2. Aminokiseline
Proteini su makromolekuli.
Makromolekuli su izgrađeni od
većeg broja manjih molekula. Manji
molekuli koji grade proteine
nazivaju se aminokiseline.
Aminokiseline su organska
jedinjenja koja sadrže amino grupu
(-NH2) i karboksilnu grupu (COOH). Amino-grupa je
jednovalentni ostatak amonijaka
(NH3). To su funkcionalne grupe
aminokiselina.
3.
U sastav aminokiselina ulaze
sledeći elementi: C, H, N i O,a može
i S. Postoje i aminokiseline koje ne
ulaze u sastav proteina i nazivaju se
neproteinske aminokiseline (npr.
ornitin i citrulin). Sve aminokiseline
koje grade proteine su αaminokiseline zato što su amino i
karboksilne grupe vezane za isti
atom ugljenika koji se označava sa
α.
Pored amino i karboksilne grupe,
strukturu aminokiselina određuje i
bočni lanac koji se naziva i alkil
ostatak. Obeležava se sa R. Alkilgrupe sadrže karakteristične
osobine pojedinih aminokiselina i
mogu ih činiti alifatični ili aromatični
bočni lanci koji mogu sadržati druge
reaktivne grupe. Jedna od osnovnih
podela aminokiselina je i na desne i
leve aminokiseline. To se odnosi se
na položaj amino grupe u odnosu
na ostatak lanca.
Opšta formula aminokiselina:
4. Hemijska svojstva aminokiselina
Hemijske reakcije aminokiselina
određene su karboksilnom i aminogrupom. Karakteristične reakcije za
aminokiseline su stvaranje soli, estara,
oduzimanje SO2 -.dekarboksilacija. Te
rekcije su karakteristične i za
karboksilne kiseline.
Proteini se razlažu hidrolizom. Proteini
se mogu razlagati u prisustvu kiselina,
hidroksida ili enzima. Razlaganjem
proteina se dobijaju α-aminokiseline.
Više ostataka aminokiselina gradi
oligopeptide, a preko 100 ostataka
aminokiselina gradi polipeptide odn.
proteine.
Najvažnija hemijska reakcija
aminokiselina je formiranje
peptidne veze koja omogućava
povezivanje dve aminokiseline i
stvaranje lanca aminokiselina
(peptidi i proteini). Peptidna veza je
veza između karboksilne grupe
jedne aminokiseline i amino grupe
druge aminokiseline, u kojoj se
atom ugljenika karboksilne grupe
vezuje za atom azota NH2 grupe
druge aminokiseline. Dolazi do
oslobađanja molekula vode.
5. R`-CH(NH2)–COOH + H2N CH(R``)–COOH → R`-CH(NH2)–CO–NH–CH(R`)–COOH + H2O
U reakciji između dve aminokiseline stvara
se dipetpid.
U reakciji glicina i alanina (2aminopropanska kiselina) mogu da
nastanu 2 dipeptida.
CH3–CH(NH2)–CO–NH–CH2COOH
alanil-glicin
NH2-CH2–CO–NH–CH(CH3)–COOH
glicil-alanin
6. Predstavnici aminokiselina
1. Najjednostavniji predstavnik α -aminokiselina je 2aminoetanska kiselina (glicin).
CH2-COOH
NH2
2. Aminokiseline sa nepolarnim bočnim lancem: alanin,
valin, leucin, izoleucin, prolin, fenilalanin, triptofan i
metionin;
3. Aminokiseline sa polarnim grupama u bočnom lancu (ON, -SH, -CONH2). Ove grupe omogućuju formiranje
vodoničnih veza koje su osnova za formiranje viših oblika
organizacije aminokiselina u molekulima proteina. Imaju ih:
glicin, serin, treonin, cistein, tirozin, asparagin, glutamin;
4. Aminokiseline sa negativno naelektrisanim bočnim
lancima ili kisele aminokiseline su asparaginska i
glutaminska kiselina;
5. Aminokiseline sa pozitivno naelektrisanim bočnim
lancima ili bazne aminokiseline su lizin, arginin i histidin.
7. Proteini
Proteini ili belančevine su veliki
organski biomakromolekuli
sastavljeni od aminokiselina, koje
su poređane u lance i spojene
međusobno peptidnim vezama.
Reč protein potiče od grčke reči
πρώτα što znači “najvažniji, prvi”.
Ove molekule je prvi opisao i
imenovao Džons Bercelijus 1838.
Prvi protein koji je izdvojen je
insulin od strane Frederika
Sangera, koji je dobio Nobelovu
nagradu za ovo otkriće 1958.
Među prvima su otkriveni i
hemoglobin* – protein krvi (nalazi
se u eritrocitima) i mioglobin**
(nalazi se u mišićima).
8.
Sekvenca aminokiselina u proteinu
definisana je u genima i sadržana u
genetičkom kodu. Genetički kod
određuju 20 osnovnih aminokiselina.
Proteini ulaze u sastav živih
organizama i učestvuju u svim
procesima među ćelijama. Mnogi
proteini su enzimi koji su katalizatori
u biohemijskim reakcijama i značajni
su za metabolizam. Drugi imaju
strukturne ili mehaničke funkcije kao
proteini u citoskeletu, koji formiraju
“kičmu” koja čini oblik ćelije. Značajni
su i u ćelijskom prenosu signala,
imunološkom sistemu i ćelijskom
ciklusu. Neophodni su u našoj
ishrani, jer životinje ne mogu da
sintetišu sve amino- kiseline i moraju
neke da uzimaju iz hrane.
Proteini su linearni polimeri izgrađeni
od 20 različitih α-aminokiselina. Sve
amino kiseline dele zajedničke
strukturne karakteristike uključujući
α-ugljenik za koji su amino grupa,
COO- grupa i bočni lanac vezani.
9. Sinteza
Proteini su sklopljeni od amino kiselina čiji je
raspored zapisan u genima. Genetički kod je set tri
nukleotida koji se zovu kodoni. Sve tri nukleotidne
kombinacije su svojstvene za jednu aminokiselinu.
DNK sadrži četiri različita nukleotida, što znači da je
broj mogućih kombinacija kodona 64.
Proteini u ishrani
Proteini se nalaze u raznim vrstama
prehrambenih namirnica. Može se reći
da su u većim ili manjim količinama
zastupljeni u svoj hrani osim u
rafiniranim šećerima i mastima. Hrana
životinjskog porekla poput mesa, riba,
jaja, mleka, jogurta i sira dobar je izvor
proteina. Sadrže veliku količinu
proteina, ali su i izvor svih esencijalnih
aminokiselina. Mnogi mikroorganizmi i
biljke mogu da biosintetišu svih 20
aminokiselina, dok životinje i čovek
moraju da se podvrgnu određenoj vrsti
dijete, tj. ishrani.. Mnogi enzimi koji
imaju glavnu funkciju u ljudskom
organizmu nisu stalno prisutni i moraju
se unositi.
10. U sastav čovekovog organizma
ulazi ukupno 20 aminokiselina.
10 od njih mogu da se izgrade u
samom organizmu, a ostalih 10
je neophodno uneti kroz
ishranu. Aminokiseline koje
čovekov organizam nije u stanju
da napravi, a neophodne su za
njegovo funkcionisanje se
nazivaju esencijalne
aminokiseline.
