Proteine

Was sind Proteine?

Proteine ​​sind essentielle Nährstoffe für den menschlichen Organismus, die aus biologischen Makromolekülen bestehen, die von einer oder mehreren Aminosäureketten gebildet werden.

Mehr als die Hälfte des Trockengewichts der Zellen aller Lebewesen besteht aus Proteinen, wobei die biologischen Makromoleküle von großer Bedeutung sind.

Diese Makromoleküle kommen in Tierfutter reichlich vor.

Proteinzusammensetzung

Die Zusammensetzung und andere Eigenschaften von Proteinen sind Gegenstand der Biochemie, einer Subdisziplin der Biologie.

Die Zusammensetzung der Proteine ​​besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff, und in fast allen gibt es auch Schwefel . Elemente wie Eisen, Zink und Kupfer können ebenfalls vorhanden sein.

Proteine ​​bestehen im Wesentlichen aus einer Reihe von Aminosäuren, die kovalent miteinander verbunden sind.

Eine lange Kette von Aminosäuren ist ein Polypeptid .

Solche Verknüpfungen zwischen Aminosäuren werden als Peptidbindungen bezeichnet .

Peptidbindungen treten als Reaktion zwischen der Amingruppe (von Ammoniak abgeleitete organische Verbindung) von einer Aminosäure und der Carboxylgruppe (Komponente von Carbonsäuren) von einer anderen auf.

C = Kohlenstoff; H = Wasserstoff; O = Sauerstoff; N = Stickstoff; R = R-Gruppe oder Seitenkette (Aminosäureidentität).

Es gibt 20 Aminosäuren, die auf verschiedene Arten kombiniert werden können, um verschiedene Arten von Proteinen zu bilden.

Erfahren Sie mehr über Aminosäuren.

Arten von Proteinen

Proteine ​​können unter Berücksichtigung ihrer Rolle im Körper in zwei Gruppen eingeteilt werden: dynamische Proteine ​​und Strukturproteine.

Dynamische Proteine

Die dynamischen Proteine ​​haben die Funktion, den Organismus zu verteidigen, Substanzen zu transportieren, Reaktionen zu katalysieren und den Stoffwechsel zu kontrollieren.

Strukturproteine

Strukturproteine ​​haben die Hauptfunktion, die Struktur der Zellen und Gewebe des Körpers zu bilden.

Klassifizierung von Proteinen

Die Klassifizierung von Proteinen variiert je nach berücksichtigtem Hauptfaktor.

Einstufung der Zusammensetzung

Wenn der Untersuchungsgegenstand die Zusammensetzung von Proteinen ist, können sie in zwei Gruppen eingeteilt werden:

• Einfache Proteine : sind diejenigen, die während der Hydrolyse nur Aminosäuren freisetzen.
• Konjugierte Proteine sind Proteine, die während der Hydrolyse Aminosäuren und ein nicht-peptidisches Radikal freisetzen.

Klassifizierung hinsichtlich der Anzahl der Polypeptidketten

In Bezug auf die Anzahl der Polypeptidketten können die Proteine ​​klassifiziert werden als:

• Monomere Proteine : sind die Proteine, die nur eine Polypeptidkette haben.
• Oligomere Proteine : sind die Proteine, die von mehr als einer Polypeptidkette gebildet werden.

Klassifizierung nach Form

In Bezug auf die Form lassen sich Proteine ​​in zwei Typen einteilen:

• Faserproteine: In Faserproteinen wickeln sich die Polypeptidketten wie ein Seil. Faserproteine ​​zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie in wässrigen Lösungen nicht löslich sind. Darüber hinaus sind sie für die Stärke und Flexibilität der Strukturen verantwortlich, in denen sie vorhanden sind. Beispiele faseriger Proteine : Keratin, Kollagen
• Kugelförmige Proteine: Die Polypeptidketten kugelförmiger Proteine ​​biegen sich in etwa kugelförmiger oder kugelförmiger Form, so dass sie einem Globus gleichen. Globuläre Proteine ​​sind im Allgemeinen in wässrigen Lösungen löslich. Beispiele für globuläre Proteine : Hämoglobin, Enzyme.

