معادله ای برای واکنش شیمیایی هیدرولیز یک مولکول پروتئین بنویسید. کاتالوگ فایل های شیمی

سنجاب ها- پلی پپتیدهای طبیعی با وزن مولکولی عظیم. آنها بخشی از همه موجودات زنده هستند و عملکردهای بیولوژیکی مختلفی را انجام می دهند.

ساختار پروتئین

پروتئین ها دارای 4 سطح ساختار هستند:

• ساختار اولیه پروتئین- توالی خطی اسیدهای آمینه در یک زنجیره پلی پپتیدی، تا شده در فضا:

• ساختار ثانویه پروتئین- ترکیب زنجیره پلی پپتیدی، زیرا چرخش در فضا به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین N.H.و COدر گروه. 2 روش نصب وجود دارد: α -مارپیچ و β - ساختار

• ساختار سوم پروتئینیک نمایش سه بعدی از یک چرخش است α -مارپیچ یا β -ساختارها در فضا:

این ساختار توسط پل های دی سولفید -S-S- بین باقی مانده های سیستئین تشکیل می شود. یون های دارای بار مخالف در تشکیل چنین ساختاری شرکت می کنند.

• ساختار چهارتایی پروتئینبه دلیل تعامل بین زنجیره های پلی پپتیدی مختلف ایجاد می شود:

سنتز پروتئین.

سنتز بر اساس یک روش فاز جامد است که در آن اولین اسید آمینه بر روی یک حامل پلیمری ثابت می شود و اسیدهای آمینه جدید به ترتیب به آن اضافه می شود. سپس پلیمر از زنجیره پلی پپتیدی جدا می شود.

خواص فیزیکی پروتئین

خواص فیزیکی یک پروتئین با ساختار آن تعیین می شود، بنابراین پروتئین ها به دو دسته تقسیم می شوند کروی(محلول در آب) و فیبریلار(نامحلول در آب).

خواص شیمیایی پروتئین ها

1. دناتوره شدن پروتئین(تخریب ساختار ثانویه و سوم با حفظ اولیه). نمونه ای از دناتوره شدن، انعقاد سفیده تخم مرغ هنگام جوشاندن تخم مرغ است.

2. هیدرولیز پروتئین- تخریب غیر قابل برگشت ساختار اولیه در محلول اسیدی یا قلیایی با تشکیل اسیدهای آمینه. به این ترتیب می توانید ترکیب کمی پروتئین ها را تعیین کنید.

3. واکنش های کیفی:

واکنش بیورت- برهمکنش پیوند پپتیدی و نمک های مس (II) در محلول قلیایی. در پایان واکنش، محلول به رنگ بنفش در می آید.

واکنش زانتوپروتئین- هنگام واکنش با اسید نیتریک، رنگ زرد مشاهده می شود.

اهمیت بیولوژیکی پروتئین

1. پروتئین ها یک ماده ساختمانی هستند؛ ماهیچه ها، استخوان ها و بافت ها از آن ساخته می شوند.

2. پروتئین ها - گیرنده ها. آنها سیگنال هایی را که از سلول های همسایه از محیط می آید را منتقل و درک می کنند.

3. سنجاب ها بازی می کنند نقش مهم V سیستم ایمنیبدن

4. پروتئین ها عملکردهای انتقال را انجام می دهند و مولکول ها یا یون ها را به محل سنتز یا انباشتگی منتقل می کنند. (هموگلوبین اکسیژن را به بافت ها می رساند.)

5. پروتئین - کاتالیزور - آنزیم. اینها کاتالیزورهای انتخابی بسیار قدرتمندی هستند که میلیون ها بار واکنش ها را سرعت می بخشند.

تعدادی آمینو اسید وجود دارد که نمی توانند در بدن سنتز شوند - غیر قابل تعویضآنها فقط از غذا به دست می آیند: تیزین، فنیل آلانین، متینین، والین، لوسین، تریپتوفان، ایزولوسین، ترئونین.

