože bílkoviny ztratily své vlastnosti. Toto nebezpečí ztráty vlastností bílkovin je velkou hrozbou také při velmi vysokých horečkách. Další možností denaturace bílkovin je mechanickým pohybem – ušlehání vaječného bílku nebo šlehačky. V neposlední řadě může dojít k denaturaci bílkovin působením různých chemikálií, tedy kyselin, zásad a jejich solí.

Pro lidské tělo je příjem denaturovaných bílkovin stejně důležitý jako příjem těch nedenaturovaných. Obě tyto formy totiž obsahují stejné aminokyseliny, které naše tělo potřebuje ke stavbě bílkovin potřebných pro fungování lidského těla. Nemusíme tedy žvýkat syrové maso, ale můžeme si ho uvařit či jinak tepelně upravit.  

tl_files/Clanky/Images/CHJ_16_nahled04.jpg

Obr. 4 Vařená vajíčka – denaturace vysokou teplotou

Ještě jsme se nezmínili o funkcích bílkovin. Abychom mohli posoudit jejich důležitost, musíme vědět, k čemu bílkoviny jsou. A zaměříme se na lidské tělo. První funkce, kterou zmíníme, je funkce stavební. Bílkoviny tvoří naše vlasy, svaly, nehty, kůži... Nejznámější stavební bílkoviny jsou keratin (zajišťuje pevnost) a kolagen (zajišťuje pružnost). Projevem nedostatku kolagenu v kůži jsou vrásky, nedostatek keratinu ve vlasech prozradí například ulámané konečky. Další funkcí je funkce zajišťující pohyb. Naše svalová vlákna jsou tvořena bílkovinami aktin a myozin, díky kterým se svaly natahují a smršťují a my se můžeme pohybovat. Transportní funkce je také velice důležitá, protože některé bílkoviny zajišťují transport důležitých látek po těle. Například bílkovina hemoglobin (= červené krevní barvivo) je součástí červených krvinek a má za úkol přenášet kyslík z plic až do konečků prstů a do plic přináší zase oxid uhličitý, který následně vydechujeme. Bílkoviny také zajišťují ochrannou funkci – protilátky, které nás chrání před různými nemocemi a vytváří naši imunitu, jsou také bílkoviny. Do této skupiny patří například imunoglobuliny. Mezi další z mnoha funkcí bílkovin řadíme regulační funkci, protože také některé hormony jsou bílkovinného původu a regulují životní procesy uvnitř těla. Jako příklad si můžeme uvést inzulin, který snižuje hladinu glukózy v krvi. Dále je zde katalytická funkce, kterou zajišťují enzymy. Díky nim můžeme například trávit potravu. Možná jsi už někde slyšel o trávících enzymech pepsin (v žaludku) a trypsin (ve střevech). Bílkoviny jsou také zdrojem energie, dusíku a aminokyselin.

A jak zajistit tělu dostatek bílkovin? Především stravou bohatou na aminokyseliny, a to zvláště ty, které se nacházejí pouze v rostlinách. Ty si lidské tělo ani ostatní živočišné organismy nedokáží vytvořit sami a nazýváme je esenciální aminokyseliny. Při trávení bílkovin dochází díky enzymům k rozštěpení bílkovin na jednotlivé aminokyseliny. Z těch staví naše tělo nové bílkoviny, které jsou zrovna potřeba. 

Datum: 06. 10. 2015

Autoři: Ludmila Liptáková, Jana Pučová

Literatura:

  1. Harmarismortui. ASF-SP2.png. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ASF-SF2.png. Tento obrázek je publikován pod licencí Public domain.
  2. Scurran15. Process of Denaturation.svg. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Process_of_Denaturation.svg?uselang=cs. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International licence.
  3. Nithyasrm. Perfectly Boiled eggs picture.jpg. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Perfectly_Boiled_eggs_picture.JPG. Tento obrázek je publikován pod licencí Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International licence.
  4. http://ibiochemie.upol.cz/WebGraphics/biochemie/download/Modul-01A.pdf
  5. http://www.studiumbiochemie.cz/prirodni_latky_bilkoviny.html#3
  6. VACÍK, Jiří. Přehled středoškolské chemie. 4. vyd., v SPN 2. Praha: SPN - pedagogické nakladatelství, 1999, 365 s. ISBN 8072351087.

Další zajímavosti na Chemie jasně.