Hydrolysis (hydrolysis) ng mga protina ay ang proseso ng paghiwa-hiwalay ng mga kadena ng mga molekula ng protina.
Ang mga resultang fragment ay pinangalanan at may ilang mga kapaki-pakinabang na katangian. Ang pangunahing isa ay mas mabilis na pagsipsip kumpara sa orihinal na molekula. Ang perpektong hydrolysis ng mga protina ay ang pagkasira ng isang molekula ng protina sa mga bumubuo nitong amino acid. Sila ang bumubuo ng batayan ng mga amino acid complex - ang pinaka-epektibong gamot sa mga tuntunin ng pagbibigay ng mga selula ng kalamnan na may materyal na gusali. Gayunpaman, hindi palaging makatuwiran na magsagawa ng kumpletong siklo ng hydrolysis. Upang mapabuti ang rate ng asimilasyon at dagdagan ang mga protina, sapat na upang isagawa ang bahagyang hydrolysis ng protina. Bilang resulta, ang orihinal na molekula ay nasira sa mga kadena ng ilang mga amino acid, na tinatawag na di- at tri-peptides.
Proseso ng hydrolysis ng protina
Noong huling bahagi ng ika-19 na siglo, natuklasan ng mga siyentipiko na ang mga protina ay binubuo ng mas maliliit na particle na tinatawag na amino acids. At mula sa oras na iyon nagsimula ang pag-aaral ng parehong mga amino acid at mga pamamaraan para sa paghihiwalay sa kanila mula sa istraktura ng protina. Kung saan ang mga amino acid ay hindi random na nakagapos, ngunit nasa isang tiyak na pagkakasunud-sunod ng DNA. Para sa katawan ng tao, ang pagkakasunud-sunod na ito ay hindi gumaganap ng isang papel. Ang katawan ay nangangailangan lamang ng mga amino acid, na siyang gawain ng sistema ng pagtunaw na "i-extract". Sa proseso ng panunaw, sinisira ng katawan ang mga protina sa mga indibidwal na amino acid, na pumapasok sa daluyan ng dugo. Gayunpaman, depende sa daan-daang mga kadahilanan, ang kahusayan ng panunaw ay malayo sa 100%. Batay sa porsyento ng mga sangkap na hinihigop sa proseso ng panunaw, tinatantya ang nutritional value ng isang produkto. Maaaring lubos na mapataas ng hydrolysis ang nutritional value ng mga protina. Ito ay hindi laban sa mga naturang proseso para sa pagkuha ng protina bilang. Ang hydrolysis ay isang proseso ng pangalawang pagproseso ng isang protina na nakahiwalay na sa isang paraan o iba pa.
Ang hilaw na materyal para sa hydrolysis ay bahagyang naproseso na gatas. Bilang isang patakaran, ang pinakamurang protina ng gatas ay kinuha. Dahil sa karagdagang pagpoproseso at pangwakas na resulta, hindi makatuwirang gumamit ng mas mahal na sangkap tulad ng whey protein o ihiwalay. Para sa mga layuning medikal, ang dugo ng hayop ay maaari ding gamitin sa hydrolysis, ngunit hindi ito naaangkop sa industriya ng palakasan. Ang mga pangunahing paraan ng hydrolysis ng mga protina ng gatas ay acid hydrolysis at enzymatic hydrolysis.
Acid hydrolysis
Ang kakanyahan ng prosesong ito ay ang pagproseso ng feedstock na may ilang mga acid. Ang protina ay ginagamot ng hydrochloric acid at pinainit sa humigit-kumulang 105-110 °C. Sa ganitong estado, ito ay itinatago para sa isang araw. Bilang resulta, ang mga molecular bond ay nasira at ang mga protina ay nasira sa mga indibidwal na amino acid. Ang acid hydrolysis ay ang pinakasimple at pinakamurang ipatupad. Gayunpaman, gumagawa ito ng napakataas na pangangailangan sa pagsunod sa teknolohiya at, higit sa lahat, sa kalidad at katumpakan ng mga dosis ng mga reagents. Ang paggamit ng mga maling acid o maling dosis kasama ng mga molecular bond ay maaaring sirain ang mga amino acid mismo. Bilang resulta, ang huling produkto ay magkakaroon ng hindi kumpletong spectrum ng amino acid. At ang mga labi ng mga asin at acid ay malamang na hindi magkaroon ng positibong epekto sa panunaw.
