Proteidele (proteinele)

Proteidele (proteinele)

Definitie: sunt substante organice, cu masa moleculara mare (o macromolecula cu 6000- cateva

miliarde de molecule) moleculele, fiind formate din aminoacizi de diferite forme si diferite modalita-

ti de imbinare.

Din punct de vedere structural si functional, proteidele reprezinta, cele mai importante substante

prezente in organismele vii.

Clasificare

I) Aminoacizi

II) Holoproteide: in functie de numarul atomilor de carbon si numarul de aminoacizi.

IIA) Peptide - macromolecule formate din 2-6 aminoacizi.

IIB) Proteine - macromolecule formate din molecule mai multe de 600).

III) Heteroproteidele: IIIA) Fosfoproteide.

IIIB) Cromoproteide.

IIIC) Lipoproteide.

IIID) Glucoproteide.

IIIE) Nucleoproteide.

I) Aminoacizi

Definitie: substante organice cu functiuni mixte, ce contin in molecula gruparea carboxilica

(- COOH) cu caracter acid si gruparea amino (-NH cu caracter bazic.

Intra in compozitia proteidelor si prin hidroliza lor, se obtin 20 de aminoacizi, in proportii diferite.

Formula generala a unui aminoacid: R - CH - COOH

R - poate fi: metil, etil, propil. |

NH

pozitiile fixate, in functie de pozitia pe care o ocupa gruparea amino, fata de gruparea

carboxil, (alfa, beta, gama si eta).

1) R - CH - COOH  aminoacid (alfa)

|

NH

α

2) R - CH - CH - COOH β aminoacid (beta)

|

NH

β α

3) R - CH - CH - CH - COOH aminoacid (gama)

|

NH

Denumirea se face prin adaugarea sufixului ,,amino", indicandu-se numele acidului si pozitiei

atomului de carbon, la care este legata gruparea amino.

a) CH - CH - COOH    acid, α aminopropanoic

|

NH

α

b) CH - CH - CH - COOH acid, β aminobutanoic

|

NH

β α

c) CH - CH - CH - CH - COOH    acid, γ aminopentanoic

|

NH

CH

|

b) CH - C - CH - COOH acid, α amino 2,2 dimetilbutanoic

| |

CH NH

Proprietati ale a aminoacizilor:

a) Fizice: - substante cristalizate. 

- solubile in apa si mai putin solubile in alcool.

- insolubile in solventi organici.

- gust dulce.

- temperatura de topire e mai mare de 280 c si in solutii apoase aminoacizi

disociaza, formand ioni bipolari.

R - CH - COOH = == R - CH - COO

| |

NH NH Amfion

b) Chimice: - au caracter amfoter.

- reactioneaza cu acizi (Hcl) formand ,,clorohidrati"(a).

- reactioneaza cu bazele prin gruparea acida, formand ,,saruri" (b).

- decarboxilarea aminelor.

a) R - CH - COOH + Hcl ------------ R - CH - COOH

| |

NH NH Hcl Clorohidrat

b) R - CH - COOH + NaOH ------------ R - CH - COONa

| -H O    |

NH NH Sare de sodiu

Decarboxilarea aminoacizilor.

R - CH - COOH ------------ R - CH + CO

| |

NH NH

Dezaminarea oxidativa --------- cetoacizi.

R - CH - COOH + [O] ------------ R - C - COOH + NH

| ||

NH O Cetoacid

3) Dezaminarea hidrolitica ----------- hidroacizii.

R - CH - COOH + H O ------------ R - CH - COOH + NH

| |

NH OH Hidroacid

4) Dezaminarea reductiva ------------ acid gras saturat.

R - CH - COOH + H ------------ R - CH - COOH + NH

|

NH2 Acid carboxilc saturat

Dezaminarea si decarboxilarea aminoacizilor ------ alcool, aminoacid si CO

R - CH - COOH ------------ R - CH - OH + CO + NH

|

NH

Condensarea aminoacizilor --------- peptide.