هیدرولیز آنزیمی پروتئین ها تحت تأثیر آنزیم های پروتئولیتیک (پروتئازها) اتفاق می افتد. آنها به دو دسته اندو و اگزوپپتیداز طبقه بندی می شوند. آنزیم ها ویژگی سوبسترای دقیقی ندارند و بر روی تمام پروتئین های دناتوره شده و بسیاری از پروتئین های بومی عمل می کنند و پیوندهای پپتیدی -CO-NH- را در آنها می شکافند.

اندوپپتیدازها (پروتئینازها) - پروتئین ها را مستقیماً از طریق پیوندهای پپتیدی داخلی هیدرولیز می کنند. در نتیجه تعداد زیادی پلی پپتید و تعداد کمی اسید آمینه آزاد تشکیل می شود.

شرایط بهینه برای عمل پروتئینازهای اسیدی: pH 4.5-5.0، دمای 45-50 درجه سانتیگراد.

اگزوپپتیدازها (پپتیدازها) در درجه اول بر روی پلی پپتیدها و پپتیدها با شکستن پیوند پپتیدی در انتها عمل می کنند. محصولات اصلی هیدرولیز اسیدهای آمینه هستند. این گروهآنزیم ها به آمینو، کربوکسی و دی پپتیداز تقسیم می شوند.

آمینوپپتیدازها هیدرولیز پیوند پپتیدی مجاور گروه آمینه آزاد را کاتالیز می کنند.

H2N - CH - C - - NH - CH - C....

کربوکسی پپتیدازها پیوند پپتیدی مجاور گروه کربوکسیل آزاد را هیدرولیز می کنند.

CO -NH- C - H

دی پپتیدها تجزیه هیدرولیتیک دی پپتیدها را به اسیدهای آمینه آزاد کاتالیز می کنند. دی پپتیدازها تنها پیوندهای پپتیدی مجاور آنها را می شکافند که به طور همزمان گروه های کربوکسیل و آمین آزاد وجود دارد.

دی پپتیداز

NH2CH2CONHCH2COOH + H2O 2CH2NH2COOH

گلیسین-گلیسین گلیکوکول

شرایط عملیاتی بهینه: pH 7-8، درجه حرارت 40-50 oC. استثنا کربوکسی پپتیداز است که حداکثر فعالیت را در دمای 50 درجه سانتیگراد و pH 5.2 نشان می دهد.

هیدرولیز مواد پروتئینی در صنعت کنسروسازی در تولید آب میوه های شفاف ضروری است.

مزایای روش آنزیمی برای تولید هیدرولیز پروتئین

هنگامی که به صورت بیولوژیکی تولید می شود مواد فعالاز میان مواد خام حاوی پروتئین، مهمترین آنها پردازش عمیق آن است که شامل تجزیه مولکول های پروتئین به مونومرهای تشکیل دهنده است. در این راستا، هیدرولیز مواد خام پروتئینی به منظور تولید هیدرولیزهای پروتئینی - محصولات حاوی ترکیبات با ارزش بیولوژیکی فعال: پلی پپتیدها و اسیدهای آمینه آزاد - امیدوار کننده است. هر پروتئین طبیعی با ترکیب اسید آمینه کامل، که منابع آن خون و اجزای تشکیل دهنده آن است، می تواند به عنوان مواد خام برای تولید هیدرولیز پروتئین استفاده شود. بافت ها و اندام های حیوانات و گیاهان؛ ضایعات صنایع لبنی و غذایی؛ مصادره دامپزشکی؛ مواد غذایی و محصولات غذایی با ارزش غذایی پایین که از طریق فرآوری به دست می آیند انواع مختلفحیوانات، پرندگان، ماهی ها؛ ضایعات تولید از کارخانه های فرآوری گوشت و کارخانه های چسب و غیره. هنگام تهیه هیدرولیز پروتئین برای اهداف پزشکی و دامپزشکی، عمدتاً از پروتئین های حیوانی استفاده می شود: خون، بافت ماهیچه ایو اعضای داخلی، پوسته های پروتئینی و همچنین پروتئین های آب پنیر.