Enzymatic (enzymatic) hydrolysis
Ang enzymatic hydrolysis ng mga protina ay medyo inuulit ang natural na proseso ng panunaw. Ang feedstock (kadalasan -) ay may halong mga enzyme na nagsasagawa ng "pagtunaw" ng protina at tinitiyak ang pagkasira nito sa mga amino acid. At ito ang pamamaraang ito na kadalasang ginagamit sa industriya ng palakasan. Ang enzymatic (enzymatic) hydrolysis ng mga protina ay hindi gaanong hinihingi sa mga tuntunin ng teknolohiya. Ang mga sobrang enzyme ay mas madaling alisin at hindi sila nagdadala ng pinsala tulad ng mga acid.
Sa unang yugto ng enzymatic hydrolysis, ang hilaw na materyal ay sumasailalim sa magaan na paggamot sa init. Bilang resulta, ang protina ay bahagyang na-denatured (nawasak). Pagkatapos nito, ang nagresultang bahagi ay halo-halong mga enzyme na kumukumpleto sa proseso ng hydrolysis.
Ang paggamit ng protina hydrolysis sa sports nutrition
Ang hydrolysis ng protina ay isang tunay na paghahanap at kaligtasan para sa industriya. Salamat dito, hindi ka lamang makakakuha ng mga purong amino acid complex, ngunit makabuluhang taasan din ang pagiging epektibo ng mga maginoo na protina at gainers. Marami ang partikular na tinatrato ang mga indibidwal na paghahanda na may mga enzyme. Bilang resulta ng bahagyang hydrolysis na ito ng protina, ang rate ng asimilasyon ay tumataas. At din maraming mga problema sa indibidwal na hindi pagpaparaan sa mga bahagi ng protina ng gatas ay nalutas. Sa ilang mga produkto, maaari ka ring makahanap ng isang pagbanggit ng pagkakaroon ng mga digestive enzymes sa kanila. Sa ilang mga protina, ito ay mga ordinaryong digestive enzymes na nagsisimulang gumana lamang sa tiyan. At sa ilan, ito ang mga labi ng proseso ng enzymatic hydrolysis. Sa anumang kaso, ang mga naturang protina ay nasisipsip nang mas mabilis at mas mahusay.
Sa teorya, ang paggamit ng hydrolyzed na protina ay maaaring mapalitan ng paggamit ng isang simpleng protina kasama ng mga digestive enzymes (tulad ng festal, mezim forte, atbp.). Ito ay magiging mas mura. Gayunpaman, ang hiwalay na paggamit ng protina ng gatas at mga enzyme ay hindi kasing epektibo. Hindi mo magagawang tumpak na matukoy ang tamang dosis ng mga enzyme. Ang kanilang labis ay malamang na hindi kapaki-pakinabang sa iyong katawan. Ang kawalan ay ang hydrolysis ng mga protina ay magiging bahagyang lamang.
Ang mga benepisyo at pinsala ng hydrolysis ng protina
Ang hydrolysis ng protina ay ginagamit sa mga sumusunod na kaso:
- Upang mapabilis ang pagkatunaw ng protina
- Upang mabawasan ang mga reaksiyong alerdyi
- Upang makakuha ng purong amino acids
Ang partikular na tala ay ang mga isyu ng mga reaksiyong alerdyi. Ang mga alerdyi sa pagkain ay hindi karaniwan sa ating panahon, ang hindi pagpaparaan sa mga produkto o ang kanilang mga indibidwal na bahagi ay nangyayari nang regular. Ang isang halimbawa ay ang lactose intolerance. Ang allergy sa pagkain ay isang reaksyon sa mga partikular na protina na matatagpuan sa mga pagkain. Sa hydrolysis, ang mga protina na ito ay nahahati sa mga peptide. Na mga fragment lamang ng mga protina at hindi na nagiging sanhi ng mga reaksiyong alerdyi. Ito ay lalong nagkakahalaga ng pagpuna na ang nutritional value ng mga nagresultang mixtures ay hindi mas mababa sa nutritional value ng feedstock.
Sa mga disadvantages ng hydrolysis, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa pagkasira ng mga kapaki-pakinabang na bakterya. Sa kabila ng katotohanan na maraming mga kumpanya ang nag-aangkin ng pagkakaroon ng bifidobacteria, ang isa ay dapat na layunin - ang hydrolysis ay sumisira sa kanila. At ang bifidobacteria ay maaaring naroroon lamang kapag sila ay ipinakilala mula sa labas. Gayunpaman, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa nutrisyon sa palakasan, kung gayon sa unang lugar narito pa rin ang nutritional value ng nagresultang sweep.
