Proteino
Proteino[1] estas la komuna nomo de certaj substancoj el la organika kemio. Proteinoj estas nemalhaveblaj komponantoj de ĉiuj vivantaĵoj, inkluzive de la plej simplaj formoj de vivo, kiel bakterioj, algoj, kaj aliaj mikroorganismoj. Ili devas ĉeesti en la nutraĵo de ĉiuj animaloj (bestoj kaj homoj) por sintezi histojn, enzimojn, iujn hormonojn, kaj kelkajn sango-komponantojn. Aldone al tio, ili uziĝas en la subtenado kaj riparo de ekzistantaj histoj kaj kiel fonto de energio por la korpo.
La funkcioj de proteinoj estas, inter aliaj: transporta, struktura, protekta, kataliza, stoka, hormona.
Proteinoj estas polimeroj kunmetitaj, en diversaj kombinoj, per kunligiĝo de nombro da similaj, sed ne samaj, etaj molekuloj nomataj aminoacidoj. La sinsekvo de aminoacidoj estas karakteriza por la proteinaj specoj; ĝi estas kodita en la genetika kodo, kiu permesas al vivantaj ĉeloj produkti proteinojn.
La plej simplaj proteinoj enhavas nur aminoacidojn. Tamen, multe da proteinoj enhavas ankaŭ atomgrupojn (aŭ metaljonojn) kiuj ne estas aminoacidoj (prostetajn grupojn, atomringojn ktp).
La elementoj karbono, oksigeno, nitrogeno kaj hidrogeno troviĝas en ĉiuj aminoacidoj, do en ĉiuj proteinoj. La sulfuro troviĝas nur en kelke da aminoacidoj, sed ĉeestas en multaj proteinoj. Aliaj elementoj, kiel fosforo, jodo, fero, zinko kaj magnezio estas esencaj konsistigantoj de iuj specialigitaj proteinoj. Kazeino, la ĉefa proteino de lakto, entenas fosforon, kiu estas gravega elemento en la nutraĵo de beboj kaj infanoj. Hemoglobino, la proteino en la sango kiu transportas oksigenon, entenas feron, kobalamino (vitamino B12) entenas kobalton: ili estas ekzemploj de proteinoj kun prostetaj grupoj.
Proteinoj estas ege grandaj molekuloj kun molekulaj masoj inter ĉirkaŭ 6000 kaj kelkmilionoj da amu. Ilia giganta grando (laŭ la molekula senco) vidiĝas en komparo de glukozo kun hemoglobino, relative malgranda proteino. Glukozo havas molekulan mason de 180 amu, dum la molekula maso de hemoglobino estas nur 65.000 amu. La grandeco de la proteinaj molekuloj permesas al ili alpreni formojn multe pli kompleksajn ol pli malgrandaj molekuloj. La terminoj primara strukturo, sekundara strukturo, terciara strukturo, kaj kvaternara strukturo esprimas ĉi tiun strukturan kompleksecon. Ĉi tiuj terminoj aludas la tipojn de koncernaj ligoj aŭ la formon (figuron) de la proteino.
Iujn mallongajn protenojn, enhavantajn ĝis 200-300 aminoacidojn, eblas artefari. Tiaj metodoj pormomente utilas nur en laboratorioj aŭ scienca studado.
Kelkaj proteinoj
redakti
La ferritino estas la ĉefa proteino kiu stokas, transportas kaj liberigas kontrolite la feron. La proteino estas produktita de preskaŭ ĉiuj vivantaj organismoj, kiel arĥeoj, bakterioj, algoj, superaj plantoj kaj vertebruloj. En vegetaloj oni retenas en la ĉelaj organetoj, ĉefe en la kloroplastoj, kiuj liberigas ĝin kongrue kun siaj metabolaj necesoj (Sechbach, 1982). En animaloj ĝi estas ĉefe en la hepato, la lieno, la intesta murmukozo kaj ostmedolo.
Teksturhava sojfaba proteino (TSP), ankaŭ konata kiel teksturhava legoma proteino (TLP) aŭ sojfabaj grajnoj, estas sengrasigita sojfaba faruna produkto, kromprodukto de la eltiro de sojfaba oleo. Ĝi estas ofte uzata kiel vianda analogaĵo aŭ por pligrandigi la volumenon de viandaĵo. Ĝi rapide kuiriĝas kaj ĝia proteina enhavo estas ege pli granda ol multaj specoj de viando.
La verda fluoreska proteino (mallongigo GFP; angle green fluorescent protein) estas proteino el meduzo Aequorea victoria, unuafoje priskribita fare de Osamu Shimomura en 1961. Ĝi fluoreskas ĉe ekscitiĝo en la verdaj kun bluaj kaj ultraviolaj lumoj. Ĝia graveco en la biologio, precipe en la ĉelbiologio estas, ke la GFP povas fuzii kun iu ajn aliaj proteinoj, gen-specife. Oni povas tiel observi la spacan kaj tempan dividon de la fluoreskaj proteinoj en la vivantaj ĉeloj, histoj, organismoj.