مشکل هیدرولیز پروتئین و اجرای عملی آن برای مدت طولانی توجه محققان را به خود جلب کرده است. بر اساس هیدرولیز پروتئین ها به دست می آید داروهای مختلفبه طور گسترده در عمل استفاده می شود: به عنوان جایگزین خون و برای تغذیه تزریقی در پزشکی. برای جبران کمبود پروتئین، افزایش مقاومت و بهبود رشد حیوانات جوان در دامپزشکی؛ به عنوان منبع اسیدهای آمینه و پپتیدها برای محیط های باکتریایی و کشت در بیوتکنولوژی؛ در صنایع غذایی، عطرسازی. کیفیت و خواص هیدرولیزهای پروتئینی در نظر گرفته شده برای برنامه های کاربردی مختلف، توسط مواد اولیه، روش هیدرولیز و فرآوری بعدی محصول به دست آمده تعیین می شوند.

تنوع روش های بدست آوردن هیدرولیز پروتئینی، دستیابی به محصولاتی با خواص مطلوب را ممکن می سازد. بسته به محتوای اسید آمینه و حضور پلی پپتیدها در محدوده وزن مولکولی مربوطه، منطقه بیشتر استفاده موثرهیدرولیزها هیدرولیزهای پروتئینی که برای مقاصد مختلف به دست می‌آیند، بسته به ترکیب هیدرولیز، نیازمند نیازهای متفاوتی هستند. بنابراین، در پزشکی استفاده از هیدرولیزات حاوی 15 ... 20٪ اسیدهای آمینه آزاد مطلوب است. در دامپزشکی، برای افزایش مقاومت طبیعی حیوانات جوان، محتوای پپتیدها در هیدرولیزها غالب است (70 ... 80٪). برای اهداف غذایی، خواص ارگانولپتیکی محصولات حاصل مهم است. اما نیاز اصلی هنگام استفاده از هیدرولیزهای پروتئینی در زمینه های مختلف یک ترکیب اسید آمینه متعادل است.

هیدرولیز پروتئین را می توان به سه طریق انجام داد: با عمل قلیاها، اسیدها و آنزیم های پروتئولیتیک. هیدرولیز قلیایی پروتئین ها باعث تولید بقایای لانتیونین و لیزینوآلانین می شود که برای انسان و حیوانات سمی هستند. این هیدرولیز آرژنین، لیزین و سیستین را از بین می برد، بنابراین عملاً برای به دست آوردن هیدرولیزها استفاده نمی شود. هیدرولیز اسیدی پروتئین یک روش پرکاربرد است. اغلب، پروتئین با گوگرد یا هیدرولیز می شود اسید هیدروکلریک. بسته به غلظت اسید مورد استفاده و دمای هیدرولیز، زمان فرآیند می تواند از 3 تا 24 ساعت متغیر باشد. هیدرولیز با اسید سولفوریک به مدت 3 ... 5 ساعت در دمای 100 ... 130 درجه سانتیگراد و فشار 2 ... 3 اتمسفر انجام می شود. هیدروکلریک - به مدت 5 ... 24 ساعت در نقطه جوش محلول تحت فشار کم.

با هیدرولیز اسید، عمق بیشتری از تجزیه پروتئین حاصل می شود و احتمال آلودگی باکتریایی هیدرولیز از بین می رود. این امر به ویژه در پزشکی مهم است، جایی که هیدرولیزها عمدتاً به صورت تزریقی استفاده می شوند و لازم است آنافیلاکتوژنیسیته، تب زایی و غیره را حذف کنیم. عواقب نامطلوب. که در عمل پزشکیهیدرولیزهای اسیدی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند: آمینوکروین، هیدرولیزین L-103، TsOLIPK، انفوزامین، جموس و غیره.

