Протеини – најсложенији молекули по грађи и функцији (улоге протеина)
Подсетите се
1. Шта је слично, а шта различито у грађи глобуларних и фибриларних протеина?
2. Наведите неке од улога које имају протеини у живим бићима.
Истраживање
Протеини су неопходни у свакодневној исхрани ради нормалног функционисања наших ћелија и целог организма. Колике су дневне потребе за протеинима у зависности од узраста и физичке активности? Који здравствени проблеми могу настати услед недостатка протеина у исхрани?
У овој лекцији ћемо се упознати с великом разноврсношћу улога које протеини могу да обављају у живим бићима. Нарочиту пажњу ћемо обратити на повезаност тј. прилагођеност грађе и облика појединих протеина с њиховом функцијом.
1. Велики број протеина су ензими.
2. Заједно с липидима, протеини сачињавају ћелијске мембране. Мембрански протеини могу имати различите улоге. Липиди одржавају целовитост мембране и углавном спрачавају пролаз већине супстанци кроз њу. Протеини, као прво, имају транспортну улогу, тј. селективно пропуштају молекуле и јоне који треба да прођу кроз мембрану. Штавише, неки протеини су у стању да, трошећи АТП или друге искористиве облике енергије, активно транспортују одређене молекуле или јоне с једне стране мембране на другу. Притом они мењају донекле свој облик (терцијарну и кватернарну структуру). Многи мембрански протеини, као што су рецептори, служе у комуникацији између суседних, али и удаљених ћелија. Они препознају сигналне молекуле (нпр. хормоне) и преносе поруку даље у ћелију. Неки ензимски протеини су такође део мембране.
3. Бројни протеини учествују у преносу информација у ћелији и између ћелија. Велики број хормона су протеини, рецептори за хормоне такође. Унутар сваке ћелије постоји читав „интернет” најразличитијих протеина који преносе информације. Неки од њих укључени су у регулацију активности гена. Они покрећу читање информације са ДНК и стварање других протеина. Зато су значајни у процесима развића и диференцијације, али и одговорима ћелија и организма на промене у средини.
4. Цитоплазма није тек обична густа течност, а ни простор са спољашње стране ћелије тј. између ћелија (код вишећелијских) није течност без потпоре. Многи, махом фибриларни протеини имају улогу потпоре и кретања, како у ћелијама, тако и ван њих тј. између њих. У ћелији, ту разгранату, сложену, тродимензионалну мрежу протеина, која омогућава потпору и кретање органела и других делова ћелије, зовемо ћелијски скелет. Граде га протеинске структуре облика кончића, ужади, штапића и цевчица. Покретањем ћелија, ови протеини су заслужни и за покретљивост читавог вишећелијског организма. Изван, тј. између ћелија, нарочито код животиња, постоји слична мрежа влакнастих протеина који чине потпору ћелијама и повезују их у више или мање чврста ткива.
Које супстанце имају потпорну улогу, ван ћелија, код биљака, алги и гљива и како се зове та структура?
5. Протеини могу имати улогу преносилаца других супстанци. На пример хемоглобин преноси кисеоник, док неки албумини (протеини крвне плазме), преносе масне киселине у крви. Знате да масне киселине имају дуги, неполарни, угљоводонични реп, што их чини лоше растворљивим у воденој средини крвне плазме. Зато им албумини служе као „футроле”, које у средишту имају хидрофобни, масни „џеп” (окружен неполарним R-остацима аминокиселина), за смештање неполарног низа масне киселине, а ка спољашњости су окренуте поларне бочне групе аминокиселина.
6. Животиње, али и многа друга жива бића, стварају посебне одбрамбене протеине чији је задатак да препознају и вежу се за вирусе, бактерије и друге паразите. Тиме их онеспособе или обележе, како би се посебне ћелије бориле против њих. Најсложенији такав систем одбране, који смо до сад упознали, имају сисари. Као што знате, реч је о имунском систему и антиелима.
7. Постоје протеини чија је једина улога да ускладиште аминокиселине за каснију употребу. Највише их има у јајима животиња, млеку сисара, семенима биљака и спорама гљива и протиста.
Истраживање
Шта младунац сисара добија путем казеина у млеку?
Занимљивост
Интолеранција на глутен
Глутен је резервни протеин који се налази у неким житарицама и који, код неких људи, може бити узрочник алергија, пошто изазива реакције имунског система. Тај поремећај је познат под називом целијакија и испољава се код особа које имају наследну предиспозицију. Такве особе имају урођену склоност ка развоју болести, а да ли ће се болест испољити или не, зависи од бројних фактора. Безглутенска храна је постала веома популарна.
Шта мислите: Да ли је научно оправдано да све већи број људи прелази на безглутенску исхрану? Колики је заиста проценат људи у европској популацији који има предиспозицију на целијаклију?
Задаци
1. За сваку од улога протеина пронађите по један пример који није дат у тексту.
2. Повежите грађу структурних протеина са улогом коју обављају.
3. Објасните по ком принципу делују имуноглобулини и како они доприносе нормалном раду организма?
4. Која карактеристика у грађи серум-албумина омогућава њихову улогу у транспорту масних киселина?