Antikorpo estas proteino produktata en la sango fare de limfocitoj por specife neŭtraligi fremdajn interalie danĝerajn substancojn.
Nutrado
redakti
La dietaj fontoj de proteinoj inkludas viandon, ovojn, legomojn, nuksojn, cerealojn, vegetalajn kaj laktoproduktojn kiel fromaĝo kaj jogurto. Kaj animalaj kaj la vegetalaj proteinfontoj posedas la 20 aminoacidojn necesajn por la homa nutrado.
La diversaj proteinoj havas diferencajn nivelojn de biologia familio por la homa korpo. Multaj indicoj estis difinitaj por mezuri la takson de uzaso kaj retenado de proteonoj ĉe homoj. Tiuj estas biologia valoro, NPU (Net Protein Utilization, uzado de pura proteino), NPR (Purproteina kvociento) kaj PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acids Score), kiuj estis disvolvigitaj de la FDA (Manĝaĵa kaj Droga Administracio) plibonigante la PER (Protein Efficiency Ratio, proteinefikeca indico). Tiuj metodoj esploras pri kiuj proteinoj estas pli efike uzataj de la organismo.
Proteinaj postuloj de la dieto laŭ aĝo kaj sekso
| Aĝo
(jaroj) |
Pezo
(kg) |
Proteinoj
(g/rago) | |
|---|---|---|---|
| Mamsuĉuloj | 0-0.5
0.5 |
6
9 |
13
14 |
| Infanoj | 1-3
4-6 7-10 |
13
20 28 |
16
24 28 |
| Viroj | 11-14
15-18 19-24 25-50 pli ol 50 |
45
66 72 79 77 |
45
59 58 63 63 |
| Virinoj | 11-14
15-18 19-24 25- 50 pli ol 50 |
46
55 58 63 65 |
46
44 46 50 50 |
Manko de proteinoj
redaktiManko de proteinoj en disvolviĝantaj landoj
La manko de proteinoj estas grava kaŭzo de malsano kaj morto en la disvolviĝantaj landoj de la Tria Mondo. La Manko de proteinoj ludas gravan rolon en la malsano konata kiel kvaŝiorkoro. La militoj, la malsatego, la troloĝado kaj aliaj faktoroj pliigis la indicojn de malsufiĉa nutrado kaj de manko de proteinoj. La manko de proteinoj povas rezulti en malpiigita inteligento kaj intelekta malkapablo. La kalori-proteina malsufiĉa nutrado tuŝas ĉirkaŭ 500 milionojn de personojn kaj pli ol 10 milionojn ĉiujare. En akraj kazoj la nombro celĉeloj malpliiĝas, kaj sammaniere draste malpliiĝas la kapablo de la leŭkocitoj por batali kontraŭ infekto.
Manko de proteinoj en disvolviĝintaj landoj
La manko de proteinoj estas pli rara en disvolviĝintaj landoj, sed relative malgranda nombro de personoj suferas malfacilon por akiri sufiĉajn proteinojn pro malriĉeco. La manko de proteinoj povas okazi en disvolviĝintaj landoj ankaŭ en personoj kiuj faras dieton por perdi pezon, aŭ ĉe tiuj kiuj vivtenis sin de malriĉa dieto. Ankaŭ la personoj konvaleskantaj (saniĝadaj), kiuj estas rekuperantaj sin el kirurgo, traŭmato aŭ alia malsano povas suferi proteinmankon se ili ne pliigas ties konsumon por elteni la pliigon de siaj necesoj. Proteinmanko povas okazi ankaŭ se la proteino konsumita estas nekompleta kaj malsukcesas havigi ĉiujn esencajn aminoacidojn.
Troa konsumo de proteinoj
redaktiĈar la organismo estas nekapabla stoki la proteinojn, la troaj proteinoj estas digestitaj kaj konvertitaj en sukeroj aŭ grasacidoj. La hepato retiras la nitrogenon de la aminoacidoj, maniero per kiu tiuj povas esti konsumitaj kiel brulaĵoj, kaj la nitrogeno estas aligita en la ureo, nome la substanco kiu estas ekskreciita de la renoj. Tiuj organoj normale povas pritrakti ajnan aldonan troan ŝarĝon, sed se okazas rena malsano, ofte devos esti preskribita malpliigo en la proteinkonsumado.
La troa konsumado de proteinoj povas ankaŭ okazigi la perdon de korpa kalcio, kio siavice povas konduki al perdo de osta maso longdaŭre. Tamen, kelkaj proteinaj suplementoj venas akompanataj per diversaj kvantoj de kalcio po dozo, tiel ke ili povas kontraŭefiki la efekton de la perdo de kalcio.
