Какви са приложенията на протеините в живите организми?

Какво е протеин в химията? Формулата на това азотсъдържащо органично съединение с високо молекулно тегло е сложен полимер на аминокиселини.

Какви са основните свойства на протеините? Химията на този клас съединения е важна, защото протеините са част от живите организми: мускули, вътрешни органи, покривни тъкани, кръв, хрущяли.

Кратка справка

Белтъчните молекули (и съставящите ги аминокиселини) се синтезират от вода и въглероден диоксид чрез фотосинтеза и чрез усвояване на други белтъчни елементи: фосфор, азот, желязо, магнезий, сяра от разтворените в почвата соли.

Животните получават от храната предимно готови аминокиселини, които след това се превръщат в протеини, специфични за всеки организъм. Някои аминокиселини (заменими) могат да бъдат синтезирани от самите животински организми.

Характеристики на структурата

Тези свойства са в основата на използването на протеини. Химията на този клас органични съединения се основава на техните амидни (пептидни) връзки.

Използването на протеини е свързано с тяхната основните функции, по-специално ензимни катализатори, които регулират скоростта и посоката на химичните реакции в организма.

Използване в медицинската практика

Използването на протеини под формата на хранителни терапевтични добавки и лекарства представлява интерес. В практиката са необходими протеинови хидролизати. При ензимна или киселинна хидролиза на казеин се получават протеинови хидролизати с медицинско значение. Например при тежка загуба на кръв е необходим амиген (прилага се като 5% разтвор с добавена глюкоза).

В случай на парентерално хранене се използват протеинови хидролизати (амикин, аминопептид, фибринозол). Лекарството "Церебролизин", Комплексът от аминокиселини е необходим за лечение на умствена изостаналост, церебрална парализа и други мозъчни заболявания, загуба на паметта.

Функции в тялото

Подобно на други биологични макромолекули (липиди, полизахариди, нуклеинови киселини) протеините са основни компоненти на живите организми. Те играят важна роля в жизнената дейност на всяка клетка. Използването на протеини в метаболитните процеси е особено важно. Те са част от органели и цитоскелет (вътреклетъчни структури), отделят се в пространството вътре в клетката, действат като сигнал, който се предава между клетките, участват активно в образуването на междуклетъчни вещества и в хидролизата (разцепването) на храната.

Основни функции в тялото

Когато анализираме приложението на протеините, нека се съсредоточим върху основните функции, които тези органични вещества изпълняват.

Ензимната значимост на протеините се смята за най-известната. Ензимите са белтъци, които притежават уникални каталитични свойства, т.е. способността да ускоряват множество метаболитни процеси в живия организъм.

Те ускоряват процеса на разграждане на сложни макромолекули (катаболизъм), подпомагат техния синтез (анаболизъм), включително поправката и репликацията на ДНК и синтеза на РНК матрица.

Въпреки че ензимите са съставени от (предимно) аминокиселинни остатъци, само някои от тях взаимодействат със субстрата и само някои участват пряко в катализата.

Структурните протеини на цитоскелета осигуряват на органоидите определена форма под формата на "арматури". Те са активни участници в процеса на трансформация на клетъчната форма. Повечето структурни протеини са нишковидни. Например мономерите на буддулина и актина са глобуларни, разтворими протеини, но при полимеризацията си те образуват дълги нишки на цитоскелета, които позволяват на клетката да поддържа определена форма.

Колагенът и еластинът са основни компоненти на междуклетъчното вещество на съединителната тъкан (напр. хрущяла). Ноктите, косата, перата на птиците и черупките на мекотелите се образуват от структурния протеин кератин.

Защитната функция на тези макромолекули също е важна. Физическата защита се осигурява от колагена - протеин, който е в основата на съединителната междуклетъчна тъкан, включително костите, сухожилията, дълбоките слоеве на дермата.

Важни белтъци, които защитават физически организма, са тромбините и фибриногените, които играят активна роля в процес на съсирване кръв.