Minden az 1. proteinrészről - FOODPUNK
Ami valójában ... fehérje?
A moduláris fehérjerendszer Mi a különbség az egyes aminosavak között? Az alakzatok sokfélesége a fehérjékben Denaturáció - a fehérje szerkezetének változása
Hol fordulnak elő valójában a fehérjék? Tejfehérjék Tojásfehérjék A hús, mint fehérjeforrás A növények, mint fehérjeforrás
A következő cikkben egy kicsit többet szeretnénk elmondani a fehérjékről. Három makrotápanyagunk (szénhidrátok, fehérjék, zsír) közül a fehérjék képviselik a legkülönbözőbb molekulacsoportot, amelyek szerepet játszanak testünk gyakorlatilag minden biológiai struktúrájában és minden folyamatában.
A táplálkozás kapcsán gyakran csak arról beszélünk, hogy a fehérjék fontosak az izom fenntartásában, és bizonyos arányban be kell őket venni étrendünkbe. A fehérjéket gyakran egységes anyaggá általánosítják. Természetesen nem csak egy fehérje létezik, hanem több ezer különböző fehérje, különböző méretben, formában és ami a legfontosabb, különböző feladatokkal.
"A fehérjék nemcsak az izmok fenntartása szempontjából fontosak"
Később a különféle funkciókkal foglalkozunk. Csak néhány példa: Vannak struktúrát adó fehérjék, transzportfehérjék, enzimek, raktárfehérjék és még sok más. De miért vállalhatnak olyan sokféle feladatot a fehérjék? Ennek megértéséhez nézzük meg közelebbről a szerkezetet.
A fehérjék legkisebb szerkezeti egységét aminosavaknak nevezzük. 20 proteinogén - azaz fehérjét képző aminosav létezik. Az összes fehérje ebből a 20 aminosavból áll. A Lego-dobozban található Lego-téglákhoz hasonlóan az aminosavakat is számtalan kombinációban lehet összerakni. Mindegyik kombináció más-más fehérjét biztosít. Egyes fehérjék csak néhány száz aminosavból állnak, mások több ezerből.
"20 aminosav képezi fehérjeink építőköveit."
A test az aminosavak nagy részét maga képes előállítani. A többi elengedhetetlen, és étellel kell megszerezni. Az esszenciális aminosavak a lizin, a leucin, az izoleucin, a treonin, a valin, a metionin, a fenilalanin és a triptofán.
Mi a különbség az egyes aminosavak között?
"A rövid láncokat peptideknek, a hosszú láncokat fehérjéknek"
Ha akár 100 aminosavat is összefűznek egy láncban, akkor a peptidekről (rövid fehérjék) és még hosszabb láncok esetén a fehérjékről beszélünk. Kicsit el is képzelheti az egészet, mint egy gyöngysort.
"Az aminosavak különböző tulajdonságai a fehérjék különböző tulajdonságaihoz vezetnek"
Most említettük, hogy a különböző aminosavak eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek. Néhány aminosavval rendelkezik alapvető vagy savas tulajdonságai, vannak vízben oldódó (hidrofil) vagy vízben oldhatatlan e (hidrofób), negatív vagy pozitív töltésű Az egyes aminosavak tulajdonságai később meghatározóak a fehérje tulajdonságai és funkciói szempontjából. Ha sok hidrofil aminosav van, akkor a fehérje valószínűleg nagyon jól oldódik vízben. Ha az aminosavak hidrofóbabbak, a fehérje nem oldódik fel olyan könnyen a vízben.
Az alakzatok sokfélesége a fehérjékben
Még akkor is, ha ilyen egyetlen fehérjemolekulát nem lát, fontos tisztában lenni azzal, hogy a fehérjék térszerkezetűek. Helyet foglalnak a helyiségben, és nagyon egyedi formájuk van, amely az egyes fehérjékre jellemző.
Az aminosavak hosszú láncolata az úgynevezett primer fehérjeszerkezet. Minden fehérjének nagyon egyedi aminosav-szekvenciája van, amely jellemző erre a fehérjére. Ezen elsődleges szerkezet mellett a fehérje továbbra is nagyon specifikus formába hajlik.
"A fehérjék kompaktan felhajlanak"
Attól függően, hogy melyik aminosavak találhatók egy fehérjében és milyen sorrendben vannak összefűzve, a fehérje szakaszai bizonyos struktúrákba hajlanak. Ezek elsősorban lapos szerkezetek (úgynevezett röpcédulák) vagy spirális - azaz spirális szerkezetek. Ezeket a struktúrákat másodlagos struktúráknak nevezzük.
1. fotó: Shutterstock/moleku_be
2. fotó: redőny/magnetix
Leegyszerűsítve azt lehet mondani, hogy az aminosavak szívesebben lépnek kölcsönhatásba a hozzájuk hasonló aminosavakkal. Ha ezek az aminosavak nincsenek egymás mellett, akkor a gyöngy nyakláncot össze kell hajtani, hogy ezek az aminosavak közelebb kerüljenek egymáshoz. Egy fehérje csak hélixekből vagy lapokból állhat, vagy tartalmazhat hélixeket és lapszerkezeteket is. A fehérje teljes háromdimenziós megjelenését harmadlagos szerkezetnek nevezzük. Vannak például gömbölyöbb fehérjék, például hemoglobin, vagy hosszú, rostos fehérjék, például kollagén.
"Ahhoz, hogy egy fehérje jól oldódjon a vízben, meg kell hajtódnia oly módon, hogy a vízben oldódó aminosavak kívül, a vízben oldhatatlan aminosavak pedig belül legyenek."