مضرات هیدرولیز اسیدی، تخریب کامل تریپتوفان، تخریب جزئی اسیدهای آمینه (سرین و ترئونین)، دآمینه شدن پیوندهای آمیدی آسپاراژین و گلوتامین با تشکیل نیتروژن آمونیاکی، تخریب ویتامین ها و همچنین تشکیل هیومیک است. موادی که جداسازی آنها مشکل است. علاوه بر این، هنگام خنثی سازی هیدرولیزهای اسید، مقدار زیادی نمک تشکیل می شود: کلریدها یا سولفات ها. دومی ها به ویژه برای بدن سمی هستند. بنابراین، هیدرولیزهای اسیدی نیاز به خالص سازی بعدی دارند، که معمولاً از کروماتوگرافی تبادل یونی در تولید استفاده می شود.

برای جلوگیری از تخریب اسیدهای آمینه حساس در فرآیند به دست آوردن هیدرولیز اسید، برخی از محققان از رژیم های هیدرولیز ملایم در یک جو گاز بی اثر استفاده کردند و همچنین آنتی اکسیدان ها، تیو الکل ها یا مشتقات ایندول را به مخلوط واکنش اضافه کردند. هیدرولیز اسیدی و قلیایی، علاوه بر موارد ذکر شده، همچنین دارای محدودیت های قابل توجهی در ارتباط با واکنش پذیری محیط است که منجر به خوردگی سریع تجهیزات می شود و رعایت الزامات ایمنی دقیق را برای اپراتورها ضروری می کند. بنابراین، فن آوری هیدرولیز اسید کاملاً کار فشرده است و نیاز به استفاده از تجهیزات پیچیده (ستون های تبادل یونی، اولتراغشاء و غیره) و مراحل اضافی تصفیه داروهای حاصل دارد.

تحقیقات بر روی توسعه فناوری آنزیمی الکتروشیمیایی برای تولید هیدرولیزات انجام شده است. استفاده از این فناوری امکان حذف استفاده از اسیدها و قلیاها را از فرآیند فراهم می کند، زیرا PH محیط در نتیجه الکترولیز محیط پردازش شده حاوی مقدار کمی نمک تضمین می شود. این به نوبه خود به شما امکان می دهد فرآیند را خودکار کنید و کنترل دقیق و عملیاتی پارامترهای فرآیند را ارائه دهید.

همانطور که مشخص است، پروتئین در بدن تحت تأثیر قرار می گیرد آنزیم های گوارشیبه پپتیدها و اسیدهای آمینه تجزیه می شود. شکاف مشابهی را می توان در خارج از بدن انجام داد. برای انجام این کار، بافت پانکراس، غشای مخاطی معده یا روده، آنزیم های خالص (پپسین، تریپسین، کیموتریپسین) یا آماده سازی آنزیمیسنتز میکروبی این روش تجزیه پروتئین را آنزیمی و هیدرولیز حاصل را هیدرولیز آنزیمی می نامند. روش آنزیمی هیدرولیز در مقایسه با روش های شیمیاییاز آنجایی که در شرایط ملایم (در دمای 35...50 درجه سانتیگراد و فشار جو). مزیت هیدرولیز آنزیمی این واقعیت است که در طول اجرای آن، اسیدهای آمینه عملا از بین نمی روند و وارد واکنش های اضافی (راسمیزاسیون و غیره) نمی شوند. در این حالت مخلوط پیچیده ای از محصولات تجزیه پروتئین با وزن های مولکولی متفاوت تشکیل می شود که نسبت آن به خواص آنزیم مورد استفاده، مواد خام مورد استفاده و شرایط فرآیند بستگی دارد. هیدرولیزهای به دست آمده حاوی 10...15% نیتروژن کل و 3.0...6.0% نیتروژن آمین هستند. فناوری انجام آن نسبتاً ساده است.

بنابراین، روش آنزیمی برای تولید هیدرولیزها در مقایسه با فناوری‌های شیمیایی، مزایای قابل توجهی دارد که عمده‌ترین آن‌ها عبارتند از: دسترسی و سهولت اجرا، مصرف کم انرژی و ایمنی محیطی.

هیدرولیز (هیدرولیز) پروتئین ها- این فرآیند شکستن زنجیره های مولکول های پروتئین به قطعات است.