Sa proseso ng pagluluto at pagproseso ng culinary ng pagkain, ang mga protina ay maaaring sumailalim sa iba't ibang pagbabago.
reaksyon ng melanoidin
Ang mga natutunaw na amino acid (glycine, alanine, asparagine, atbp.) ay malakas na tumutugon sa mga asukal na mayroong libreng carbonyl group (xylose, fructose, glucose, maltose). Ang reaksyon ng melanoidin ay pinakamadaling nagpapatuloy sa isang molar ratio sa pagitan ng mga amino acid at asukal na 1:2.
Ang isang amino acid ay tumutugon sa asukal sa sumusunod na paraan:
CH 2 OH-(CHOH) 4 -COH + H 2 N-CH 2 -COOH --------
glucose glycine
---------- CH 2 OH-(CHOH) 4 -C-NH-CH 2 -COOH
Ang mga bahagyang natutunaw na acid (cystine, tyrosine) ay hindi gaanong aktibo. Ang reaksyon ng melanoidin ay sinamahan ng pagbuo ng mga intermediate compound: aldehydes, cyclic group ng furfural, at pagkatapos ay pyrrole character. Ang mga reaksyon ng melanoidin ay isinaaktibo sa mataas na temperatura, lalo na sa kaso ng paulit-ulit na pag-init.
Bilang resulta ng reaksyong ito, nangyayari ang browning ng crust ng puting tinapay: sa panahon ng pagluluto, ang mga amino acid sa ibabaw ng tinapay ay tumutugon sa mga asukal na nabuo sa panahon ng pagbuburo ng kuwarta.
Ang melanoidins ay maaari ding mabuo sa panahon ng pag-iimbak ng de-latang pagkain.
Hydrolysis ng protina
Maaari itong mangyari sa ilalim ng impluwensya ng mga enzyme, acid o alkalis. Sa ganitong paraan, makakakuha ka ng alinman sa mga amino acid na bumubuo sa mga protina. Ang praktikal na kahalagahan ay ang hydrolysis ng yeast biomass na lumago sa mga hilaw na materyales na naglalaman ng hydrocarbon, at kabilang ang hanggang 40% na mga protina. Ang carbon dioxide, alkohol, paraffin ng langis, natural na gas, basura sa industriya ng pagproseso ng kahoy ay maaari ding magsilbi bilang mga hilaw na materyales para sa pagkuha ng biomass sa pamamagitan ng microbiological na paraan. Ang mga amino acid na nakuha mula sa mga hydrolysate ng protina ay pinaghihiwalay ng ion-exchange chromatography, electrophoresis at gas-liquid chromatography.
Protein hydration
Ang mga protina ay nagbubuklod ng tubig, i.e. nagpapakita ng hydrophilic properties. Sa parehong oras, sila ay namamaga, ang kanilang masa at dami ay tumataas. Ang pamamaga ng protina ay sinamahan ng bahagyang pagkatunaw nito. Ang hydrophilicity ng mga indibidwal na protina ay nakasalalay sa kanilang istraktura. Ang hydrophilic -CO-NH- (peptide bond), amino group -NH 2, carboxyl -COOH- na mga grupo ay naroroon sa kanilang komposisyon at matatagpuan sa ibabaw ng protina macromolecule ay nakakaakit ng mga molekula ng tubig, na mahigpit na naka-orient sa kanila sa ibabaw ng molekula.
Ang hydration (tubig) shell na nakapalibot sa mga globule ng protina ay pumipigil sa pagsasama-sama at, dahil dito, nag-aambag sa katatagan ng mga solusyon sa protina at pinipigilan ang pag-ulan nito.
H 3 N + -(CH 2) n-COOH + NH 3 - (CH 2) n-COO - NH 2 - (CH 2) n-COO -
isoelektrikong punto
pH=1.0 pH=7.0 pH=11.0
Sa isoelectric point (tingnan ang diagram), ang mga protina ay may pinakamaliit na kakayahang magbigkis ng tubig, ang hydration shell sa paligid ng mga molekula ng protina ay nawasak, kaya't sila ay pinagsama upang bumuo ng malalaking pinagsama-samang. Kapag ang pH ng medium ay nagbabago, ang molekula ng protina ay sinisingil at ang kapasidad ng hydration nito ay nagbabago. Sa limitadong pamamaga, ang mga puro solusyon sa protina ay bumubuo ng mga kumplikadong sistema na tinatawag na mga studio. Ang mga globular na protina ay maaaring ganap na ma-hydrated sa pamamagitan ng pagtunaw sa tubig (halimbawa, mga protina ng gatas), na bumubuo ng mga solusyon na may mababang konsentrasyon.