Bilder eines Faserproteins und eines globulären Proteins

Erfahren Sie mehr über Hämoglobin und Enzym.

Struktur von Proteinen

In Bezug auf die Struktur des Proteinmoleküls sehen Sie, wie es klassifiziert werden kann:

Primärstruktur

Die Primärstruktur wird genetisch bestimmt. Es ist die einfachste Struktur von allen, bei der Aminosäuren linear angeordnet sind.

Sekundärstruktur

Damit eine Proteinstruktur sekundär sein kann, muss die Primärstruktur kovalent verknüpfte Aminosäuren aufweisen. Somit können die Moleküle Rotationen durchlaufen und schließlich auf drei Arten selbst interagieren:

• Alpha-Helix : Eine helikale Form tritt auf, wenn Wasserstoffbrücken zwischen Aminosäuren auftreten.
• Beta-Sheets : Wenn Wasserstoffbrücken zwischen Aminosäuren auftreten und daraus ein Blatt und eine starre Struktur entstehen.
• Bindungen : sind unregelmäßige Strukturen im Kern und ihre Bildung erfolgt außerhalb der Faltung des Proteins.

Tertiärstruktur

Sie tritt auf, wenn die Entfaltung der Sekundärstruktur im dreidimensionalen Raum angeordnet ist.

Quartärstruktur

Diese Struktur erfolgt durch eine Wechselwirkung zwischen identischen oder nicht identischen Polypeptidketten, die sich zusammenfassen und eine einzigartige dreidimensionale Struktur bilden.

Funktionen von Proteinen

Proteine ​​spielen eine Schlüsselrolle im Körper. Sie sind die Basis des Materials, aus dem Organe und Gewebe gebildet werden, sowie die Grundlage für die Bildung von Knochen, Haaren, Zähnen usw.

Die Funktion des Proteins variiert je nach Form und Struktur. Praktisch alle Funktionen von Zellen müssen durch Proteine ​​vermittelt werden.

Schauen Sie sich einige der Hauptfunktionen von Proteinen an.

• Strukturieren Sie die Zellen.
• Wirken wie Enzyme und beschleunigen dadurch chemische Reaktionen.
• Transportieren Sie Moleküle und Ionen.
• Stoffe lagern.
• Unterstützen Sie die Bewegung von Zellen und Geweben.
• Bauen und reparieren Sie Gewebe und Muskeln.
• Beteiligen Sie sich an der Genregulation.
• Muskelkontraktion durch die Wirkung von zwei Arten von Proteinen: Myosin und Actin .
• Verteidige den Organismus (Antikörper sind Proteintypen).
• Sauerstoff transportieren (Hämoglobin ist das Protein, das Sauerstoff durch den Körper transportiert).
• Energie geben.
• Gesetz zur Regulierung des Stoffwechsels in Form von Hormonen.

Eigenschaften von Proteinen

Eines der Hauptmerkmale von Proteinen ist eine bestimmte Denaturierungskapazität . Die Denaturierung besteht in der irreversiblen Veränderung der Eigenschaften der Proteine, wenn sie erhitzt oder gerührt werden.

Für den menschlichen Körper ist er der zweitgrößte Bestandteil des Organismus und dann nur das Wasser.

Die Eigenschaften von Proteinen unterscheiden sich je nach Herkunft: Diejenigen tierischen Ursprungs haben einen höheren biologischen Wert. gelten als vollständige Proteine ​​mit allen essentiellen Aminosäuren in idealen Mengen und Anteilen.

Protein und Nahrung

Wenn wir eine Nahrung aufnehmen, erfolgt die Verwertung der Proteine ​​durch unseren Organismus durch Verdauung.

Bei der Verdauung werden die Proteine ​​einer Säure ausgesetzt und die Hydrolyse und damit deren Denaturierung erfolgt.

Sekundär- und Tertiärstrukturen unterliegen beispielsweise bei übermäßiger Hitze und Bewegung irreversiblen Veränderungen und verlieren dadurch ihre Eigenschaften. Aus diesem Grund verlieren bestimmte Lebensmittel ihre Nährkraft, wenn sie gekocht werden.

Proteine ​​können tierischen Ursprungs und pflanzlichen Ursprungs sein.

Kennen Sie die Hauptmerkmale dieser Proteine.

