Belančevine i njihov značaj, Završni radovi od Prirodo-matematičke nauke

Preuzmite Belančevine i njihov značaj i više Završni radovi u PDF od Prirodo-matematičke nauke samo na Docsity! YHHBEP3HTET Y TIPMIITHHH - KOCOBCKA MATPOBMIJA YUHTEJbBCKH OAKYJITET Y IIPM3PEHY - JIEIIOCABM EY BEJIAH4EBHHE - CemuHapcKH paji - CAJIP>KAJ o m. 3 1. TIOJAM M OCOBHHE TIPOTEHHA O/IHOCHO BEJIAHUEBHHA......... aan nene 4 2. CTPYKTYPA BEJIAHUEBHHA (TIPOTEHHA anna 8 Vau mm 15 JIZTEPATYPA........anoavna aaa aanaaanaaaaanaaakaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaanknnna 16 1.1. Значај и функција беланчевина Распоред аминокиселина, које су основни састав протеина одређен је генетиком и наслеђем. Сваки протеин има јединствену и специфичну мрежу аминокиселина, која је одређена генетским кодом. Дакле, протеини и аминокиселине налазе се у самој нашој основи постојања, отуда и њихова улога у одржавању живота и здравља. У састав протеина улази двадесет аминокиселина и оне представљају стандардне аминокиселине. „Значај и функција протеина је огромна и ако кренемо од рођења, протеини су везани за раст и развој човека. Такође протеини имају улогу у обнови и регенерацији ћелија. У свим процесима који се дешавају у организму учествују протеини са својим специфичним саставом. Регенерација изумрлих ћелија која се обавља заменом са протеинима карактеристична је за ћелије крви, срца, бубрега, коже костију итд.“ (Диклић и сар. 2001: 42) Неки ензими имају посебно значајне улоге у организму, попут глобулина који преноси кисеоник и омогућава нам дисање. Дакле, по свему реченом можемо закључити да протеини имају животодавну функцију у нашем телу, па је стога важно уносити протеине и аминокиселине у организам исхраном. „Аминокиселине које се морају уносити храном и које организам не може сам да синтетизује називају се есенцијалне аминокиселине. Пошто се један део аминокиселина може уносити само исхраном важно је имати разноврсну, балансирану и здраву исхрану. Претерани унос протеина у организам није здрав, па се препоручује редукција поготово у старости.“ (Група аутора, 2005: 52) Међутим, око протеинске исхране потребно је посаветовати се са нутриционистом, поготово код спортиста који због изградње мишићне масе уносе велике количине протеина како би добили жељени изглед. Протеини или беланчевине су макромолекуле искључиво или претежно изграђене од аминокиселина, а по типу пептида. Заправо су то макромолекули састављени од полипептидних ланаца, али толико великих и са посебном унутрашњом структуром да се квалитетно другачије пнашају и од највећих синтетски добијених полипептида. Договорено је да се полипептиди који имају већу молекулску масу од 1000 Далтона 5 сматрају протеинима јер је то величина молекула која не може да прође дијализом кроз уобичајне полупропустљиве мембране. 1.2. Беланчевине у исхрани Посебно и врло ваћно место у нашем животу и исхрани заузимају протеини (беланчевине), јер поред енергетске имају низ других врло важних улога. Протеини представљају основну грађу сваке наше целије и основни су субстрат за формирање најразличитијих фермената неопходних за функционисање организма. Око 15-20% нашег тела чине протеини а једина супстанца која је заступљенија у нашем телу је вода. „Протеини су неопходни у процесу варења унете хране, подстичу корисне материје да активно учествују у одбрамбеном механизму организма, битан су фактор у процесу даљих промена у ткивима, слагање у целије и претварање у енергију. Беланчевине су такође примарни састојак сваког хормона, а хормони су сокови различитих жлезда са унутрашњим лучењем, који се луче у крв и диригују нашим целокупним развитком и осећањима. Од беланчевина су исто тако изграђена и такозвана антитела која нас организам ствара за борбу против разних узрочника болести, као сто су бактерије и вируси.