Hydrophilic na katangian ng mga protina, i.e. ang kanilang kakayahang bumuo ng mga studio, patatagin ang mga suspensyon, emulsion at foams ay napakahalaga sa industriya ng pagkain. Ang iba't ibang hydrophilicity ng gluten proteins ay isa sa mga tampok na nagpapakilala sa kalidad ng butil ng trigo at ang harina na nakuha mula dito (ang tinatawag na malakas at mahinang trigo). Ang hydrophilicity ng mga protina ng butil at harina ay may mahalagang papel sa pag-iimbak at pagproseso ng butil, sa pagluluto. Ang kuwarta, na nakuha sa industriya ng pagluluto sa hurno, sa paggawa ng mga produktong confectionery ng harina, ay isang protina na namamaga sa tubig, isang puro halaya na naglalaman ng mga butil ng almirol.
DEPINISYON
Mga ardilya ay mga compound na may mataas na molekular na timbang. Maaari silang kondisyon na maiugnay sa pangkat ng mga polimer.
Ang mga monomeric unit ng mga protina ay peptides, na binubuo ng mga amino acid. Kung ang isang substansiya ay naglalaman ng higit sa 100 residue ng amino acid, ito ay inuuri bilang isang protina; mas mababa sa 100 ay isang peptide pa rin. Ang pagbuo ng mga protina (peptide bond) ay maaaring ilarawan sa eskematiko tulad ng sumusunod:
Hydrolysis ng protina
Ang mga protina ay maaaring bahagyang mag-hydrolyze. Kung iniisip natin na ang hydrolysis ay nagpapatuloy hanggang sa katapusan, i.e. ganap, pagkatapos ay isang halo ng mga amino acid ay nakuha bilang mga produkto ng reaksyon. Bilang karagdagan sa mga sangkap na ito, ang mga carbohydrate, pyrimidine at purine base, at phosphoric acid ay natagpuan sa solusyon pagkatapos ng hydrolysis. Ang hydrolysis ng mga protina ay nagpapatuloy sa ilalim ng ilang mga kundisyon: kumukulo sa isang acid o alkali solution.
Kung ang mga protina ay naglalaman ng mga amide bond dahil sa pagkakaroon ng mga amino acid na may branched side radicals na lumilikha ng mga steric na hadlang, tulad ng sa leucine o valine, kung gayon ang hydrolysis ay imposible.
Kung ang protina ay nasira sa mga sangkap sa isang alkaline na daluyan, pagkatapos ay ang hydrolysis ay isinasagawa sa isang acidic at kabaligtaran.
Karaniwan, ang equation para sa reaksyon ng hydrolysis ng protina ay maaaring isulat bilang:
Bakit kailangan ang hydrolysis ng protina?
Dahil ang mga protina ay mga macromolecular compound, ang mga ito ay hindi gaanong nakikita ng katawan, dahil ang anumang produktong pagkain, na pinagmulan ng halaman o hayop, ay naglalaman ng mga protina. Binabagsak ng hydrolysis ang mga protina sa mga produktong mababa ang molekular na timbang, kaya ginagamit ito upang mapabilis ang pagkatunaw ng mga protina (nutrisyon sa sports), bawasan ang mga reaksiyong alerdyi (pagkain ng sanggol, lalo na ang formula ng gatas), at makakuha ng mga amino acid.
Mga halimbawa ng paglutas ng problema
HALIMBAWA 1
Mga ardilya- mga high-molecular organic compound na binubuo ng mga residue ng amino acid na konektado sa isang mahabang chain ng isang peptide bond.
Ang komposisyon ng mga protina ng mga buhay na organismo ay kinabibilangan lamang ng 20 uri ng mga amino acid, na lahat ay mga alpha-amino acid, at ang amino acid na komposisyon ng mga protina at ang kanilang pagkakasunud-sunod ng koneksyon sa isa't isa ay tinutukoy ng indibidwal na genetic code ng isang buhay. organismo.
Ang isa sa mga tampok ng mga protina ay ang kanilang kakayahang kusang bumuo ng mga spatial na istruktura na katangian lamang para sa partikular na protinang ito.
Dahil sa pagiging tiyak ng kanilang istraktura, ang mga protina ay maaaring magkaroon ng iba't ibang mga katangian. Halimbawa, ang mga protina na may globular quaternary na istraktura, lalo na ang protina ng itlog ng manok, ay natutunaw sa tubig upang bumuo ng mga colloidal na solusyon. Ang mga protina na may fibrillar quaternary na istraktura ay hindi natutunaw sa tubig. Ang mga protina ng fibrillar, sa partikular, ay bumubuo ng mga kuko, buhok, kartilago.
