מהו חלבון בכימיה? הנוסחה של החומר האורגני המכיל חנקן בעל מולקולריות גבוהה היא מורכבת, זהו פולימר מורכב של חומצות אמינו.
מהן התכונות העיקריות של חלבונים? הכימיה של מחלקה זו של תרכובות חשובה, מכיוון שחלבונים הם חלק מאורגניזמים חיים: שרירים, איברים פנימיים, רקמות מרכיביות, דם, סחוס.
הפניה מהירה
מולקולות חלבון (ומרכיביהן - חומצות אמינו) מסונתזות ממים ופחמן דו חמצני באמצעות פוטוסינתזה, וכן עקב ספיגת יסודות חלבון אחרים: זרחן, חנקן, ברזל, מגנזיום, גופרית ממלחים שהם נמצא בצורה מומסת באדמה.
אורגניזמים של בעלי חיים מקבלים לרוב חומצות אמינו מוכנות מהמזון, מהן נבנה עוד חלבון ספציפי לכל אורגניזם מסוים. כמה חומצות אמינו (לא חיוניות) יכולות להיות מסונתזות על ידי אורגניזמים של בעלי חיים עצמם.
תכונות בנייה
השימוש בחלבונים מבוסס על תכונות. כימיה של כיתה זותרכובות אורגניות עקב נוכחותם של קשרי אמיד (פפטיד) בהן.
השימוש בחלבונים קשור לתפקידיהם העיקריים, בפרט, זרזים אנזימטיים המווסתים את המהירות והכיוון של תגובות כימיות בגוף.
שימוש רפואי
ריבית היא שימוש בחלבונים בצורה של תוספי מזון טיפוליים וחומרים רפואיים. בפועל, הידרוליזטים של חלבונים מבוקשים. כחלק מההידרוליזה האנזימטית או החומצית של קזאין, נוצרים הידרוליזטים של חלבונים בעלי חשיבות רפואית. לדוגמה, אמיגן נחוץ לאובדן דם חמור (מוכנס בצורה של תמיסה של 5% בתוספת גלוקוז).
במקרה של תזונה פרנטרלית, משתמשים בהידרוליזטים של חלבון (אמיקין, aminopeptide, fibrinosol). התרופה "Cerebrolysin", המורכבת משילוב של חומצות אמינו חיוניות, נחוצה לפיגור שכלי, הפרעות במחזור הדם המוחי, אובדן זיכרון.
פונקציות בגוף
כמו מקרומולקולות ביולוגיות אחרות (ליפידים, פוליסכרידים, חומצות גרעין), חלבונים הם מרכיבים חיוניים של אורגניזמים חיים. הם ממלאים תפקיד חשוב בחייו של כל תא. חשיבות מיוחדת היא השימוש בחלבונים בתהליכים מטבוליים. הם חלק מהאברון והשלד הציטוני (מבנים תוך-תאיים), המופרשים בחלל שבתוך התא, פועלים כאות המועבר בין תאים, משתתפים באופן פעיל ביצירת החומר הבין-תאי, וכן בהידרוליזה (פירוק) של אוכל.
פונקציות בסיסיות בגוף
לנתח את השימוש בחלבונים, בואו נתמקד בתפקודים העיקריים שמבצעים חומרים אורגניים אלה.
המפורסמת ביותר היא המשמעות האנזימטית. אנזימים הם חלבונים בעלי תכונות קטליטיות ייחודיות, כלומר, היכולת להאיץ תהליכים מטבוליים רבים באורגניזם חי.
הם מאיצים את פירוקן של מקרומולקולות מורכבות (קטבוליזם), מקדמים את הסינתזה שלהן (אנבוליזם), כולל תיקון ושכפול של DNA וסינתזת תבניות RNA.
למרות העובדה שהאנזימים מורכבים (בעיקר) משאריות חומצות אמינו, רק חלקם מקיימים אינטראקציה עם המצע, ורק מעטים מהם משתתפים ישירות בקטליזה.
חלבונים מבניים של השלד הציטוניים בצורה של "חיזוק" נותנים לאברונים צורה מסוימת. הם משתתפים פעילים בתהליך של שינוי צורת התאים. רוב החלבונים המבניים הם חוטיים. לדוגמה, מונומרים של בודולין ואקטין הם חלבונים כדוריים מסיסים, אך כשהם מתפלמרים, הם יוצרים חוטים ארוכים של שלד הציטוס, מה שמאפשר לתא לשמור על צורה מסוימת.
קולגן ואלסטין הם המרכיבים העיקריים של החומר הבין-תאי של רקמות החיבור (לדוגמה, סחוס). ציפורניים, שיער, נוצות ציפורים וקונכיות רכיכות נוצרות מהחלבון המבני קרטין.
תפקוד ההגנה של מקרומולקולות אלו חשוב גם הוא. הגנה פיזיתמספק חלבון קולגן, המהווה את הבסיס לחומר החיבור בין תאי של רקמות, כולל עצמות, גידים, שכבות עמוקות של הדרמיס.
תרומבינים ופיברינוגנים, המעורבים באופן פעיל בתהליך קרישת הדם, הם חלבונים חשובים המספקים לגוף הגנה פיזית.