“ (Пантић, 2007: 71) Оне су и саставни део крвне боје - хемоглобина. Хемоглобин у црвеним крвним зрнцима преноси кисеоник из плућа у ћелије тела и одузима штетан угљен-диоксид. Протеини у људском организму су веома запослени и имају много „радних места“ да их је тешко и набројати. На пример, протеин родопсин у нашим очима нам помаже да видимо светло. Протеини су веома битни и у генетици, они нам дају структуру тела, помажу у регулацији телесних процеса и одржавају унутрашње телесно окружење на оптималном нивоу, заслужни су за раст косе и ноктију итд. 6 Слика 1 – Протеини биљног порекла Слика 2 – Протеини животињског порекла Стога су протеини које уносимо кроз исхрану неопходни и драгоцени за одржавање живота и здравља. Међутим, беланчевине из различитих намирница немају једнаке биолошке вредности. Вредније су беланчевине из намирница животињског порекла од оних које налазимо у биљним намирницама, због тога што животињски протеини садрже већину неопходних аминокиселина, док биљним протеинима недостају неке организму неопходне аминокиселине које наше тело није у стању да формира. А када их нема - настају разни поремећаји. Зато, поред беланчевина биљног порекла, треба да су у довољној мери заступљене и беланчевине животињског порекла. Главни извори протеина животињског порекла су јаја, млеко, млечни производи, месо, риба. А биљног порекла пасуљ, социво, соја, грасак, кромпир и др. Ту су и гљиве које по класификацији не спадају нити у животиње нити у биљке, али су вредан извор финих протеина. „Утврђено је да се различити протеини међусобно допуњују у погледу биолошке вредности. Протеинима сувих легуминоза недостаје једна од есенцијалних аминокиселина - метионин, па они постају биолошки пуновредни када се комбинују са протеинима јаја, меса, сира, џигерице.“ (Поповић, Николић, 2014: 26) Дакле, протеини животињског порекла (високе биолоске вредности) одлично допуњују протеине биљног порекла. У овом погледу нарочито се истицу протеини млека. 7 Слика 5 – полипептидни ланци Када полипептидни ланац потпуно успостави своју тродимензионалну организацију успоставља се терцијарна структура. На том нивоу протеини могу бити влакнастог (фибриналног) или лоптастог (глобуларног) облика. Слика 6 –терцијална структура протеина Неки протеини састоје се само од једног полипептидног ланца, док се неки састоје од више истих или различитих полипептидних ланаца па се код њих јавља и кватернерна структура. НПР. хемоглобин има квартерну структуру он се састоји од четири полипептидна ланца и хем простетичне групе. „Протеини могу бити прости, ако су изграђени само из аминокиселина, и сложени, ако поред беланчевинасте компоненте 10 садрже и небеланчевинасту компоненту која се назива простетична група.У сложене протеине спадају крвни пигменти, ензими, хромопласти.“ (Гроздановић, Радовановић, 2000: 63) Чак и најједноставнији организми садрже велики број протеина, на пример бактерије око 5000 протеина; човек од 10000 – 20000 протеина. Протеини обављају веома важне и бројне улоге у организму. „Према улози можемо разврстати у две категорије:  структурни или градивни – улазе у грађу цитоплазме, ћелијске мембране (они контролишу полупропустљивост ћелијске мембране),  функционални – учествују у регулацији метаболичких процеса ту спадају ензими, хормони, пигменти – хемоглобин он транспортује кисеоник, антитела- штите организам од страних материја и др.“ (Исто, 64) Највећу класу чине ензими. Ензими (ферменти) су биокатализатори они усмеравају ток хемијске реакције у ћелији. Ензими учествују у биохемијским реакцијама они смањују енергију активације. Енергија активације је најмања количина енергије потребна да две материје реагују. Другој групи припадају протеини који имају транспортну улогу – транспортују кисеоник, гвожђе, хормоне, токсине, лекове ….Основни чиниоци контрактилног система у мишићима су протеини актин и миозин. Протеини су хормони који имају регулаторну улогу у организму- инсулин, хормон раста…..Протеини имају улогу да заштите организам од бактерија и вируса – интерферон и имуноглобулини – антитела. Протеини су важни структурни елементи колаген, еластин, кератин…. Молекуле протеина је први описао И дао им име- именовао 1838. год. Ђонс Берцелијус. Први протеин који је издвојен је ИНСУЛИН, од стране Фредерика Сангера, који је добио Нобелову награду за ово открице 1958. год. Међу првима су откривени и хемоглобин и миоглобин, на основу кристалографије џ зрацења. Протеини су високомолекуларне азотне оранске материје, које хидролизом дају аминокиселине. Протеини представљају битну компоненту свих структура у оквиру и изван свих зивих целија. 