19. Proteine

19.1. Introducere

Proteinele sunt compuși macromoleculari naturali care se formează în urma unor reacții de policondensare în care sunt implicați α-aminoacizi. Unirea dintre resturile de aminoacizi se face prin legături peptidice.

Prin reacții de policondensare se formează polipeptide și în final, proteine.

Hidroliza proteinelor duce la aproximativ 20 de aminoacizi naturali.

19.2. Clasificarea proteinelor

Proteinele se clasifică după următoarele criterii principale:

• compoziție;
• solubilitate.

După compoziție, proteinele se clasifică în:

• proteine simple – prin hidroliza acestora se obține doar aminoacizi; exemplu: albumina din sânge;
• proteine conjugate sau proteide – prin hidroliză se obține și alți compuși, pe lângă aminoacizi. Molecula unei proteide se compune dintr-o parte proteică și o parte prostetică (adică resturi fără structură de aminoacizi).

Exemple de proteide:

Proteidele se întâlnesc în compoziția celulelor vii, dar și în alcătuirea enzimelor și virusurilor. Virusurile sunt germeni patogeni responsabili pentru apariția și răspândirea a numeroase boli infecțioase. Proteinele care provin din virusuri poartă numele de antigeni și determină formarea în organismul animal a altor proteine cu rol de apărare împotriva virusurilor, denumite anticorpi.

Imunitatea organismului în față variatelor tipuri de virusuri poate să fie dobândită prin vaccinuri deoarece acestea conțin anticorpi.

După solubilitate, proteinele se clasifică în:

• proteine insolubile sau scleroproteine – sunt în stare solidă în organismul animal; conferă organelor rezistență mecanică sau protecție împotriva agenților exteriori. Enzimele digestive nu le pot hidroliza, motiv pentru care nu prezintă valoare nutritivă.

Exemple de proteine insolubile:

• proteine solubile – se întâlnesc în celule; sunt în stare dizolvată sau sub formă de geluri hidratate. Cea mai mare parte a proteinelor solubile manifestă funcții fiziologice importante.

Proteinele solubile se împart la rândul lor în:

• albumine – sunt solubile în apă și în soluții de electroliți (acizi, baze, săruri);
• globuline – sunt solubile doar în soluții de electroliți.

Exemple de proteine solubile:

19.3. Denaturarea proteinelor

Denaturarea proteinelor este un proces fizico-chimic prin care este alterată structura proteinei și are loc pierderea funcției fiziologice (biochimice) a acesteia.

Natura factorilor denaturanți poate fi:

• chimică: acizi și baze tari, săruri ale metalelor grele și altele;
• fizică: căldură, radiațiile radioactive, ultrasunetele și altele.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Denaturarea proteinelor prin încălzire (coagulare)

Mod de lucru: Într-un vas se încălzește un volum de 500 mL apă până la fierbere. Se sparge un ou și compoziția acestuia se pune într-un pahar. Se oprește încălzirea apei și în aceasta se aduce oul din pahar.

Observații: albușul de ou își modifică aspectul și anume, devine opac și se solidifică.

Prin acțiunea căldurii, proteinele din albușul de ou se denaturează ireversibil – acestea se coagulează. Procesul de coagulare al proteinelor care are loc prin încălzire justifică motivul pentru care organismele animale nu au o temperatură ridicată. La o temperatură ridicată, protoplasma celulelor, care este o soluție coloidală de proteine, ar coagula și ar determina astfel moarte celulelor.

ACTIVITATE EXPERIMENTALĂ

Denaturarea proteinelor prin lovire și în mediu bazic

Mod de lucru: Se sparge un ou și se separă albușul de gălbenuș. Jumătate din albuș se pune într-un pahar și cu o spatulă se bate bine. Peste cealaltă jumătate din albușul de ou se adaugă puțină soluție de NaOH 10%.

Observații: Albușul de ou își modifică aspectul când este lovit sau când vine în contact cu NaOH.

Proteina din albușul de ou se poate denatura prin lovire sau sub acțiunea unei substanțe cu caracter bazic. Aceasta din urmă va crește pH-ul proteinei suficient de mult încât să determine denaturarea.

19.4. Răspândirea în natură și importanța proteinelor

Proteinele se întâlnesc în:

• corpurile animalelor;
• părți ale plantelor;
• colagenul este o proteină care contribuie la forma corpului nostru uman;
• alte proteine, printre care keratina, formează părul și unghiile;
• alături de apă, proteinele constituie principalele substanțe din alcătuirea mușchilor, organelor interne și ale pielii;
• proteinele sunt de fapt enzimele din corpurile vii care catalizează reacțiile chimice prin care se digeră hrana, se asigură energia pentru corp și se obțin țesuturile corpului.

Necesarul zilnic de proteine pentru un om matur (adult): 70-80 g.

Conținutul procentual proteic al anumitor alimente:

Proteinele manifestă importanță în procesele vitale (deci au rol vital în organismele vii), motiv pentru care rolul lor în organism are un caracter complex și variat, după cum urmează:

• proteinele intră în alcătuirea materialului constitutiv al organismului uman cu rol fundamental sau auxiliar – oferă suport mecanic pentru piele și oase;
• proteinele funcționează ca transportori – hemoglobina din sânge transportă oxigen de la plămâni la celule; totodată, proteinele transportă fier și îl stochează în ficat;
• funcționează în cadrul unor fotoreceptori – rodopsina participă la transmiterea impulsurilor nervoase spre celulele retinei, asigurând formarea imaginilor, adică vederea;
• proteinele sunt biocatalizatori (enzime) – acestea catalizează procesele chimice majore din organism;
• proteinele sunt compuși responsabili de apariția imunității și de controlul creșterii, prin corelație cu individualitatea și specificitatea organismului uman; proteinele pot prelua o parte din informațiile stocate în ADN;
• proteinele constituie rezervă energetică – prin oxidarea enzimatică a 1 g de proteină se furnizează organismului 17,6 kJ.