Mga kemikal na katangian ng mga protina
Hydrolysis
Ang lahat ng mga protina ay may kakayahang sumailalim sa hydrolysis. Sa kaso ng kumpletong hydrolysis ng mga protina, nabuo ang isang halo ng mga α-amino acid:
Protein + nH 2 O => pinaghalong α-amino acids
Denaturasyon
Ang pagkasira ng pangalawang, tertiary at quaternary na istruktura ng isang protina nang hindi sinisira ang pangunahing istraktura nito ay tinatawag na denaturation. Ang denaturation ng protina ay maaaring magpatuloy sa ilalim ng pagkilos ng mga solusyon ng sodium, potassium o ammonium salts - ang naturang denaturation ay mababalik:
Ang denaturation na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng radiation (halimbawa, pag-init) o pagproseso ng protina na may mga asing-gamot ng mabibigat na metal ay hindi maibabalik:
Kaya, halimbawa, ang hindi maibabalik na denaturation ng protina ay sinusunod sa panahon ng paggamot sa init ng mga itlog sa panahon ng kanilang paghahanda. Bilang resulta ng denaturation ng puti ng itlog, nawawala ang kakayahang matunaw sa tubig na may pagbuo ng isang colloidal solution.
Mga husay na reaksyon sa mga protina
Biuret reaction
Kung ang isang 10% na solusyon ng sodium hydroxide ay idinagdag sa isang solusyon na naglalaman ng protina, at pagkatapos ay isang maliit na halaga ng isang 1% na solusyon sa tanso na sulpate, isang kulay na violet ang lilitaw.
solusyon sa protina + NaOH (10% solusyon) + СuSO 4 = kulay violet
reaksyon ng xantoprotein
ang mga solusyon sa protina kapag pinakuluan na may puro nitric acid ay nagiging dilaw:
solusyon sa protina + HNO 3 (conc.) => dilaw na kulay
Biological function ng mga protina
| catalytic | nagpapabilis ng iba't ibang reaksiyong kemikal sa mga buhay na organismo | mga enzyme |
| istruktural | materyal sa pagbuo ng cell | collagen, mga protina ng lamad ng cell |
| proteksiyon | protektahan ang katawan mula sa mga impeksyon | immunoglobulins, interferon |
| regulasyon | ayusin ang mga proseso ng metabolic | mga hormone |
| transportasyon | paglipat ng mga mahahalagang sangkap mula sa isang bahagi ng katawan patungo sa isa pa | ang hemoglobin ay nagdadala ng oxygen |
| enerhiya | magbigay ng enerhiya sa katawan | Ang 1 gramo ng protina ay maaaring magbigay sa katawan ng 17.6 J ng enerhiya |
| motor (motor) | anumang motor function ng katawan | myosin (protein ng kalamnan) |
Ang mga protina, o mga sangkap ng protina, ay mataas na molekular (nag-iiba ang timbang ng molekular mula 5-10 libo hanggang 1 milyon o higit pa) mga natural na polimer, na ang mga molekula ay binuo mula sa mga residue ng amino acid na konektado ng isang amide (peptide) na bono.
Ang mga protina ay tinatawag ding mga protina (mula sa Griyego na "protos" - ang una, mahalaga). Ang bilang ng mga residue ng amino acid sa isang molekula ng protina ay lubhang nag-iiba at kung minsan ay umaabot ng ilang libo. Ang bawat protina ay may sariling likas na pagkakasunud-sunod ng mga residue ng amino acid.
Ang mga protina ay gumaganap ng iba't ibang biological function: catalytic (enzymes), regulatory (hormones), structural (collagen, fibroin), motor (myosin), transport (hemoglobin, myoglobin), proteksiyon (immunoglobulins, interferon), ekstrang (casein, albumin, gliadin) iba pa. Kabilang sa mga protina mayroong mga antibiotic at mga sangkap na may nakakalason na epekto.
Ang mga protina ay ang batayan ng biomembranes, ang pinakamahalagang bahagi ng cell at cellular na bahagi. Sila ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa buhay ng cell, na bumubuo, bilang ito ay, ang materyal na batayan ng aktibidad ng kemikal nito.
Ang isang pambihirang pag-aari ng isang protina ay ang pag-aayos sa sarili ng istraktura, ibig sabihin, ang kakayahang kusang lumikha ng isang tiyak na istraktura ng spatial na kakaiba lamang sa isang partikular na protina. Sa esensya, ang lahat ng mga aktibidad ng katawan (pag-unlad, paggalaw, pagganap ng iba't ibang mga pag-andar, at marami pa) ay nauugnay sa mga sangkap ng protina (Larawan 36). Imposibleng isipin ang buhay na walang protina.