قطعات به دست آمده نامیده می شوند و دارای تعدادی هستند خواص مفید. اصلی ترین آن در مقایسه با مولکول اصلی، جذب بسیار سریع تر است. هیدرولیز پروتئین ایده آل، تجزیه مولکول پروتئین به اسیدهای آمینه تشکیل دهنده آن است. آنها اساس مجتمع های اسید آمینه را تشکیل می دهند - بیشترین داروهای موثراز نقطه نظر عرضه سلول های ماهیچه ایمواد و مصالح ساختمانی. با این حال، انجام یک چرخه کامل هیدرولیز همیشه منطقی نیست. برای بهبود سرعت جذب و افزایش پروتئین کافی است که هیدرولیز جزئی پروتئین انجام شود. در نتیجه، مولکول اصلی به زنجیره‌هایی متشکل از چندین اسید آمینه تجزیه می‌شود که به آنها دی و تری پپتید می‌گویند.

فرآیند هیدرولیز پروتئین

در پایان قرن نوزدهم، دانشمندان کشف کردند که پروتئین ها از ذرات کوچکتری به نام اسیدهای آمینه تشکیل شده اند. و از همان زمان بود که مطالعه اسیدهای آمینه و روشهای جداسازی آنها از ساختار پروتئین آغاز شد. که در آن اسیدهای آمینه به طور تصادفی به هم متصل نیستند، اما در یک توالی DNA خاص قرار دارند. برای بدن انسان، این توالی مهم نیست. بدن فقط به اسیدهای آمینه نیاز دارد که وظیفه آنها "استخراج" است. دستگاه گوارش. در طول فرآیند هضم، بدن پروتئین ها را به اسیدهای آمینه جداگانه تجزیه می کند که وارد خون می شود. با این حال، بسته به صدها عامل، راندمان هضم از 100٪ فاصله دارد. بر اساس درصد مواد جذب شده در طی فرآیند هضم، ارزش غذایی یک محصول خاص ارزیابی می شود. هیدرولیز می تواند ارزش غذایی پروتئین ها را تا حد زیادی افزایش دهد.با فرآیندهای تولید پروتئین مخالف نیست. هیدرولیز فرآیند پردازش ثانویه پروتئینی است که قبلاً به روشی جدا شده است.

مواد خام برای هیدرولیز در حال حاضر شیر نیمه فرآوری شده است. به عنوان یک قاعده، ارزان ترین پروتئین شیر استفاده می شود. با توجه به پردازش بیشتر و نتیجه نهایی، مصرف مواد گران‌تر مانند پروتئین آب پنیر یا ایزوله منطقی نیست. برای مقاصد پزشکی، از خون حیوانات نیز می توان در هیدرولیز استفاده کرد، اما در صنعت ورزش کاربرد ندارد. روشهای اصلی هیدرولیز پروتئین شیر عبارتند از هیدرولیز اسیدیو هیدرولیز آنزیمی.

هیدرولیز اسیدی

ماهیت این فرآیند پردازش مواد خام با اسیدهای خاص است. پروتئین با اسید هیدروکلریک تصفیه شده و تا دمای 105-110 درجه سانتیگراد گرم می شود. به مدت 24 ساعت در این حالت نگهداری می شود. در نتیجه، پیوندهای مولکولی شکسته شده و پروتئین ها به اسیدهای آمینه منفرد تجزیه می شوند. هیدرولیز اسیدی ساده ترین و ارزان ترین روش برای اجراست. با این حال، او به شدت ارائه می دهد الزامات بالاپایبندی به تکنولوژی و مهمتر از همه، کیفیت و دقت دوز معرف. استفاده از اسیدهای نامناسب یا دوزهای نادرست همراه با پیوندهای مولکولی می تواند خود اسیدهای آمینه را از بین ببرد. در نتیجه محصول نهایی دارای طیف اسید آمینه ناقص خواهد بود. و بقایای نمک ها و اسیدها بعید است که تأثیر مثبتی بر هضم داشته باشند.

هیدرولیز آنزیمی (آنزیمی).

