Białka to związki organiczne o skomplikowanej strukturze chemicznej i dużej różnorodności.
Są to polimery, które zbudowane są z aminokwasów. Aminokwasy połączone są ze sobą wiązaniami peptydowymi. Liczba aminokwasów budujących białka jest różna, może dochodzić nawet do 1000.
Aminokwasy to monomery, które zawierają w swojej budowie dwie grupy funkcyjne: grupę aminową (NH2) – tzw. N-koniec oraz grupę karboksylową – tzw. C-koniec. Jest 20 rodzajów aminokwasów budujących białka. Wszystkie te aminokwasy zbudowane są z atomów węgla, wodoru, tlenu i azotu. Są również aminokwasy, które w swej budowie posiadają atom siarki – aminokwasy siarkowe. Należą do nich metionina, cystyna i cysteina. Wiązanie peptydowe powstaje między grupą aminową jednego aminokwasu i grupą karboksylową drugiego aminokwasu, dając peptyd. Dipeptydy zbudowane są z dwóch cząsteczek aminokwasów.
Polipeptydy zawierają trzy i powyżej cząsteczek aminokwasów ułożonych w łańcuchy, więcej...
Białka to związki przyjmujące ściśle określoną konformację przestrzenną. Wymieniamy strukt
urę pierwszorzędową, drugorzędową, trzeciorzędową i czwartorzędową białek
. Pierwszorzędowa struktura białka to prosty łańcuch polipeptydów ułożonych w określonej kolejności aminokwasów (sekwencji). Struktura pierwszorzędowa jest stabilizowana tylko przez wiązania peptydowe. Między aminokwasami może dojść do różnego rodzaju oddziaływań, wtedy przyjmują strukturę drugorzędową. Są dwa rodzaje struktury drugorzędowej białka: typu alfa – w postaci prawoskrętnej helisy oraz typu beta – w postaci harmonijki, inaczej zwana strukturą „pogiętej kartki”. Struktura drugorzędowa białka jest podtrzymywana przez wiązania wodorowe tworzące się między aminokwasami. Jeżeli dojdzie do przyciągania pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasów ma miejsce silniejsze skręcenie i wygięcie struktury drugorzędowej białka. Powoduje to powstanie trójwymiarowej struktury przestrzennej białka, czyli struktury trzeciorzędowej białka. Struktura trzeciorzędowa jest stabilizowana przez wiązania wodorowe oraz przez tzw. mostki dwusiarczkowe. Wiązania te powstają pomiędzy łańcuchami bocznymi aminokwasu siarkowego – cysteiny. Struktura czwartorzędowa białka powstaje w skutek połączenia się kilku łańcuchów polipeptydowych o konformacji
przestrzennej. Struktury II-, III- i IV-rzędowa nazywane są strukturą wtórną
białka. Struktura I-rzędowa to struktura pierwotna
białka.
Denaturacja to proces zniszczenia wtórnej struktury białka. Jest on nieodwracalny i zachodzi pod wpływem wielu czynników. Należą do nich: wysoka temperatura (powyżej 50 st.),
detergenty, alkohole, stężone kwasy i zasady, duże zmiany pH, wysokie stężenia jonów metali ciężkich. Białko po zajściu denaturacji zatraca swe właściwości biologiczne.
Białka można podzielić ze względu na kształt na białka fibrylarne i globularne. Białka fibrylarne mają kształt wydłużony, w postaci włókien, natomiast cząsteczki białek globularnych przyjmują kształt znacznie zbliżony do kuli. Różnią się też właściwościami. Białka fibrylarne są nierozpuszczalne w wodzie i wodnych roztworach soli i wytrzymałe. Białka globularne są rozpuszczalne w wodzie i wodnych roztworach soli, tworzą roztwory koloidalne.
Białka dzieli się na białka proste (proteiny) i białka złożone (proteidy). Białka proste zbudowane są jedynie z aminokwasów, a białka złożone oprócz aminokwasów posiadają dodatkowe związki. Mogą nimi być lipidy, węglowodany, kwasy nukleinowe, reszta kwasu fosforowego, atomy metali. Są to kolejno: lipoproteidy, glikoproteidy, nukleoproteidy, fosfoproteidy, metaloproteidy.
