Anteprima Proteine

Proteine Composizione Funzioni: Formate da: -Carbonio C -Idrogeno H -Ossigeno O -Azoto N -Fosforo P -Zolfo S -Energetica -Strutturale -Enzimatica -Trasporto -Ormonale Amminoacidi aa Sono circa 20 11 9 essenziali

Amminoacidi H H O H H O : gruppo amminico NH N C C N C C H R OH H R OH COOH : gruppo carbossilico : gruppo amminico NH 2 N C C N C C H R OH H R OH 1 H O 2 Reazione di Condensazione Legame Peptidico R : Residuo amminoacido (diverso per ogni amminoacido) H H O H H O N C C N C C H R R OH 1

Livelli di organizzazione Struttura primaria Struttura secondaria Forma ad elica o a Forma lineare foglio ripiegato Legami ad idrogeno Struttura terziaria Struttura quaternaria Forma globulare Forma mista

Enzimi Cosa sono ? A cosa servono ? Caratteristica: Aumentano la velocità di una reazione chimica Proteine globulari complesse, formate da catene polipeptidiche Si ripiegano nello spazio formando un incavo, detto sito attivo, in cui una molecola, detta substrato, si inserisce perfettamente

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Le proteine sono costituite da lunghe catene lineari polimeriche, formate da diverse centinaia di piccole molecole: gli amminoacidi. Gli esseri viventi utilizzano solo 20 tipi di amminoacidi per sintetizzare un’enorme quantità di proteine, 9 aa sono essenziali e vanno assunti attraverso la dieta. La specificità delle proteine dipende dal numero, dal tipo e dalla sequenza dei vari amminoacidi nella catena.

Le proteine sono una delle quattro classi di biomolecole e sono polimeri indispensabili per la vita. Sono costituite da sei elementi: Carbonio C Idrogeno H Ossigeno O Azoto N Fosforo P Zolfo S L’azoto, il fosforo e lo zolfo non sono presenti in tutte le proteine.

Le proteine hanno un ruolo fondamentale praticamente in tutti i processi biologici e sono tra i composti organici più diffusi. Esse costituiscono anche più della metà del peso secco degli animali; mentre nelle piante, per la presenza della cellulosa (un polisaccaride), il loro contenuto è inferiore. Le proteine, quindi, svolgono una grandissima varietà di funzioni, delle quali ricordiamo le principali: energetica strutturale enzimatica ormonale di trasporto

Le proteine svolgono anche funzioni di trasporto e di deposito Le proteine svolgono anche funzioni di trasporto e di deposito. L’emoglobina, ad esempio, trasporta l’ossigeno nei globuli rossi, mentre la mioglobina lo lega ai muscoli. Inoltre, ci sono delle proteine che modificano la loro struttura, facendo ripiegare le catene di amminoacidi nello spazio per formare un canale nella membrana plasmatica delle cellule, affinché passino i piccoli ioni.

La gran parte dell’energia usata dall’essere umano è ricavata da carboidrati e grassi, ma anche in minima parte dalle proteine. Infatti, quando scarseggiano carboidrati e grassi, l’organismo le sfrutta, anche se con minori risultati. Con l’ossidazione di un grammo di proteine si ottengono 4 kcal/mol, proprio come accade per un grammo di carboidrati. La sua degradazione avviene attraverso tre tipi di processi differenti: -la deamminazione: l’eliminazione di una gruppo amminico –NH2 ,sotto forma di ammoniaca; -la decarbossilazione: l’eliminazione di un gruppo carbossilico –COOH, con la liberazione di anidride carbonica; -la transamminazione: il trasferimento di un gruppo amminico ad un’altra sostanza, facendola diventare un amminoacido.

Le proteine consentono il verificarsi di quasi tutte le reazioni chimiche che avvengono nei sistemi biologici, e che possono così svolgersi in condizioni molto più blande di quelle altrimenti necessarie. Le proteine che svolgono tale funzione sono dette enzimi.

Le proteine svolgono anche una funzione ormonale Le proteine svolgono anche una funzione ormonale. Per trasmettere informazioni agli organi, l'organismo, oltre che del sistema nervoso, si serve di speciali sostanze chimiche, gli ormoni, prodotte da particolari ghiandole dette endocrine.

Le proteine sono la componente principale dei muscoli e permettono il movimento negli animali. La contrazione muscolare avviene grazie a due proteine contrattili: l’actina e la miosina. Anche i movimenti dei cromosomi durante la divisione cellulare o la contrazione dei flagelli dipendono dalle proteine. Esse, inoltre, svolgono funzioni di sostegno meccanico. Il collagene, ad esempio, è il principale costituente della pelle, dei tendini e delle ossa.

Gli amminoacidi si susseguono lungo la catena polipeptidica costituendo la struttura primaria. Proteine diverse differiscono non solo per il numero e il tipo di amminoacidi costituenti, ma anche per l’ordine con cui si susseguono lungo la catena. Infatti, anche un piccolo cambiamento nella sequenza degli amminoacidi può avere conseguenze molto gravi, che vanno dall’alterazione alla completa perdita delle proprietà delle proteine. Dalla struttura primaria dipendono gli altri livelli di organizzazione e le caratteristiche strutturali della molecola.

La struttura primaria, lineare, si ripiega nello spazio formando la struttura secondaria. Vi sono due tipi di tale struttura: a forma di elica e a foglio ripiegato. La prima, è dovuta al fatto che la catena si avvolge su se stessa formando un’elica. La seconda, è formata da diverse catene che si allineano parallele grazie a legami a idrogeno.

La struttura secondaria si ripiega nello spazio formando una struttura terziaria grazie a interazioni tra i gruppi R dei vari amminoacidi. Dopo ciò, la proteina tende ad assumere una forma globulare abbastanza compatta. Tali proteine svolgono principalmente funzioni enzimatiche regolando i processi chimici dei sistemi viventi, e funzioni protettive (anticorpi).

La struttura quaternaria è l’ultimo livello di organizzazione di una proteina e si ottiene quando più catene polipeptidiche si uniscono. Le forze che tengono unite tali catene possono essere di vario tipo: legami dipolo-dipolo, legami idrogeno, interazioni idrofobiche o ponti di sulfuro. Esempi di molecole con questa struttura sono l’emoglobina e le immunoglobuline.

In una reazione chimica i reagenti non si trasformano direttamente nel/i prodotto/i, ma passano attraverso uno stadio intermedio: il complesso attivato, che ha un contenuto energetico superiore sia ai reagenti sia ai prodotti. La differenza tra l’energia dei reagenti e quella del complesso attivato si chiama energia di attivazione. A questo punto gli enzimi “catalizzano” i reagenti diminuendo l’energia di attivazione e rendendo più semplice la reazione. Gli enzimi sono altamente specifici e la loro attività è molto sensibile alle variazioni del pH, infatti, ogni enzima è capace di agire solo nell’ambito di uno specifico intervallo di valori.