هیدرولیز آنزیمی پروتئین ها تا حدودی مشابه است فرآیند طبیعیهضم. ماده اولیه (معمولا -) با آنزیم هایی مخلوط می شود که "هضم" پروتئین را انجام می دهند و از تجزیه آن به اسیدهای آمینه اطمینان می دهند. و این روش است که بیشتر در صنعت ورزش استفاده می شود. هیدرولیز آنزیمی (آنزیمی) پروتئین ها از نظر فناوری تقاضای کمتری دارد. آنزیم های اضافی راحت تر حذف می شوند و به اندازه اسیدها ضرری ندارند.

در مرحله اول هیدرولیز آنزیمی، مواد خام تحت عملیات حرارتی سبک قرار می گیرند. در نتیجه پروتئین تا حدی دناتوره می شود (تخریب می شود). سپس کسر حاصل با آنزیم هایی که فرآیند هیدرولیز را کامل می کنند مخلوط می شود.

استفاده از هیدرولیز پروتئین در تغذیه ورزشی

هیدرولیز پروتئین یک یافته و نجات واقعی برای صنعت است. با تشکر از آن، شما نه تنها می توانید مجتمع های اسید آمینه خالص را به دست آورید، بلکه اثربخشی پروتئین ها و گینرهای معمولی را نیز به میزان قابل توجهی افزایش دهید. بسیاری حتی داروهای خاصی را با آنزیم ها درمان می کنند. در نتیجه این هیدرولیز جزئی پروتئین، سرعت جذب آن افزایش می یابد. همچنین بسیاری از مشکلات عدم تحمل فردی به اجزای پروتئین شیر را حل می کند. در برخی از محصولات حتی می توان به وجود آنزیم های گوارشی در آنها اشاره کرد. در برخی از پروتئین ها اینها آنزیم های گوارشی معمولی هستند که فقط در معده شروع به کار می کنند. و در برخی، اینها بقایای فرآیند هیدرولیز آنزیمی هستند. در هر صورت، چنین پروتئین هایی بسیار سریعتر و بهتر جذب می شوند.

در تئوری، مصرف پروتئین هیدرولیز شده را می توان با مصرف پروتئین ساده در ترکیب با آنزیم های گوارشی (مانند فستال، مزیم فورته و غیره) جایگزین کرد. به طور قابل توجهی ارزان تر خواهد بود. با این حال، مصرف پروتئین شیر و آنزیم ها به طور جداگانه موثر نیست. شما هرگز نمی توانید مشخص کنید دوز مناسبآنزیم ها بعید است که بیش از حد آنها برای بدن شما مفید باشد. عیب: هیدرولیز پروتئین فقط جزئی خواهد بود.

فواید و مضرات هیدرولیز پروتئین

هیدرولیز پروتئین در موارد زیر استفاده می شود:

• برای تسریع جذب پروتئین
• برای کاهش عکس العمل های آلرژیتیک
• برای به دست آوردن اسیدهای آمینه به شکل خالص آنها

به ویژه قابل توجه مسائل مربوط به واکنش های آلرژیک است. حساسیت غذاییاین روزها غیرمعمول نیست؛ عدم تحمل غذاها یا اجزای جداگانه آنها به طور منظم رخ می دهد. یک مثال عدم تحمل لاکتوز است. آلرژی غذایی واکنشی به پروتئین های خاصی است که در غذاها یافت می شود.هنگامی که هیدرولیز می شوند، این پروتئین ها به پپتیدها تجزیه می شوند. که تنها قطعاتی از پروتئین هستند و دیگر واکنش های آلرژیک ایجاد نمی کنند. به ویژه شایان ذکر است که ارزش غذاییمخلوط های به دست آمده به هیچ وجه کمتر از ارزش غذایی مواد اولیه اولیه نیستند.