Ang mga protina ay ang pinakamahalagang sangkap ng pagkain ng tao at hayop, ang tagapagtustos ng mga amino acid na kailangan nila.
Istruktura
Sa spatial na istraktura ng mga protina, ang likas na katangian ng mga radical (nalalabi) R- sa mga molekula ng amino acid ay napakahalaga. Ang mga nonpolar amino acid radical ay karaniwang matatagpuan sa loob ng macromolecule ng protina at nagiging sanhi ng hydrophobic (tingnan sa ibaba) na pakikipag-ugnayan; Ang mga polar radical na naglalaman ng ionogenic (ion-forming) na mga grupo ay karaniwang matatagpuan sa ibabaw ng isang protina macromolecule at nagpapakilala ng electrostatic (ionic) na mga interaksyon. Ang mga polar non-ionic radical (halimbawa, naglalaman ng mga grupong OH ng alkohol, mga grupo ng amide) ay maaaring matatagpuan sa ibabaw at sa loob ng molekula ng protina. Nakikilahok sila sa pagbuo ng mga bono ng hydrogen.
Sa mga molekula ng protina, ang mga a-amino acid ay magkakaugnay ng peptide (-CO-NH-) na mga bono:
Ang mga polypeptide chain na ginawa sa ganitong paraan o ang mga indibidwal na seksyon sa loob ng polypeptide chain ay maaaring, sa ilang mga kaso, ay karagdagang magkakaugnay sa pamamagitan ng disulfide (-S-S-) bond, o, gaya ng madalas na tawag sa kanila, disulfide bridges.
Ang isang mahalagang papel sa paglikha ng istraktura ng mga protina ay nilalaro ng ionic (asin) at hydrogen bond, pati na rin ang hydrophobic interaction - isang espesyal na uri ng pakikipag-ugnay sa pagitan ng mga hydrophobic na bahagi ng mga molekula ng protina sa isang may tubig na daluyan. Ang lahat ng mga bono na ito ay may iba't ibang lakas at nagbibigay ng pagbuo ng isang kumplikado, malaking molekula ng protina.
Sa kabila ng pagkakaiba sa istraktura at pag-andar ng mga sangkap ng protina, ang kanilang elementong komposisyon ay bahagyang nagbabago (sa % ng dry mass): carbon - 51-53; oxygen - 21.5-23.5; nitrogen - 16.8-18.4; hydrogen - 6.5-7.3; asupre - 0.3-2.5. Ang ilang mga protina ay naglalaman ng maliit na halaga ng posporus, selenium at iba pang mga elemento.
Ang pagkakasunud-sunod ng pagkonekta ng mga residue ng amino acid sa polypeptide chain ay tinatawag na pangunahing istraktura ng protina (Larawan 37).
Ang isang molekula ng protina ay maaaring binubuo ng isa o higit pang polypeptide chain, bawat isa ay naglalaman ng ibang bilang ng mga residue ng amino acid. Dahil sa bilang ng kanilang posibleng mga kumbinasyon, masasabi na ang iba't ibang mga protina ay halos walang limitasyon, ngunit hindi lahat ng mga ito ay umiiral sa kalikasan. Ang kabuuang bilang ng iba't ibang uri ng protina sa lahat ng uri ng buhay na organismo ay 10 10 -10 12 . Para sa mga protina na ang istraktura ay lubhang kumplikado, bilang karagdagan sa pangunahing isa, ang mas mataas na antas ng istrukturang organisasyon ay nakikilala din: pangalawa, tersiyaryo, at kung minsan ay mga istrukturang quaternary (Talahanayan 9). Karamihan sa mga protina ay may pangalawang istraktura, bagaman hindi palaging sa buong polypeptide chain. Ang mga polypeptide chain na may isang tiyak na pangalawang istraktura ay maaaring maiayos nang iba sa espasyo.
Ang spatial arrangement na ito ay tinatawag na tertiary structure (Fig. 39)
Sa pagbuo ng tertiary na istraktura, bilang karagdagan sa mga bono ng hydrogen, ang mga pakikipag-ugnayan ng ionic at hydrophobic ay may mahalagang papel. Sa likas na katangian ng "packaging" ng molekula ng protina, globular, o spherical, at fibrillar, o filamentous, ang mga protina ay nakikilala.
Para sa mga globular na protina, ang a-helical na istraktura ay mas katangian, ang mga helice ay hubog, "nakatiklop". Ang macromolecule ay may spherical na hugis. Natutunaw ang mga ito sa mga solusyon sa tubig at asin upang bumuo ng mga koloidal na sistema. Karamihan sa mga protina ng hayop, halaman, at mikroorganismo ay mga globular na protina. 