Kuracistoj esploras ĉu la troa konsumado de proteinoj estas ligata al kelkaj problemoj, kiuj povas esti jenaj:
- Hepata malbona funkciado pro pliigo de toksaj restaĵoj.
- Hiperaktiveco de la imuna sistemo.
- Perdo de osta denseco; la rompiĝemo de ostoj estas rilata al la fakto, ke la kalcio kaj la glutamino filtriĝas el la ostoj kaj el la muskola histo por ekvilibrigi la pliigon en la engluto de acidoj pro dieto. Tiu efekto ne aperas se la konsumo de mineraloj alkalaj (el fruktoj kaj vegetaloj [la cerealoj estas acidaj kiel la proteinoj; dum la grasoj estas acide neŭtralaj]) estas sufiĉe alta.
En tiaj kazoj, la konsumo de proteinoj estas anabola por la osto. Kelkaj esploristoj opinias, ke troa konsumado de proteinoj povas produkti perfortan pliigon en la ekskrecio de kalcio. Se estas troa konsumado de proteinoj, oni pensas, ke pli regula konsumado de kalcio estus kapabla stabiligi, aŭ eĉ pliigi, la kaptadon de kalcio fare de la maldika intesto, kio estus pli profita ĉe pli aĝaj virinoj.
La proteinoj estas ofte kaŭzo de alergioj kaj de alergiaj reagoj al kelkaj manĝaĵoj. Tio okazas ĉar la strukturo de ĉiu formo de proteino estas iomete diferenca. Kelkaj povas okazigi respondon ĉe la imuna sistemo, dum aliaj restas perfekte sekuraj. Multaj personoj estas alergiaj al la kazeino (nome la proteino en la lakto), al la gluteno (la proteino en la tritiko kaj aliaj grajnoj), al la partikulara proteino trovita en la arakido aŭ al tiuj trovitaj en marfruktoj kaj en aliaj marmanĝaĵoj.
Estas ekstreme malkutima ke unu persono reagas negative al pli ol du diversaj tipoj de proteinoj, pro la diverseco inter la tipoj de proteinoj aŭ aminoacidoj. Krom tio, la proteinoj helpas al la formado de la muskola maso.
Esplorado
redaktiLa Proteina Datenbazo aŭ Proteina Datenbanko (angle Protein Data Bank, akronime PDB) estas datenbazo por la tri-dimensiaj strukturaj datenoj de grandaj biologiaj molekuloj, kiel proteinoj kaj nukleataj acidoj [4]. La datenoj tipe estas akiritaj de ikso-radia kristalografio, NMR spektroskopio aŭ, pli kaj pli, krioelektrona mikroskopo kaj submetita fare de biologoj kaj biokemiistoj de tra la tuta mondo, estas libere alirebla sur la Interreto tra la retejoj de ties membraj organizaĵoj (PDBe [5], PDBj [6], RCSB [7] kaj BMRB [8]). La PDB estas kontrolita de organizaĵo nomita la Tutmonda Proteina Datenbanko (angle Worldwide Protein Data Bank, wwPDB).
Proteina faldado
redakti
Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Proteina faldado.
En biokemio kaj molekula biologio, proteinfaldado (proteina faldado) estas la procezo de spontanea faldado de polipeptidĉeno en unikan (naturan) spacan strukturon (la tielnomita terciara strukturo) [9]. Ĝi okazas dum kaj post la sintezo de la peptida ĉeno kaj estas antaŭkondiĉo por la senerara funkcio de la proteino. La faldado estas kaŭzita de la plej malgrandaj movoj de la solvmolekuloj (akvaj molekuloj) kaj de elektraj allogaj fortoj ene de la proteinmolekulo. Iuj proteinoj povas faldi ĝuste nur helpe de certaj enzimoj aŭ ĉaperonaj proteinoj [10].
Vidu ankaŭ
redaktiReferencoj
redakti- ↑ proteino en vortaro.net
- ↑ Villaverde, Carmen, Fundamentos de bioquímica metabólica, 2007, Alfaomega, México, paĝo 156, ĉapitro 13.
- ↑ Food and Nutrition Board, National Academy of Science/National Research Council 1989
- ↑ (2019) “Protein Data Bank: the single global archive for 3D macromolecular structure data”, Nucleic Acids Res. 47 (D1), p. 520–528. doi:10.1093/nar/gky949.
- ↑ PDBe home < Node < EMBL-EBI.
- ↑ Protein Data Bank Japan – PDB Japan – PDBj.
- ↑ . RCSB PDB: Homepage.
- ↑ Biological Magnetic Resonance Bank.
- ↑ Alberts, Bruce. (2002) “The Shape and Structure of Proteins”, Molecular Biology of the Cell; Fourth Edition. New York and London: Garland Science. ISBN 978-0-8153-3218-3.
- ↑ (July 1972) “The formation and stabilization of protein structure”, The Biochemical Journal 128 (4), p. 737–49. doi:10.1042/bj1280737.