از جمله مضرات هیدرولیز، شایان ذکر است که تخریب است باکتری های مفید. علیرغم این واقعیت که بسیاری از شرکت ها ادعای وجود بیفیدوباکتری ها را دارند، باید عینی بود - هیدرولیز آنها را از بین می برد. و بیفیدوباکتری ها تنها زمانی می توانند وجود داشته باشند که از خارج معرفی شوند. با این حال، اگر ما در مورد تغذیه ورزشی، سپس در وهله اول در اینجا هنوز ارزش غذایی مخلوط حاصل است.

سنجاب ها- وزن مولکولی بالا ترکیبات آلی، متشکل از بقایای اسید آمینه است که توسط یک پیوند پپتیدی به یک زنجیره طولانی متصل شده اند.

ترکیب پروتئین ها در موجودات زنده تنها شامل 20 نوع اسید آمینه است که همگی از نوع اسیدهای آمینه آلفا هستند و ترکیب اسید آمینه پروتئین ها و ترتیب ارتباط آنها با یکدیگر توسط کد ژنتیکی فردی موجود زنده تعیین می شود.

یکی از ویژگی های پروتئین ها توانایی آنها در ایجاد خود به خود ساختارهای فضایی است که فقط مشخصه این پروتئین خاص است.

پروتئین ها به دلیل ویژگی ساختاری خود می توانند خواص مختلفی داشته باشند. به عنوان مثال، پروتئین هایی که ساختار چهارتایی کروی دارند، به ویژه پروتئین تخم مرغ، در آب حل می شود تا محلول های کلوئیدی تشکیل شود. پروتئین هایی با ساختار چهارتایی فیبریلار در آب حل نمی شوند. پروتئین های فیبریلار، به ویژه، ناخن، مو و غضروف را تشکیل می دهند.

خواص شیمیایی پروتئین ها

هیدرولیز

همه پروتئین ها قادر به انجام واکنش های هیدرولیز هستند. در صورت هیدرولیز کامل پروتئین ها، مخلوطی از اسیدهای آمینه α تشکیل می شود:

پروتئین + nH 2 O => مخلوطی از اسیدهای آمینه α

دناتوره سازی

تخریب ساختارهای ثانویه، سوم و چهارم پروتئین بدون از بین بردن ساختار اولیه آن را دناتوره می گویند. دناتوره شدن پروتئین می تواند تحت تأثیر محلول های نمک های سدیم، پتاسیم یا آمونیوم رخ دهد - چنین دناتوره سازی برگشت پذیر است:

دناتوره شدن تحت تأثیر تشعشع (به عنوان مثال، حرارت دادن) یا درمان پروتئین با نمک اتفاق می افتد فلزات سنگینبرگشت ناپذیر است:

به عنوان مثال، دناتوره شدن غیرقابل برگشت پروتئین در طی عملیات حرارتی تخم مرغ در حین آماده سازی آنها مشاهده می شود. در نتیجه دناتوره شدن سفیده تخم مرغ، توانایی حل شدن آن در آب شکل می گیرد محلول کلوئیدیناپدید می شود.

واکنش های کیفی به پروتئین ها

واکنش بیورت

اگر یک محلول هیدروکسید سدیم 10% به محلول حاوی پروتئین اضافه شود و سپس مقدار کمی از محلول سولفات مس 1% اضافه شود، رنگ بنفش ظاهر می شود.

محلول پروتئین + NaOH (محلول 10٪) + CuSO 4 = رنگ بنفش

واکنش زانتوپروتئین

محلول های پروتئینی وقتی با اسید نیتریک غلیظ می جوشند زرد می شوند:

محلول پروتئین + HNO 3 (conc.) => رنگ زرد

عملکردهای بیولوژیکی پروتئین ها

کاتالیزوری	تسریع واکنش های شیمیایی مختلف در موجودات زنده	آنزیم ها
ساختاری	مواد ساختمان سلول	کلاژن، پروتئین های غشای سلولی
محافظ	از بدن در برابر عفونت محافظت می کند	ایمونوگلوبولین ها، اینترفرون
نظارتی	فرآیندهای متابولیک را تنظیم می کند	هورمون ها
حمل و نقل	انتقال مواد حیاتی از یک قسمت بدن به قسمت دیگر	هموگلوبین حامل اکسیژن است
انرژی	تامین انرژی بدن	1 گرم پروتئین می تواند 17.6 ژول انرژی بدن را تامین کند
موتور (موتور)	هر گونه عملکرد حرکتی بدن	میوزین (پروتئین ماهیچه ای)