Para sa mga fibrillar na protina, ang isang filamentous na istraktura ay mas katangian. Karaniwang hindi sila natutunaw sa tubig. Ang mga fibrillar na protina ay karaniwang gumaganap ng mga function sa pagbuo ng istraktura. Ang kanilang mga katangian (lakas, kakayahang mag-inat) ay nakasalalay sa paraan ng pag-pack ng mga polypeptide chain. Ang isang halimbawa ng mga protina ng fibrillar ay ang mga protina ng tisyu ng kalamnan (myosin), keratin (masuhong tissue). Sa ilang mga kaso, ang mga indibidwal na subunit ng protina ay bumubuo ng mga kumplikadong ensemble sa tulong ng mga bono ng hydrogen, electrostatic at iba pang mga pakikipag-ugnayan. Sa kasong ito, nabuo ang isang quaternary na istraktura ng mga protina.
Gayunpaman, dapat itong pansinin muli na ang pangunahing istraktura ay gumaganap ng isang pambihirang papel sa organisasyon ng mas mataas na mga istruktura ng protina. 
Pag-uuri
Mayroong ilang mga klasipikasyon ng mga protina. Ang mga ito ay batay sa iba't ibang mga katangian:
Antas ng kahirapan (simple at kumplikado);
Ang hugis ng mga molekula (globular at fibrillar na protina);
Solubility sa mga indibidwal na solvents (natutunaw sa tubig, natutunaw sa dilute na mga solusyon sa asin - albumin, natutunaw sa alkohol - prolamins, natutunaw sa dilute alkalis at acids - glutelins);
Ginawa ang function (halimbawa, mga protina sa pag-imbak, kalansay, atbp.).
Ari-arian
Ang mga protina ay amphoteric electrolytes. Sa isang tiyak na halaga ng pH ng medium (ito ay tinatawag na isoelectric point), ang bilang ng mga positibo at negatibong singil sa molekula ng protina ay pareho. Ito ay isa sa mga pangunahing katangian ng protina. Ang mga protina sa puntong ito ay neutral sa kuryente, at ang kanilang solubility sa tubig ay ang pinakamababa. Ang kakayahan ng mga protina na bawasan ang solubility kapag ang kanilang mga molekula ay nagiging neutral sa kuryente ay ginagamit upang ihiwalay ang mga ito sa mga solusyon, halimbawa, sa teknolohiya ng pagkuha ng mga produktong protina.
Hydration
Ang proseso ng hydration ay nangangahulugan ng pagbubuklod ng tubig sa pamamagitan ng mga protina, habang nagpapakita sila ng mga katangian ng hydrophilic: sila ay namamaga, ang kanilang masa at pagtaas ng volume. Ang pamamaga ng protina ay sinamahan ng bahagyang pagkatunaw nito. Ang hydrophilicity ng mga indibidwal na protina ay nakasalalay sa kanilang istraktura. Ang hydrophilic amide (-CO-NH-, peptide bond), amine (NH2) at carboxyl (COOH) na mga grupo na naroroon sa komposisyon at matatagpuan sa ibabaw ng protina macromolecule ay umaakit sa mga molekula ng tubig, na mahigpit na naka-orient sa kanila sa ibabaw ng molekula. . Ang hydration (tubig) shell na nakapalibot sa mga globules ng protina ay pumipigil sa pagsasama-sama at sedimentation at, dahil dito, nag-aambag sa katatagan ng mga solusyon sa protina. Sa isoelectric point, ang mga protina ay may pinakamaliit na kakayahang magbigkis ng tubig; ang hydration shell sa paligid ng mga molekula ng protina ay nawasak, kaya't sila ay nagsasama-sama upang bumuo ng malalaking pinagsama-samang. Ang pagsasama-sama ng mga molekula ng protina ay nangyayari rin kapag sila ay na-dehydrate ng ilang mga organikong solvent, tulad ng ethyl alcohol. Ito ay humahantong sa pag-ulan ng mga protina. Kapag nagbago ang pH ng medium, sinisingil ang macromolecule ng protina, at nagbabago ang kapasidad ng hydration nito.