Lebensmittel reich an tierischem Eiweiß

Sehen Sie sich eine Liste mit Beispielen für Proteinfutter tierischen Ursprungs an.

• Thunfisch
• Garnele
• Rotes Fleisch
• Hühnchen
• Eier
• Peru
• Schweinefleisch
• Joghurt

Lebensmittel reich an pflanzlichem Eiweiß

Schauen Sie sich eine Liste mit Beispielen für Proteinfutter pflanzlichen Ursprungs an.

• Mandel
• Erdnuss
• Brauner Reis
• Hafer
• Brokkoli
• Erbsen
• Spinat
• Gekochte Bohnen
• Linsen

Unter den Nahrungsmitteln pflanzlichen Ursprungs gibt es auch einige proteinreiche Früchte :

• Avocado
• Pflaume
• Banane
• Getrocknete Aprikose
• Abb
• Himbeere
• Guave
• Jaboticaba
• Jaca
• Orange
• Melone
• Rosine

Verdauung von Proteinen

Der Prozess der Eiweißverdauung beginnt im Magen. Die darin enthaltene Salzsäure leitet den Prozess ein, indem sie die Proteine ​​denaturiert, dh die Wasserstoffbrückenbindungen ihrer Struktur zerstören.

Danach verlieren die proteolytischen Ketten ihre Form und werden der Wirkung der Enzyme unterworfen. An diesem Punkt bewirkt das Enzym Pepsin, dass sich die Proteine ​​in kleinere Moleküle umwandeln, d. H. Pepsin bewirkt einen teilweisen Abbau des Proteins und hydrolysiert die Peptidbindungen.

Die zweite Stufe der Proteinverdauung findet im Dünndarm statt. Dabei werden Proteine ​​Pankreasenzymen ausgesetzt. Danach werden die Peptide und Aminosäuren absorbiert und in die Leber gebracht.

An der Eiweißverdauung beteiligte Enzyme

Der prozentuale Anteil von Proteinen, die vom Körper in Form von Kot freigesetzt werden, entspricht etwa 1% der aufgenommenen Menge.

Proteinsynthese

Die Proteinsynthese ist ein von der DNA bestimmter Prozess, bei dem die biologischen Zellen neue Proteine ​​erzeugen. Dies kommt in allen Körperzellen vor.

Während des Prozesses erfolgt die DNA-Transkription durch die Messenger-RNA und dann eine Translation dieser Informationen durch die Ribosomen und den RNA-Transporter, der die Aminosäuren trägt.

Die Aminosäuresequenz bestimmt die Bildung des Proteins.

Die Proteinsynthese ist in drei Phasen unterteilt: Transkription, Translation und Aktivierung von Aminosäuren .

Erfahren Sie mehr über RNA.

Transkription

In der Transkriptionsphase transkribiert die Messenger-RNA (mRNA) die Cistron-Nachricht (Teil der DNA).

Das RNA-Polymeraseenzym bindet an einen Enzymkomplex. Die Doppelhelix wird aufgehoben und somit werden die Wasserstoffbrückenbindungen, die die Basen der Ketten binden, zerstört.

Danach beginnt der Prozess der Synthese eines mRNA-Moleküls. Während dieses Vorgangs finden die Verbindungen zwischen den Basen statt:

• DNA-Adenin mit mRNA-mRNA.
• DNA-Thymin mit mRNA-Adenin.
• DNA-Cytosin mit mRNA-Guanin und so weiter.

Am Ende trennt sich das mRNA-Molekül vom DNA-Strang (der wiederum wieder Wasserstoffbrückenbindungen aufweist), und die Doppelhelix wird wiederhergestellt.

Vor dem Verlassen des Zellkerns wird die RNA gereift oder verarbeitet. Einige seiner Teile werden entfernt und diejenigen, die verbleiben, stellen Bindungen zwischen ihnen her und bilden eine reife RNA.

Diese RNA hat die Aminosäure-Kodierung und kann in das Zytoplasma übergehen, das der Teil der Zelle ist, in dem die Translationsphase stattfindet.

Übersetzung

In diesem Stadium werden Proteine ​​gebildet.