Nemcsak az aminosav-szekvencia, hanem a hajtogatás is fontos befolyásoló tényező a fehérjék különböző tulajdonságai szempontjából. Nézzünk két példát. A tejsavófehérjék gömb alakú fehérjék. Úgy hajlanak össze, hogy a vízben oldódó aminosavak főleg a gömb felületén, a vízben oldhatatlan aminosavak pedig inkább a gömbön belül helyezkednek el. Ez a fehérjét vízoldhatóvá teszi. A vérünkben lévő transzportfehérjének, például a hemoglobinnak, amely oxigént szállíthat, természetesen jól kell oldódnia vízben, mivel vérünk vizes oldat, és a hemoglobin nem képes mást szállítani. Az ilyen molekulák ezért a vízben jobban oldható aminosavakat tartalmaznak. De természetesen vannak olyan fehérjék is, amelyek nem oldódnak vízben. Például a szerkezeti fehérjék vagy az izomfehérjék nagyon kompakt felépítésűek, ezért nem oldódnak vízben. Hülyeség lenne, ha úszás közben hirtelen szakítanánk.
Ismételjük újra: Minden fehérjének van egy speciális aminosav-szekvenciája, és jellegzetes formát ölt. Mindkettő nagyon fontos biológiai funkciójuk szempontjából. De mi történik most, ha megváltoztatom ezt a struktúrát?
"A fehérjék szerkezeti változását koagulációnak vagy denaturációnak nevezzük."
A denaturálás során a fehérjék tercier és szekunder szerkezete megváltozik vagy megsemmisül. A fehérjék szerkezete érzékeny a különféle külső hatásokra, például hőre, savakra, enzimekre vagy sókra.
"A hő és a sav koagulálhatja a fehérjéket."
Valószínűleg mindenki elképzelhet valamit hő denaturálás alatt, mert mindegyikőtök már főzött egy tojást. A tojásban található fehérjék a főzés vagy a sütés hőjén keresztül bontakoznak ki. A korábban a molekula belsejében elrejtett aminosavak hirtelen felszínre kerülnek, és reagálhatnak más fehérjék egyes részeivel. A korábban megrendelt szerkezet helyett hirtelen sok kusza lánc van, és a folyékony helyett most egy keményre főtt tojás.
Fotó: Shutterstock/Barbro Bergfeldt
A joghurttal nagyon hasonlóan működik. Itt csak savat használnak, nem hőt. A tejsavbaktériumok a tejben található laktózzal táplálkoznak, és a folyamat során tejsavat termelnek. A savasság miatt a kazeinek (bizonyos tejfehérjék) elveszítik oldhatóságukat a tejben és kicsapódnak. Ezután felhalmozódnak és háromdimenziós fehérjehálózatot képeznek, amely biztosítja a joghurt megkötését.
A sajttal az egész enzimatikusan történik. Az oltó (a sajt előállításához szükséges enzim) úgymond levágja a vízben oldódó aminosavcsoportokat a kazein felületéről. Ez azt is jelenti, hogy a kazein már nem oldódik, és szilárd sajt képződik.
"Sajt, joghurt, kemény tojás - példa a koagulált fehérjére"
A fehérjék denaturálása nemcsak a sajt és a joghurt előállításánál fontos. Táplálkozási szempontból az is fontos, hogy az élelmiszer-fehérjéket először denaturálják. A kibontott fehérjéket enzimjeink sokkal jobban lebonthatják egyes részeikre. Egyébként a gyomorsavunk is ott van, hogy denaturálja az élelmiszerekben található fehérjéket.
Az egyik vagy másik fehérjét már említettem az előző szövegben. Számos fehérjét ma már angol névvel is használnak, például tejsavót. Ezért itt van egy rövid áttekintés a legfontosabb étkezési fehérjék eredetéről és megnevezéséről:
Tejfehérjék
"A kazeinek és a tejsavófehérjék egyaránt tejfehérjék."
A tej két fehérjefrakciót tartalmaz. A tejsavófehérjék - nem létezik egy tejsavófehérje, hanem különféle fehérjék, amelyeket tulajdonságaik alapján tejsavófehérjéknek minősítenek - és a kazeinek. Ismét egy csoport különböző fehérjék. A tejsavófehérjék érzékenyek a hőre és képezik a tejbőrt, például pudingban vagy kakaóban.
"A tejsavó a tejsavófehérje angol neve."
Magyarul a tejsavófehérjéket tejsavónak hívják. A kazeinek hőstabilak, de nem savasak, és felelősek a joghurt vagy a sajt keményítéséért.
Tojásfehérjék
Különböző fehérjék találhatók mind a tojássárgájában, mind a tojásfehérjében. A tojássárgája is tartalmaz zsírt. Mennyiségében a leggyakoribb fehérje az ovalbumin, amely a tojásfehérjében található.
A hús, mint fehérjeforrás
Az izomfehérjék mellett, mint a miozin és az aktin, két fontos képviselő megnevezésére léteznek olyan kötőszöveti fehérjék is, mint a kollagén és az elasztin. Ezáltal a kollagén játszik fontosabb szerepet étrendünkben. Főleg kötőszövetet tartalmazó bőrökben, inakban, csontokban és húsdarabokban található meg.
A növények, mint fehérjeforrás
A növények is egyre fontosabbak, mint fehérjeforrások. Növényi fehérjeforrások közé tartozik például a kendermag, a rizs, a borsó és a csillagfürt.
Fehérje-sorozatunk többi cikkében rávilágítottunk a fehérjék fontosságára az élelmiszertermelésben, valamint az állati és növényi eredetű fehérjék különböző értékeire.
Kíváncsi arra, hogy mennyi fehérje megengedett egy alacsony szénhidráttartalmú keto étrendben? A választ a ketogén étrendről szóló részletes cikkünkben találja meg.