مانند سایر واکنش های شیمیایی، هیدرولیز پروتئین با تبادل الکترون ها بین اتم های خاصی از مولکول های واکنش دهنده همراه است. بدون کاتالیزور، این تبادل آنقدر آهسته اتفاق می افتد که نمی توان آن را اندازه گیری کرد. این فرآیند را می توان با افزودن اسیدها یا بازها تسریع کرد. اولی پس از تفکیک یون های H می دهد، دومی - یون های OH. اسیدها و بازها نقش کاتالیزور واقعی را بازی می کنند: آنها در طول واکنش مصرف نمی شوند.

هنگامی که پروتئین با اسید غلیظ جوشانده می شود، به طور کامل به اسیدهای آمینه آزاد تجزیه می شود. اگر چنین پوسیدگی در یک سلول زنده رخ می داد، به طور طبیعی منجر به مرگ آن می شد. تحت تأثیر آنزیم های پروترلیتیک، پروتئین ها نیز تجزیه می شوند، و حتی سریعتر، اما بدون کوچکترین آسیببرای بدن و در حالی که یون های H روی همه پروتئین ها و همه پیوندهای پپتیدی در هر پروتئین بی رویه عمل می کنند، آنزیم های پروتئولیتیک خاص هستند و فقط پیوندهای خاصی را می شکنند.

آنزیم های پروتئولیتیک خود پروتئین هستند. تفاوت آنزیم پروتئولیتیک با پروتئین سوبسترا (سوبسترا ترکیبی است که هدف آنزیم است)؟ چگونه یک آنزیم پروتئولیتیک فعالیت کاتالیزوری خود را بدون از بین بردن خود یا سلول نشان می دهد؟ پاسخ به این سؤالات اساسی به درک مکانیسم عمل همه آنزیم ها کمک می کند. از زمانی که M. Kunitz 30 سال پیش برای اولین بار تریپسین را به شکل کریستالی جدا کرد، آنزیم های پروتئولیتیک به عنوان مدل هایی برای مطالعه رابطه بین ساختار پروتئین و عملکرد آنزیمی عمل کردند.

آنزیم های پروتئولیتیک دستگاه گوارش با یکی از توابع ضروری بدن انسان- ادغام مواد مغذی. به همین دلیل است که این آنزیم ها مدت ها موضوع تحقیق بوده اند. از این نظر شاید فقط آنزیم های مخمری که در تخمیر الکلی نقش دارند جلوتر از آنها باشند. بهترین آنزیم های گوارشی مورد مطالعه تریپسین، کیموتریپسین و کربوکسی پپتیدازها هستند (این آنزیم ها توسط پانکراس ترشح می شوند). با مثال آنها است که ما همه چیزهایی را که اکنون در مورد ویژگی، ساختار و ماهیت عمل آنزیم های پروتئولیتیک شناخته شده است، در نظر خواهیم گرفت.

آنزیم های پروتئولیتیک لوزالمعده به شکل پیش سازها - زیموژن ها - سنتز می شوند و در اجسام داخل سلولی ذخیره می شوند که به اصطلاح گرانول های زیموژن نامیده می شوند. زیموژن‌ها فاقد فعالیت آنزیمی هستند و بنابراین نمی‌توانند بر روی اجزای پروتئینی بافتی که در آن تشکیل شده‌اند اثر مخربی داشته باشند. ورود روده کوچکزیموژن ها توسط آنزیم دیگری فعال می شوند. در عین حال، در ساختار مولکول های آنها کوچک، اما بسیار وجود دارد تغییرات مهم. در ادامه به جزئیات بیشتری در مورد این تغییرات خواهیم پرداخت.

"مولکول ها و سلول ها"، ویرایش. جی ام فرانک