PROTEINI I AMINOKISELINE

Proteini i aminokiseline

Minakovi Vladimir III1

UVOD Proteini su sastavni elementi naeg tela i oni ga ine od18-20%. Ulaze u sastav krvi, miia, koe i kostiju. Sadre ih sve ive materije pa ak i biljke i virusi. Re protein potie od grke rei protos to znai prvi.Prvi protein koji je otkriven bio je insulin A otkrio ga je Frederik Sanger i za to 1958. Godine dobio Nobelovu nagradu.Posle insulina otkriveni su i hemoglobin i mioglobin.

Reprezentacija 3D strukture mioglobina. Ovo je prvi protein kome je reena stuktura

Proteini su organske materije koje sadre ugljenik, vodonik, kiseonik i azot, a ponekad i sumpor, fosfor, cink, gvode i bakar. Njih ine amino kiseline kojih u prirodi ima od 20 do 25 a u molekulu proteina i do 200 to znai da se lanci aminokiselina ponavljaju. Mnogi proteini su enzimi i znaajni su za metabolizam. Proteini su neophodni u naoj ishrani jer se svi oni ne mogu stvarati u organizmu ve se neki moraju unositi i preko uzimanja hrane. AMINOKISELINE Vrednost proteina koje se nalaze u namirnicama biljnog i ivotinjskog porekla procenjuje se na osnovu aminokiselinskog

1



sastava. U sastav ovekovog organizma ulazi aminokiselina i njihov raspored je zapisan u genima.

ukupno

20

Postoje dve vrste aminokiselina i to one koje se sintetiu tj stvaraju u organizmu i one koje moramo unositi putem hrane. Aminokiseline koje se stvaraju u organizmu zovu se esencijalne kiseline a one koje se unose putem hrane neesencijalne kiseline. U esencijalne aminokiseline se ubrajaju: 1.Triptofan 2.Fenil-alanin 3.Lizin 4.Treonin 5.Valin 6.Metionin 7.Leucin 8.Izoleucin 9.Arginin 10.Histidin Prvih osam aminokiselina su neophodne za odrzavanje azotne ravnoteze, dok je histidin esencijalan samo za decu u fazi rasta. Nedostatak arginina praen je poremeajem u stvaranju spermatozoida. Neesencijalne aminokiseline su: 1.Glicin 2.Alanin2



3.Serin 4.Norleucin 5.Asparagin 6.Glutamin 7.Hidroksi-glutamin 8.Prolin 9.Hidroksiprolin 10.Citrulin 11.Tirozin 12.Cistin U hemiskom smislu aminokiseline su jedinjenja koja se sastoje iz amino i karboksilni grupa a u njihov sastav ulaze ugljenik, vodonik, azot i kiseonik STRUKTURA PROTEINA

Proteini nastaju formiranjem lanaca u iji sastav ulazi 20 aminokiselina.Na osnovu tih povezivanja struktura proteina moe biti:: 1. Primarna 2. Sekundarna 3. Tercijarna 4. Kvarterna Primarna struktura predstavlja broj i raspored aminokiselina u molekulu proteina i ona varira od proteina do proteina. I najmanja promena u primarnoj strukturi moe znaajno uticati na ukupnu strukturu i funkcionisanje proteina. Sekundarna struktura je zasnovana na vodoninim vezama i promenljiva je. Tercijalna struktura je u stvari ukupan oblik polipeptida i ona je zasnovana na3



nizu razliitih interakcija a kvaternarna struktura je prostorni raspored polipeptida u proteinima koji imaju vie jedinica i ona se javlja kod hemoglobina. VRSTE PROTEINA NA OSNOVU IZGLEDA MOLEKULA Na osnovu izgleda molekula proteini se dele na : 1. Fibrilarne 2. Globularne 3. Konjugovane Fibrilarni proteini su oni proteini koji ulaze u sastav tetiva, rskavica i kosti. Elastin je fibralni protein on ulazi u sastav zida krvnog suda a keratini ini dlake i nokte. Globularni proteini su albumini, globulini i histoni a konjugovani su nukleoproteini, mukoproteini , lipoproteini, hromoproteini ,fosfoproteinii metaloproteini . FUNKCIJA PROTEINA Proteini obavljaju itav niz razliitih aktivnosti unutar organizma. Njihov privi i osnovni zadatak je da reguliu proces rasta i razvoja u organizmu i oni su neophodni u naoj svakodnevnici. Njihov unos zavisi od pola i godina ivota. Razliiti proteini imaju razliite funkcije : 1. Strukturna (kolagen, keratin) 2. Skladina (albumin, kazein) 3. Transportna (hemoglobin) 4. Katalitika (enzimi) 5. Kontraktilna (miozin) 6. Odbrambena (antitela) 7. Signalna (insulin) 8. Modulaciona (PKA) 9. Egzotina (van podele npr. lepak-proteini kod koljki) Proteini zamenjuju izumrle elije i ovakva zamena se obino vri kod elija krvi, bubrega, jetre, miia, kose, noktiju, zuba i kosti . Proteini su potrebni telu kako bi moglo da stvori itav niz enzima, hormona i antitela i oni su veoma znaajni jer grade4



hemoglobin koji prenosi kiseonik i oomoguava odvijanje procesa disanja u organizmu. POTREBE ZA PROTEINIMA Proteini su veoma znaajni za nae zdravlje. Oni treba da ine 10-15% dnevnog kaloriskog unosa i potreba za njima zavisi od koliine azota i koliine aminokiselina a neki naunici smatraju da dnevna koliina unetih proteina treba da iznosi 0,8 g po kg telesne teine. Koliina proteina koja se unosi u organizam treba da obezbede azotnu ravnoteu kod odraslih i pozitivan azotni bilans kod dece. Od ukupne dnevne koliine proteina, 50 % treba da su proteini ivotinjskog porekla. Da bi se zadovoljile kvalitativne potrebe u proteinima potrebno je da unosimo 8-10 esencijalnih aminokiselina. TEST ZA PROTEINSKE POTREBE Potrebe za proteinima kod dece se kontroliu preko praenja njihove telesne teine i visine. A kod odraslih to se ini tehnikom koja se naziva nitrogen (azotni bilans). Azotna ravnotea postie sa 44-53 g proteina. Azotni bilans meri se koliinom azota unetog hranom i koliinom azota izluenim iz organizma (urinom, fecesom, znojenjem, perutanjem koe, opadanjem kose i menstrualnom krvlju kod ena). Pozitivan bilans azota je kada je unos azota je vei od gubitka.Negativan azotni bilans je unos azota manji od gubitaka a azotni ekvilibrijum je kada je unos jednak gubitku.

5



PRIRODNI IZVORI PROTEINA

Prirodni izvori proteina su sve namernice biljnog i ivotinjskog porekla ali one se razlikuju po aminokiselinskom sastavu. Namirnice koje sadre najvie esencijalnih aminokiselina( 8-10) su jaja, mleko, meso kod namirnice ivotinjskog porekla i soja kod namirnica biljnog porekla. Ostale namirnice ne sadre dovoljan broj aminokiselina, ali njihovim kombinovanjem dobija se kompletan sastav aminokiselina neophodan za normalan metabolizam organizma. Ovo kombinovanje je znaajno kod vegeterijanske ishrane gde se iskljuivo konzumiraju namirnice biljnog porekla koje nemaju kompletan aminokiselinski sastav i kod ovakvog naina ishrane se samo zadovolji kvantitativni aspekt unosa azota ali ne i kvalitativan. PROCENA KVALITETA PROTEINA Kod unosa proteina u organizam veoma je vaan njihov kvantitativni aspekt ali isto tako je vaan i njihov kvalitet. Kvalitet proteina se odreuje na osnovu tri metode i to: 1. Bioloka metoda 2. Metoda iskoristljivosti proteina 3. Metoda proteinske efikasnosti Biolokom metodom se odreuje da li protein sadri esencijalne aminokiseline u ogovarajuem odnosu. Da bi se izraunala bioloka vrednost koristi se formulaKolicina azota zadrzana u telu N = -------------------------------------------------Kolicina azota apsorbovana u telu 100 %

6



Iskoristljivost proteina zavisi od varenja u organizmu i ona se izraava formulomKolicina azota zadrzana u telu N = -------------------------------------------------Kolicina azota uneta hranom

Proteinske efikasnosti procenjuje se hranjenjem eksperimentalnih ivotinja proteinima i praenjem njihovog rasta a izraunava se kao gram povecanja telesne tezine na gram proteina unetog hranom.

DEFINISANJE KVALITETNOG PROTEINA Dobar protein je onaj koji sadri od osam do deset aminokiselina u proporciji koja odgovara naim potrebama. Protein u sebi obino sadri pola esencijalnih i pola neesencijalnih aminokiselina i to su proteini velike bioloke vrednosti i tu spadaju proteini jajeta, mesa, mleka i ribe. Proteini u namernicama biljnog porekla su male bioloke vrednosti i tu spadaju proteini ita, kukuruza, kotunjavog voa, povra i dr. . Mnogi faktori utiu na optimalne koliine kod unosa proteina u organizam kao to su : 1.Uzrast (u periodu rasta potrebe su vee za 10-20 %, a od 25 godine vrednosti se smanjuju) 2.Pol (iste su za oba pola 0,8 g kg TT/dan) 3.Nutritivni status (kod gladovanja i pothranjenih osoba potrebe su vee) 4.Fizioloko stanje 5.Trudnoa i dojenje (potrebe se poveavaju za 6 g kod trudnica i 17 g kod dojilja) 6.Klima (u podruijima sa hladnijom klimom koliina proteina se smanjuje na raun poveanja ugljenih hidrata koji e7



obezbediti energiju za odravanje toplote, a u mestima sa toplijom klimom treba nadoknaditi proteine koji se gube znojenjem) 7.Aktivnost (kod neaktivnih osoba potrebno je obezbediti dovoljnu koliinu proteina kako bi se regenerisala atrofina muskulatura, vea aktivnost ako nije praena obilnim znojenjem zahteva samo dodatnu koliinu kalorija) 8.Kvalitet proteina i ukupnog energetskog unosa 9.Emocionalni faktori (strah, napetost, depresija dovode do veeg izluivanja azota) 10.Bolesna stanja (stanja koja su praena povienom temperaturom dovode do poveanog bazalnog metabolizma, a samim tim i poveanih potreba za proteinima. Koliina proteina kod odredjenih oboljenja odredjuje se na osnovu opteg stanja i same prirode bolesti). VARENJE I APSORCIJA PROTEINA

Razgradnja proteina unetih hranom zapoinje u elucu pod uticajem jake hlorovodonine kiseline koju lue parijetalne elije eludane sluznice. Nakon toga, enzim eludanog soka, pepsin, koji je aktivan samo u jako kiseloj sredini, zapoinje razgradnju proteina tj belanevina. eludani sok odojadi sadri jo jedan enzim zvani himozin sposoban za razgradnju belanevine iz mleka. Tokom ivota,8



luenje ovog enzima se smanjuje, zato odrasli ljudi znatno tee svaruju mlene belanevine nego odojad i mala deca. S toga, se najlake svaruju oni mleni proizvodi (jogurt, kefir, kiselo mleko) koji su do pola svareni pod uticajem bakterijskih enzima, koji u slatkom mleku dovode do procesa mleno-kiselinskog vrenja. Dalja razgradnja proteina vri se u dvanaestopalanom crevu posredstvom brojnih enzima guterae i to: tripsina, himotripsina, karboksipeptidaze, elastaze, kolagenaze i drugih. Svoje optimalno dejstvo, ovi enzimi mogu da razviju u alkalnoj sredini koju isto obezbeuje guteraa, luenjem vodeno-bikarbonatnog soka. Krajnju razgradnju vre enzimi erepsini u donjim delovima tankog creva. Crevnim krvotokom aminokiseline odlaze u jetru gde bivaju brzo prihvaene i ukljuene u sintetske procese i tu se stvaraju gotovo sve belanevine krvne plazme. Aminokiseline sistemom krvni sudova dospevaju do svih elija telu i koriste se za sintezu tkivno specifinih belanevina . Veoma je vano da se napomene, da za razliku od masti i ugljenih hidrata, ne postoje rezervni odeljci belanevina u telu, pa se viak unetih i neiskorienih belanevina razgrauje i pretvara u energiju, ili se pretvara u masno tkivo. Ova injenica treba naroito da se ima u vidu kod sportista, posebno kod bodi bildera, da se pored visokog proteinskog unosa obezbede i svi ostali uslovi za intenzivnu ugradnju aminokiselina u miie, da se ne bi izgubile ili pretvorile u neeljeno masno tkivo.

9



Apsorpcija proteina

METABOLIZAM PROTEINA Belanevine su veoma vana jedinjenja u organizmu. Sastoje se od velikog broja aminokiselina koje sadre kisele i bazne grupe a neki proteini sadre i ugljene hidrate ( glikoproteini), neki masti ( lipoproteini) a neki razne maetale (hromoproteidi hemoglobin, mioglobin) Proteini se neprekidno nalaze u metabolikoj razmeni. Proseni poluivot belanevina je oko 80 dana, ali uz vrlo velike pojedinane razlike. Na piimer, miine belanevine su veoma stabilne i imaju poluvek od oko 160 dana, jetrene 8 do 10 dana, a neke su veoma kratkog veka, kao to je enzim ornitindekarboksilaza s poluivotom od svega 0,2 sata. Dnevno se u organizmu razgradi oko 300 gr belanevina. Svaka elija u organizmu izgrauje belanevine za vlastite potrebe a neke su sposobne da ih lue. Aminokiseline oslobodjene razgradnjom proteina mogu se u eliji ponovo iskoristiti za sintezu drugih belanevina ili da preu u meuelijsku tenost i da budu sastavni delovi opteg telesnog rezervnog pula.10



Osim razgradnjom proteini se neprekidno gube i ljutenjem epitelnih elija i razliitim lueinama, znojem, stolicom i drugim putevima. Zbog stalnog gubitka belanevina neophodan je stalan unos aminokiselina, posebno esencijalnih (ivotno vanih) aminokiselina. HORMONSKA REGULACIJA METABOLIZMA PROTEINA Hormoni su hemiski glasnik izmeu elija. To su organska jedinjenja koja deluju u malim koliinama. Oni su veoma vani za normalno funkcionisanje organizma njihov bilo kakav nedostatak se odmah odraava na funkcionisanje organizma. Svi vieelijski organizmi pa ukljuujui i biljke proizvode hormone. Neki hormoni vre regulaciju metabolizma proteina kao to su hormon rasta, insulin, glukokotikoid i testosteron. Hormon rasta ubryava sintezu proteina u elijama i porast proteina u krvi, insulin ubrzava ulazak aminokiselina u elije a istovremeno transportuje glukozu i na taj nain smanjuje upotrebu aminokiselina kao energentskog izvora. Glukokotikoid smanjuje koliinu proteina u tkivima i poveavaju koliinu aminokiselina u plazmi. Testoteron je hormon koji pomae odlaganje proteina u tkivu naroito u miie.

DEFICIT I SUFICIT PROTEINA

11



Hronni nedostatak proteina u hrani, a naroito proteina ivotinjskog porekla naziva se kvasiorkor. Manjak proteina najee javlja se u siromanim i zaostalim krajevima gde su deca odmah po roenju liena majinog mleka. Ovaj deficit je esto kombinovan sa deficitom vitamina. Bolest je praena gubitkom apetita, slabim varenjem, zastojem u rastu i razvoju.Kosa postaje bakarnocrvena a stopala oteena. Sindrom proteinskog deficita moze nai ak i kod dece koja su hranjenja majinim mlekom te se iz tog razloga smatra da veliku ulogu u nastanku oboljenja ima i kvalitet unetih proteina, odnosno koliina aminokiselina koje sadre sumpor (metionin). Marazam je ozbiljan poremeaj ishrane koji dovodi do proteinsko-kalorijskog deficita. Ovaj problem se najvie sree u nerazvijenim zemljama, pogotovu kod male dece ispod pet godina ali se moe javiti i u modernim zemljama kod socoijalno ugroenih i osoba sa loim navikama u ishrani, ili kod dece sa hroninim bolestima. Ovaj sindrom je praen zastojem u telesnom razvoju, malom telesnom teinom i atrofijom miia. Hrana bogata proteinima je najece bogata i mastima te viak proteina u ishrani doprinosi stvaranju masti u organizmu. Usled prekomernog unosa proteina dolazi do: poveanja telesne teine, dehidratacije (kada se izluuje putem bubrega, visak proteina za sobom povlaci i vece kolicine vode),gubitak Ca (ova razmatranja su jos u toku, a smatra se da prekomerna kolicina proteina dovodi do gubitka Ca iz kostiju i nastanka osteoporoze),

12



LITERATURA: 1. www.wikipedia.org 2. sr.wikipedia.org/sr 3. www.bionet-skola.com 4. forum.krstarica.com 5. YYY 6. CCC 7. CCCC

13



SADRAJ:

14

Documents

PROTEINI I AMINOKISELINE