R1 - CH - COOH + H N - CH - COOH --- R1 - CH - CO - NH - CH - COOH

| | | |

NH R2 NH R2 Dipeptida

Clasificarea aminoacizilor:

A) Aminoacizi alifatici: a) Monoaminomonocarboxilici.

b) Monoaminodicarboxilici.

c) Diaminomonocarboxilici.

B) Aminoacizi aromatici

C) Aminoacizi heterociclici.

a) Monoaminomonocarboxilici

1) CH - COOH Glicina/glicocol

| acid, α aminoetanoic (denumire chimica)

NH

2) CH - CH - COOH α Alanina

| acid α aminopropanoic (denumire chimica)

NH

α

3) CH - CH - COOH β Alanina

| acid β aminopropanoic (denumire chimica)

NH

CH

|

4) CH - CH - COOH Valina

| | acid α amino-dimetil-propanoic (denumire chimica)

CH NH

CH

|

5) CH - CH - CH - COOH Leucina

| | acid α amino-dimetil-butanoic (denumire chimica)

CH3 NH

C H

|

6) CH - CH - COOH Izoleucina

| | acid α amino-metil-etil-propanoic (denumire chimica)

CH3 NH

7) CH - CH CH - COOH Treonina

| | acid α amino hidroxibutanoic (denumire chimica)

OH NH

8) CH - CH - COOH Cisteina

| | tioaminoacid (denumire chimica)

SH NH

b) Monoaminodicarboxilici

11) HOOC - CH - CH - COOH Acid aspartic

|

NH

12) HOOC - (CH - CH - COOH Acid glutamic

|

NH

c) Diaminomonocarboxilici

H N - (CH - CH - COOH  Ornitina

| acid α diamino pentanoic

NH α, Є amino valeriana (denumire chimica)

H N - (CH - CH - COOH Lizina

| acid α diamino hexanoic (denumire chimica)

NH

B) Aminoacizi aromatici

- CH - CH - COOH Fenilalanina

| acid α amino fenil-propanoic (denumire chimica)

NH

HO - - CH - CH - COOH Tirozina

| acid α amino fenil-hidroxipropanoic (denumire chimica)

NH

C) Aminoacizi heterociclici

N CH - CH - COOH Histidina

|

NH

NH

16)

- CH - CH - COOH Triptofanul

|

NH

Glicina/glicocol, se intalneste in gelatina, unde se obtine din hidroliza ei, in stare libera, se gaseste

in tesutul muscular al mamiferelor si molustelor, iar in proteinele sangelui ,,fibrina" si

,,globulinele"contin glicina.

Alanina, se intalneste in toate proteinele vegetale si animale si se obtine prin hidroliza ,,albumi-

nei" din ou si detine un rol important in metabolismul glucidelor, transformarea prin dezaminare

hidrolitica in ,,acid lactic" si prin dezaminare oxidativa, se obtine ,,acidul piruvic".

Alanina, singura care este intalnita in natura si intra in compozitia complexului de vitamine B

si in compozitia unei dipeptide ,,carnozina".

Valina, se intalneste in toate proteinele animale si vegetale.

Leucina, intalnita in majoritetea proteinelor, necesara pentru dezvoltarea organismelor tinere.

Izoleucina, in timpul fermentatiei alcoolice din aceasta si leucina rezulta un component principal,

care ajuta la rafinarea spirtului ,,ulei de fuzel".

Treonina, se intalneste in proteinele vegetale si animale ca ou, cazeina, lactalbumina.

Cisteina are rol in procesele de oxido-reducere, in procesul de respiratie.

b) Monoaminodicarboxilici

Acid aspartic se gaseste in proteinele vegetale si se obtine prin hidroliza lor, in proteinele vege-

tale, aceasta se gaseste sub forma de amida numita ,,asparagina".

Acid glutamic in proteinele din grau (gluten obtinut prin hidroliza acestora, apare si in plante si

sub forma de amida numita ,,glutamida").

c) Diaminomonocarboxilici

Ornitina nu se gaseste in proteine, dar se formeaza prin hidroliza unui alt aminoacid numit

,,arginina", ea este raspandita in toate proteinele animale si vegetale, iar prin actiunea bacteriilor

de putrefactie, ornitina trece prin decarboxilare in diamina numita ,,putresceina".