2.1. Примарна структура протеина 11 Под примарном структуром протеинског молекула подразумева се врста, број и редослед (који се још назива и секвенца) аминокиселина које су спојене у полипептидни ланац. Примарна структура је генски контролисана и обезбеђена редоследом база у молекули деоксирибонуклеинске односно рибонуклеинске киселине које контролишу синтезу протеина. „Примарна структура протеина, самим својим особинама предодређује и све више структуре: увијање полипептидних ланаца, и просторну конформацију па самим тим и целокупну структуру протеинског макромолекула. Примарна структура полипептидског ланца може се представити на два начина: Употребом скраћеница имена аминокиселина повезаних хоризонталним цртицама, на пример окситоцин се представља као: Цyс-Тyр-Иле-Глн-Асн-Цyс-Про-Арг-Глy (Петровић, 2008: 74)с-Тyс-Тyр-Иле-Глн-Асн-Цyс-Про-Арг-Глy (Петровић, 2008: 74)р-Иле-Глн-Асн-Цyс-Тyр-Иле-Глн-Асн-Цyс-Про-Арг-Глy (Петровић, 2008: 74)с-Про-Арг-Глyс-Тyр-Иле-Глн-Асн-Цyс-Про-Арг-Глy (Петровић, 2008: 74) (Петровић, 2008: 74) Шематским цртежом који представља делимично и секундарну структуру. На пример адренокортикотропни хормон се представља као низ кружица са скраћеним називима аминокиселина и редним бројевима. Могуће је и додавање разних објашњења као „непромењиви регион неопходан за пуну биолошку активност“, „промењиви регион није неопходан за биолошку активност“, итд., па и назнака дисулфидних мостова и других интрамолекулских веза. Тачна примарна структура одређује физичке и хемијске особине полипептида и његови биолошку активност. Непромењена примарна структура полипептида је предуслов за исправно формирање секундарне, терцијарне и кватернерне структуре, па тиме и пуне функције протеина. Замена макар једне аминокиселине неком другом аминокиселином у линеарном низу од 100 или више аминокиселина може да самњи ли уништи биолошку активност пептида или протеина са веома озбиљним последицама у виду болести (нпр. аменима српастих еритроцита). Највећи поремећаји виших нивоа организације протеинског молекула настају ако се аминокиселина из једне фунционалне групе замени аминокиселином из друге финкционалне групе, на пример ако се изолеуцин која има неполарни бочни остатак замени аргинином који је базна аминокиселина. Многе урођене грешке метаболизма настају тачкастом мутацијом једне базе у молекули деоксирибонуклеинске киселине и следствене промене у секвенци аминокиселина неког 12 ЗАКЉУЧАК Један од важнијих разлога за упознавање структуре беланчевина од стране лекара лежи у њиховој огромној улози у настанку болести. Већ је више пута наглашено да скоро све врсте протеинских молекула врше у организму важне функције, као и да њихова пуна функционалност управо зависи од исправне примарне, секундарне, терцијарне или кватернерне структуре протеинске макромолекуле. Постоји низ болести које управо настају због тога што је на било ком нивоу поремећена структура беланчевине које управо настају због тога што је на било ком нивоу поремећена структура беланчевине која треба да врши неку функцију, па се онда због поремећаја структуре та функција смањи или престане. Поремећај структуре може да буде на свим нивоима организације, почев од примарне структуре где замена макар и једне аминокиселине другом аминокиселином у полипептидном ланцу, може да потпуно поремети и секундарну и терцијарну структуру и уништи и функцију тог протеина. Изразити пример за то су поремећаји структуре молекуле хемоглобина, хемоглобинопатије, о којима детаљнија објашњења можете пронаћи на порталу. Поремећај структуре који доводи до болести, може бити и у самој завршној фази формирања терцијарне или кватернерне структуре протеина, када погрешно увијање полипептидних ланаца доводи до формирања патолошких протеина који се таложе у ћелијама и изазивају тешке поремећаје на пример Алзхеимерову болест. 15 Што је функција протеинских молекула специфичнија и сложенија, њихов поремећај структуре изазива и теже поремећаје функције. То се нарочито односи на ензиме који и при најмањој промени структуре губе своју ензимску активност и доводе до тешких поремећаја метаболизма. Исто се односи и на рецепторе, факторе коагулације, хормоне и друге регулаторне материје чија промена структуре може представљати основу многих болести. ЛИТЕРАТУРА 1. Диклић, М. , Косанчић, М. Дукић, С. , Николиш, Ј. (2001): Биологија са хуманом генетиком, Графопан: Београд. 2. Група аутора (2005): Експериментална органска хемија, 3. издање, ТМФ, Београд. 3. Гроздановић-Радовановић, Ј. (2000): Цитологија, ЗУНС, Београд. 4. Пантић, Б. (2007): Органска и неорганска хемија, Универзитет у Београду, Београд. 5. Петровић, С., Мијин, Д. , Стојановић, Н. (2005): Хемија природних органских једињења, ТМФ, Београд 6. Петровић, Ђ. (2008): Основи ензимологије, ЗУНС, Београд. 7. Поповић, Г. , Николић, Г. (2014): Практикум неорганске хемије, Медицински факултет, Нови Сад. 8. Шербан, Н. (2001): Хемија-структура и облици, ЗУНС, Београд. 16