Die Translationsphase findet im Zytoplasma der Zelle statt und besteht aus einem Prozess, bei dem die in der mRNA vorhandene Nachricht im Ribosom decodiert wird.

Aktivierung von Aminosäuren

Während des Übersetzungsvorgangs tritt der RNA-Träger (RNAt) in die Szene ein. Es wird deshalb bezeichnet, weil es die Funktion hat, die Aminosäuren vom Cytoplasma zu den Ribosomen zu transportieren.

Aminosäuren werden dann durch bestimmte Enzyme aktiviert, die an die tRNA binden, wodurch der aa-RNAt-Komplex entsteht.

Proteinelektrophorese

Die Proteinelektrophorese ist eine Untersuchung, die aus der Trennung von Proteinen besteht, die im Urin (Harnproteine) oder im Blutserum (Serumproteine) vorkommen.

Es ist eine Untersuchung, die zum Nachweis von Abwesenheit, Reduktion oder Erhöhung von Proteinen sowie zum Nachweis von anormalen Proteinen verwendet wird. Dieser Test hilft bei der Diagnose von Krankheiten, die die Aufnahme, den Verlust und die Produktion von Proteinen beeinflussen.

Eine unregelmäßige Proteinmenge kann beispielsweise auf Nierenprobleme, Diabetes, Autoimmunkrankheiten und Krebs hinweisen.

Die Messung der Gesamtproteinmenge kann auch den Ernährungsstatus eines Individuums anzeigen.

Proteinüberschuss im Körper

Die Proteinzufuhr sollte moderat sein, da ein Übermaß zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Ein Organismus, der übermäßig viel Eiweiß enthält, kann die Nieren (z. B. Steine) schädigen und Krankheiten wie Arteriosklerose und Osteoporose, Gewichtszunahme und Leberprobleme entwickeln.

Aus diesem Grund ist es notwendig, sehr vorsichtig zu sein, um die sogenannte "Proteindiät" (Diät, die auf Nahrungsmitteln basiert, die gute Proteinquellen sind) zu befolgen, da der Konsum nicht übertrieben werden kann.

Wenig Eiweiß im Körper

Wenn zum einen eine übermäßige Menge an Protein im Körper für den Körper schädlich ist, ist auch eine sehr geringe Menge schädlich.

Ein Effekt, der durch die geringe Proteinmenge im Körper verursacht wird, ist zum Beispiel eine Atrophie eines Teils des zentralen Nervensystems.

Darüber hinaus kann die Person auch Gewichtsreduktion, ständiges Müdigkeitsgefühl, Muskelschmerzen, Heilungsprobleme, Haarausfall usw. vorweisen.

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Muskelproteine

Der Verzehr von proteinreichen Lebensmitteln ist für diejenigen, die mit dem Ziel der Muskelmasse trainieren, von grundlegender Bedeutung.

Bei Kraftübungen kommt es im Muskelgewebe zu einem Proteinabbau. Damit diese Gewebe repariert werden können, sucht der Körper die vorhandenen Proteinproteine.

Aus diesem Grund ist es für eine Person, die Sport treibt und ein bestimmtes Muskelwachstum erreichen will, essentiell, den ganzen Tag über regelmäßig proteinreiche Lebensmittel zu sich zu nehmen.

Einige Leute wenden sich der Verwendung von Proteinergänzungen zu, um die empfohlene tägliche Einnahme zu ergänzen.

Diese Anwendung muss jedoch von einem Ernährungsexperten begleitet werden, der unter anderem auch die Essgewohnheiten, den Lebensstil und den Sport der Person berücksichtigt.

Allergie gegen Kuhmilcheiweiß

Die Allergie gegen Kuhmilchprotein, auch APLV genannt, gilt als häufigste Nahrungsmittelallergie. Es wird geschätzt, dass 2, 2% der Kinder in den ersten Lebensjahren APLV aufweisen.

Es ist eine allergische Reaktion, die der Körper nicht nur beim Kontakt mit Kuhmilch hat, sondern auch beim Kontakt mit seinen Derivaten.

Diese Reaktion kann sich auf drei verschiedene Arten manifestieren: IgE-vermittelt, nicht IgE-vermittelt oder gemischt .

Überprüfen Sie im Folgenden einige Merkmale der einzelnen Erscheinungsformen: