1. โปรตีน ( Protein ) Polymer of amino acids

2. 1. ความสำคัญของโปรตีน โปรตีนเป็นอินทรียสารที่มีความสำคัญในเชิงเป็นโครงสร้างเนื้อเยื่อร่างกาย ในคนเรามีโปรตีนอยู่ประมาณ 1 ใน 7 ของน้ำหนักตัว ธาตุที่เป็นองค์ประกอบหลักของโปรตีนคือ C H O N และ อาจจะมีกำมะถัน ( S ) กับฟอสฟอรัส ( P ) เป็นองค์ประกอบ น้ำหนักโมเลกุลของโปรตีนมีตั้งแต่ 5,000 ดาลตัน ขึ้นไปจนถึง 106 ดาลตัน ซึ่งมีน้ำหนักน้อยกว่า กรดนิวคลีอิก ( nucleic acid ) ชนิดดีเอนเอ ( DNA = Deoxyribonucleic acid ) ซึ่งมีน้ำหนักถึง 106 ดาลตันขึ้นไป

3. 2. ส่วนประกอบของโปรตีน โปรตีนแต่ละโมเลกุลประกอบด้วยหน่วยย่อย ( Monomer ) คือ กรดอะมิโน หลายๆหน่วย มาเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเคมีที่เรียกว่า พันธะเพปไทด์ ( Peptide bond )

4. สูตรทั่วไปของกรดอะมิโน

6. ในธรรมชาติมีกรดอะมิโนอิสระ อยู่ทั้งหมด 20 ชนิด แต่มีโปรตีนมากมายหลายชนิด เช่น ในร่างกายคนประกอบด้วย โปรตีนมากกว่า 100,000 ชนิดเนื่องจาก 1. ชนิดของกรดอะมิโนในโปรตีน แต่ละชนิดต่างกัน 2. จำนวนโมเลกุลของกรดอะมิโนในโปรตีนแต่ละชนิดไม่เท่ากัน 3. ลำดับการจัดเรียงตัวของกรดอะมิโนที่มาเรียงต่อกัน เรียกว่า พอลิเพปไทด์ ( polypeptide ) ของโมเลกุลโปรตีนมีจำนวนสาย ไม่เท่ากัน

7. 3. ประเภทของอะมิโน 3.1 กรดอะมิโนที่จำเป็น ( essential amino acid ) เป็นกรดอะมิโนที่ร่างกายไม่สามารถสังเคราะห์ขึ้นได้ ได้แก่ ลิวซีน ไอโซลิวซีน ไลซีน เมไธโอนีน ฟินิลอะลานีน ทรีโอนีน ทริฟโตเฟน และวาลีน ( นอกจากนี้ในทารกอาจนับฮีสทีนรวมด้วย )

8. 3.2 กรดอะมิโนไม่จำเป็น ( non essential amino acid ) เป็นกรดอะมิโนที่ร่างกายสังเคราะห์เอง ได้จากกรดอะมิโน หรือสารอินทรีย์อื่นๆได้แก่ อะลานีน อาร์จินีน แอสพาราจีน ซีสเทอีน กรดแอสพาติก กรดกลูตามิก กลูตามีน ไกลซีน โปรลีน เซรีน ไทโรซีน

9. ประเภทของโปรตีน การจำแนกประเภทของโปรตีนมีหลายเกณฑ์ แต่ถ้าจัดประเภทของโปรตีนตามหน้าที่ องค์ประกอบ รูปร่าง และ ความสามารถในการละลาย จะแบ่งเป็น 3 ประเภทดังนี้ 1. จำแนกตามหน้าที่ทางชีวภาพ ( biological function ) 2. จำแนกตามความสามารถในการละลาย ( solubility ) 3. จำแนกตามองค์ประกอบ

10. 1. จำแนกตามหน้าที่ทางชีวภาพ ( biological function ) ได้แก่ 1.1 เอนไซม์ ( enzyme ) 1.2 โปรตีนโครงสร้าง ( structural protien ) เช่น คอลลาเจน ( collagen ) และ อีลาสติน ( elastin ) ในเนื่อเยื่อเกี่ยวพัน ( connective tissue ) เคอราติน ( keratin ) ในผิวหนัง เส้นผม และเล็บ 1.3 โปรตีนเกี่ยวกับการหดตัว ( contratile protein ) เช่น แอกติน ( actin ) และ ไมโอซิน ( myosin ) ในกล้ามเนื้อ

11. Actin / Myosin Interaction - Myosin heads as they bind to actin filaments at Troponin I sites along the Tropomyosin strands. (Chien, K.R., 1999)

12. 1.4 โปรตีนทำหน้าที่ลำเลียง ( transport protien ) เช่น ฮีโมโกลบิน และ ไมโอโกลบิน ทำหน้าที่ลำเลียง o 2 แอลบูบิน ( albubin ) ลำเลียงกรดไขมันในเลือด 1.5 โปรตีนทำหน้าที่ป้องกัน ( defense protein ) เช่น อิมมูโนโกลบิน ( immunoglobulin antibody ) ต่อสู้สิ่งแปลกปลอม ไฟบริโนเจน ( fibrinogen ) ในเลือดเป็นปัจจัยในการแข็งตัวของเลือด

13. 2. จำแนกตามความสามารถในการละลาย ( solubility ) 2.1 โปรตีนที่มีลักษณะเป็นก้อน ( globular protein ) ละลายน้ำได้ เนื่องจากประกอบด้วยกรดอะมิโนที่มีขั้ว ( polar surface ) เป็นโปรตีนกลุ่มใหญ่ ได้แก่ เอนไซม์ พลาสมาโปรตีน และ โปรตีนที่พบในเยื่อหุ้มเซลล์ 2.2 โปรตีนที่มีลักษณะเป็นเส้นใย ( fibrous protein ) ไม่ละลายน้ำ มีลักษณะเป็นใยยาวแข็งแรง ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างและค้ำจุน ได้แก่ คอลลาเจน อีลาสติน เคอราติน ไมโอซิน และ ไฟบริน

14. 3. จำแนกตามองค์ประกอบ โมเลกุลโปรตีนนอกจากประกอบด้วยส่วนที่เป็นโปรตีนที่เกิดจากการเรียงตัวของกรดอะมิโนโดยตรงแล้ว ในโมเลกุลยังประกอบด้วยส่วนอื่นที่ไม่ใช่โปรตีน ( nonprotein component ) เรียกโปรตีนเหล่านี้ว่า conjugated protein ได้แก่ 3.1 ลิโพโปรตีน ( lipoprotein ) ประกอบด้วยโปรตีนและไขมัน โปรตีนที่พบในเลือด

15. 3.2 ไกลโคโปรตีน ( glycoprotein ) ประกอบด้วยโปรตีน และ คาร์โบไฮเดรต เช่น อิมมูโนโกลบูลิน โปรตีน ที่เยื่อหุ้มเซลล์ คอลลาเจน และ โปรตีนชนิดอื่นๆ ที่พบในเนื่อเยื่อเกี่ยวพัน 3.3 นิวคลีโอโปรตีน ( nucleoprotein ) ประกอบด้วยโปรตีน และ กรดนิวคลีอิก พบในโครโมโซม และ ไวรัส

16. 3.4 ฮีมโปรตีน หรือ โครโมโปรตีน ( hemeprotein or chromoprotein ) ประกอบด้วยโปรตีนกับหมู่ฮีม ( heme group ) เช่น ฮีโมโกลบิน ไมโอโกลบิน ไซโทโครม ( cytochrome ) 3.5 เมทัลดลโปรตีน ( metalloprotein ) ประกอบด้วยโปรตีนและไอออนของโลหะจำนวน 1 หรือมากกว่า 1 อนุภาค เช่น เอนไซม์บางชนิด

17. 4. โครงสร้างของโปรตีน กรดอะมิโนแต่ละโมเลกุลจะมาเชื่อมต่อกันเป็นหมู่ – COOH ของกรดอะมิโนตัวหนึ่งเข้าทำปฏิกิริยากับหมู่ – NH 2 ของกรดอะมิโนตัวถัดมา แล้วทำปฏิกิริยากับน้ำเกิดพันธะเปปไทด์ เพปไทด์ ประกอบด้วย กรดอะมิโนต่อกันเป็นสาย ผลที่ได้จาก การรวมตัวของกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกว่า ไดเปปไทด์ ( dipeptide ) และถ้ากรดอะมิโนหลายๆโมเลกุล ( ตั้งแต่ 100-800 โมเลกุลโดยประมาณ ) หลายๆชนิดมาต่อกัน ด้วยพันธะเปปไทด์ จะเกิดพอลีเมอร์ ซึ่งมีขนาดใหญ่มากเรียกว่า พอลีเปปไทด์ ( Polypeptide )

19. สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกว่า ไดเพปไทด์ สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกว่า ไตรเพปไทด์ สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนตั้งแต่ 100 โมเลกุลขึ้นไป เรียกว่า พอลิเพปไทด์นี้ว่า โปรตีน อนึ่งสารสังเคราะห์บางชนิดก็เกิดพันธะเพปไทด์เหมือนกัน เช่น ไนลอน ดังนี้

21. 5. ลักษณะของโปรตีนที่ดี อาหารโปรตีนที่ดีควรมีกรดอะมิโนที่จำเป็นครบถ้วน ถ้าร่างกายมีกรดอะมิโนครบถ้วน การสังเคราะห์โปรตีนในร่างกายก็จะเป็นไปอย่างสมบูรณ์ ถ้าขาดตัวใดตัวหนึ่ง หรือ มีปริมาณต่ำ การสังเคราะห์โปรตีนก็จะหยุด ( หรือเกิดช้า )

22. 6. ประเภทของโปรตีน แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ 6.1 โปรตีนชนิดสมบูรณ์ เป็นโปรตีนที่ประกอบขึ้นด้วยกรดอะมิโนชนิดจำเป็นครบถ้วน และมีปริมาณมาก พบในเนื้อสัตว์ ถ้าเด็กขาดโปรตีนประเภทนี้ จะทำให้ร่างกายไม่สมบูรณ์ อ่อนแอ เป็นโรคขาดโปรตีน การเจริญเติบโตช้า เป็นโรคตานขโมยง่าย

23. 6.2 โปรตีนชนิดไม่สมบูรณ์ เป็นโปรตีนที่มีกรดอะมิโนที่จำเป็นไม่ครบถ้วน ได้แก่ โปรตีนที่มีอยู่ในธัญพืช ถั่วเมล็ดแห้งต่างๆ ถ้าบริโภคอาการประเภทนี้ โดยไม่กินอาหารประเภท เนื้อสัตว์เพิ่มเติมเลย จะทำให้ร่างกาย ไม่เจริญสมบูรณ์เต็มที่ เพราะโปรตีนประเภทนี้ไม่สามารถสร้างเนื้อเยื่อและกล้ามเนื้อได้อย่างสมบูรณ์

24. 7. หน้าที่และความสำคัญของโปรตีนต่อสิ่งมีชีวิต 1. ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างของร่างกาย และ ซ่อมแซมเนื้อเยื่อต่าง ๆ ทีสึกหรอ ในร่างกายคนเราจะมีโปรตีนเป็นองค์ประกอบประมาณ 1 ใน 7 ของน้ำหนักตัว และ ต้องการอย่างน้อย 1 กรัม ต่อ น้ำหนักตัว 1 กิโลกรัม 2. ทำหน้าที่เกี่ยวกับการเคลื่อนไหว เช่น โปรตีนแอกติน ( Actin ) และไมโอซีน ( Myosin ) เป็นองค์ประกอบของเซลล์กล้ามเนื้อ

25. 3. เป็นอาหารที่ให้พลังงานต่อร่างกาย รองจากคาร์โบไฮเดรต และ ไขมัน 4. โปรตีนบางชนิดทำหน้าที่เป็น เอนไซม์ ( Enzyme ) และ เอนไซม์ทุกชนิดมีโครงสร้างเป็นโปรตีน ปฏิกิริยาในร่างกายสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้ เพราะ มีเอนไซม์เป็นตัวเร่ง ( Biocatalyst )

26. 5. ทำหน้าที่เกี่ยวกับการขนส่ง 5.1 ฮีโมโกบินในเซลล์เม็ดเลือดแดงลำเลียง O 2 ไปยังส่วนต่างๆของร่างกาย ไมโอเกลบินลำเลียง O 2 ในเซลล์กล้ามเนื้อ 5.2 อัลบูมิน ( Albumin ) ทำหน้าที่ขนส่งกรดไขมัน 5.3 ทรานซิเฟอริน ( Transferin ) ในซีรัมทำหน้าที่ขนส่งธาตุเหล็ก

27. 6. โปรตีนบางชนิดเป็นสารพิษ เช่น พิษอหิวาตกโรค ( cholera toxin ) ซึ่งจะเปลี่ยนคุณสมบัติของเยื่อหุ้มในลำไส้ พิษงูซึ่งประกอบด้วยเอนไซม์ที่ย่อยพวกไขมัน 7. โปรตีนบางชนิด เช่น อิมมูโนโกลยูลิน ทำหน้าที่เป็นภูมิคุ้มกันโรค ( Immunity ) ของร่างกาย