Sa limitadong pamamaga, ang mga puro protina na solusyon ay bumubuo ng mga kumplikadong sistema na tinatawag na halaya. Ang mga jellies ay hindi tuluy-tuloy, nababanat, may plasticity, isang tiyak na mekanikal na lakas, at nagagawang mapanatili ang kanilang hugis. Ang mga globular na protina ay maaaring ganap na ma-hydrated sa pamamagitan ng pagtunaw sa tubig (halimbawa, mga protina ng gatas), na bumubuo ng mga solusyon na may mababang konsentrasyon. Ang mga hydrophilic na katangian ng mga protina, i.e., ang kanilang kakayahang bumukol, bumuo ng mga jellies, patatagin ang mga suspensyon, emulsion at foams, ay may malaking kahalagahan sa biology at industriya ng pagkain. Ang isang napaka-mobile na halaya, na pangunahing binuo mula sa mga molekula ng protina, ay ang cytoplasm - ang semi-likido na nilalaman ng cell. Highly hydrated jelly - raw gluten na nakahiwalay sa wheat dough, naglalaman ito ng hanggang 65% na tubig. Ang iba't ibang hydrophilicity ng gluten proteins ay isa sa mga tampok na nagpapakilala sa kalidad ng butil ng trigo at ang harina na nakuha mula dito (ang tinatawag na malakas at mahinang trigo). Ang hydrophilicity ng mga protina ng butil at harina ay may mahalagang papel sa pag-iimbak at pagproseso ng butil, sa pagluluto. Ang kuwarta, na nakuha sa industriya ng pagluluto sa hurno, ay isang protina na namamaga sa tubig, isang puro halaya na naglalaman ng mga butil ng almirol.
Denaturation ng protina
Sa panahon ng denaturation, sa ilalim ng impluwensya ng mga panlabas na kadahilanan (temperatura, mekanikal na pagkilos, pagkilos ng mga ahente ng kemikal, at maraming iba pang mga kadahilanan), ang isang pagbabago ay nangyayari sa pangalawang, tersiyaryo, at quaternary na mga istruktura ng macromolecule ng protina, ibig sabihin, ang katutubong nito. spatial na istraktura. Ang pangunahing istraktura at, dahil dito, ang kemikal na komposisyon ng protina ay hindi nagbabago. Ang mga pisikal na katangian ay nagbabago: ang solubility ay bumababa, ang kakayahang mag-hydrate, ang biological na aktibidad ay nawala. Ang hugis ng protina macromolecule ay nagbabago, ang pagsasama-sama ay nangyayari. Kasabay nito, ang aktibidad ng ilang mga grupo ng kemikal ay tumataas, ang epekto ng proteolytic enzymes sa mga protina ay pinadali, at, dahil dito, ito ay mas madaling hydrolyzed.
Sa teknolohiya ng pagkain, ang thermal denaturation ng mga protina ay partikular na praktikal na kahalagahan, ang antas nito ay nakasalalay sa temperatura, tagal ng pag-init at halumigmig. Dapat itong tandaan kapag bumubuo ng mga paraan ng paggamot sa init ng mga hilaw na materyales ng pagkain, mga semi-tapos na produkto, at kung minsan ay natapos na mga produkto. Ang mga proseso ng thermal denaturation ay gumaganap ng isang espesyal na papel sa pagpapaputi ng mga hilaw na materyales ng gulay, pagpapatuyo ng butil, pagluluto ng tinapay, at pagkuha ng pasta. Ang denaturation ng protina ay maaari ding sanhi ng mekanikal na pagkilos (pressure, rubbing, shaking, ultrasound). Sa wakas, ang pagkilos ng mga kemikal na reagents (mga acid, alkalis, alkohol, acetone) ay humahantong sa denaturation ng mga protina. Ang lahat ng mga pamamaraan na ito ay malawakang ginagamit sa pagkain at biotechnology.
Hydrolysis ng protina
Ang reaksyon ng hydrolysis na may pagbuo ng mga amino acid sa pangkalahatang mga termino ay maaaring isulat bilang mga sumusunod: 
Pagkasunog
4. Anong mga reaksyon ang maaaring gamitin upang makilala ang mga protina?
5. Ano ang papel na ginagampanan ng mga protina sa buhay ng mga organismo?
6. Alalahanin mula sa pangkalahatang kurso ng biology kung aling mga protina ang tumutukoy sa mga katangian ng immune ng mga organismo.
7. Sabihin sa amin ang tungkol sa AIDS at ang pag-iwas sa kakila-kilabot na sakit na ito.
8. Paano makilala ang isang produktong gawa sa natural na lana at artipisyal na mga hibla?
9. Isulat ang equation ng reaksyon para sa hydrolysis ng mga protina na may pangkalahatang formula (-NH-CH-CO-) n.
l
R
Ano ang kahalagahan ng prosesong ito sa biology at paano ito ginagamit sa industriya?
10. Sumulat ng mga equation ng reaksyon na maaaring magamit upang gawin ang mga sumusunod na paglipat: ethane -> ethyl alcohol -> acetic aldehyde -> acetic acid -> chloroacetic acid -> aminoacetic acid -> polypeptide.