Białka proste:
1. Białka włókienkowe:
- keratyny- wchodzą w skład włosów, paznokci, kopyt. Są to białka nierozpuszczalne, w których występują liczne wiązania dwusiarczkowe,
- kolageny- słabo rozpuszczalne w zimnej wodzie, po zagotowaniu tworzą żelatynę. U ssaków stanowią ok.25-35% wszystkich białek,
- fibrynogen- występuje w osoczu krwi,
- fibroina- główny składnik naturalnego jedwiabiu,
- elastyna- występuje w ścięgnach, wiązadłąch, ścianach naczyń krwionośnych.
2. Albuminy - składnik płynów ustrojowych i tkanek stałych. Występuje w mleku, jajach,
nasionach. Łatwo rozpuszczają się w wodzie.
3. Globuliny - dobrze rozpuszczalne w roztworze soli fizjologicznych.
4. Miozyna i aktyna - stanowią ok.40% tkanki mięśniowej, umożliwiają skurcz mięśni - 'molekularny motor'.
Białka złożone:
1. Chromoproteiny to białka zawierające substancję barwną:
- hemoglobina- odpowiedzialna za transport tlenu (znajduje się w erytrocytach), - mioglobina- magazynuje tlen w mięśniach,
- cytochrom c- przenosi elektrony w łańcuchu oddechowym, - katalaza- enzym rozkładający H2O2.
2. Glikoproteiny zawierają kowalencyjnie związane oligosacharydy:
- glukoamylaza, - pektynaza,
- białka błony komórkowej, - mucyna.
3. Nukleoproteiny:
- histony budujące m.in. chromatynę jądrową. Histony łączą się wiązaniami jonowymi z kwasami nukleinowymi.
4. Lipoproteiny zawierają tłuszcze, kwasy tłuszczowe, steroidy lub fosfolipidy. Pełnią fukncje transportową, wchodzą w skład błon komórkowych.
5. Metaloproteiny zawierają jony metali połączone wiązaniem koordynacyjnym.
- ferrytyna - magazynuje żelazo Fe.
Funkcje białek
Białka w organizmach pełnią przede wszystkim funkcję strukturalną i zapasową. Białka budują organelle komórkowe: błony biologiczne, chromatynę jądrową, cytoplazmę i inne. Na poziomie organizmu białka fibrylarne wchodzą w skład tkanki łącznej (kolagen, elastyna), skrzepów krwi (fibryna), tworów naskórka ssaków (włosy, paznokcie, kopyta).
Białka globularne
są przede wszystkim składnikami płynów ustrojowych organizmu, m.in. krwi – albuminy i globuliny. Inną ważną funkcją białek jest
funkcja regulacyjna . Białkami są
enzymy komórkowe
kontrolujące przebieg reakcji metabolicznych. Są również hormony o budowie białkowej np.
insulina, adrenalina. Białka pełnią również funkcje transportowe, tworzą przenośniki i kanały jonowe w błonach komórkowych. Białkiem o roli
transportowej
w organizmie pełni hemoglobina ( transport gazów oddechowych). Mamy również białka odpornościowe – immunoglobuliny
(przeciwciała). Białka posiadają również wiele innych funkcji,biorą udział np.:
- podczas naprawy tkanek, - w regulacji równowagi wodnej, - w procesie widzenia.
Białko w żywieniu człowieka:
Białka pełnowartościowe - to białka, które zawierają wszystkie niezbędne dla organizmu a minokwasy egzogenne
. Białka pełnowartościowe znajdziemy w pokarmie pochodzenia zwierzęcego.
Białka niepełnowartościowe - to białka,które nie zawierają kompletu niezbędnych aminokwasów. Źródłem białka niepełnowartociwego jest pokarm roślinny. Dlatego bardzo istotne jest, by w diecie wegetariańskiej bilansować posiłki w sposób umożliwiający
uzupełnienie wszytskich niezbędnych aminokwasów.
Wart
ość odżywcza białek:
Wartość odżywcza białka zależy od:
- zawartości aminokwasó egzogennych i endogennych,
- wzajemnych proporcji między aminokwasami egzogennymi, które powinny być zbliżone do proporcji występującej w białku ustrojowym,
- strawność produktów białkowych.
Czytaj również:
- Aminokwasy
- Reakcja ninhydrynowa - wykrywanie aminokwasów - Mikroelementy
- Makroelementy - Tłuszczowce (Lipidy) - Cukry (węglowodany)