Bacterii de putrefactie

H N - (CH - CH - COOH ----- ----- --------- ----- -------- H N - (CH - CH

| CO2 |

NH NH

Ornitina Putresceina

Lizina se gaseste in toate proteinele animale, gelatina, seralbumina, cazeina, lapti de peste.

Acest aminoacid intervine in cresterea organismelor tinere, iar sub actiunea bacteriilor de

putrefactie prin decarboxilare rezulta diamina numita ,,cadaverina" .

Bacterii de putrefactie

H N - (CH - CH - COOH ----- ----- --------- ----- -------- H N - (CH - CH

| CO2 |

NH NH

Lizina Cadaverina

B) Aminoacizi aromatici

Fenilalanina, in toate proteinele vegetale si animale, nu poate fi sintetizata de organismul uman .

Tirozina, in toate proteinele vegetale si animale, intra in compozitia unor hormoni, tiroxina,

adrenalina .

Histidina, intra in compozitia unui hormon fiind considerat o substanta antianemica, ce intra in

sange

Triptofanul, se gaseste in toate proteinele vegetale si animale.

II) Holoproteide, in functie de structura chimica, se clasifica in: IIA) Peptide si IIB) Proteine.

IIA) Peptide

Definitie: substante formate din 2/mai multe molecule de aminoacizi, unite intre ele prin legaturi

peptidice, ce se realizeaza prin eliminerea unei molecule de apa dintre gruparea amino a unui

aminoacid si gruparea carboxil a celuilalt aminoacid.

O

- C NH- ; - CO - NH- ----- legatura pepidica

Se formeaza in organismele vii, din aminoacizi, insa pot aparea si in produsele chimice, in urma

hidrolizei proteinelor.

Structura: aminoacizii care formeaza peptide sunt uniti intre ei prin legaturi peptidice ex.

H

O | O

NH - CH C + H - N - CH - COOH   --------- H N - CH C NH - CH COOH

OH - H O

Glicina Glicina Apa Glicil - glicina

Proprietatile peptidelor:

a) Fizice: - substante cristalizate.

- usor solubile in apa si insolubile in alcool si solventi organici.

- incolore.

b) Chimice: - au caracter amfoter.

- reactioneaza cu acizi cat si cu bazele formand saruri.

- peptidele, care au in molecula cel putin doua legaturi peptidice dau:

Reactia biuretului: se obtine prin alcalinizarea solutiei unui peptid si apoi se adauga CuSO

(sulfat de cupru) de concentratie 10 / si in urma acestei reactii apare o culoare roz-violet.

Materiale necesare: 1) Solutie de albus de ou.

2) Solutie NaOH 40 / .

3) Solutie CuSO

Eprubeta.

5) Sursa de incalzire.

Mod de lucru: 1) Se toarna 2 ml de NaOH 40 / peste 2 ml de solutie de albus de ou, aflat in

eprubeta

2) Se fierbe 5-6 minute pana cand precipitatul de proteina denaturata se dizolva.

3) Se adauga in solutia fierbinte 1 ml de CuSO

4) Apare o coloratie albastru violet, culoare datorata formarii ionilor de cupru cu

aminoacizi

Reactia xantoproteica este o reactie de identificare ca si hidroliza .

Materiale necesare: 1) Solutie de albus.

2) Acid azotic concentrat (HNO

3) Solutie de amoniac.

Eprubete.

5) Sursa de incalzire.

Mod de lucru: 1) Se toarna cateva picaturi de HNO concentrat peste 2-3 ml de solutie de albus de

ou, aflat intr-o eprubeta.

2) Se incalzeste la 40 c, pana cand solutia precipita, se adauga apoi solutia de

amoniac

3) Apare o culoare galbena si prin adaugare cu amoniac virajul culori este spre

portocaliu

Hidroliza peptidelor, prin hidroliza totala a peptidelor rezulta aminoacizi.

H N - CH - CO - NH - CH - COOH + H O -------- CH - COOH + CH - COOH

| |

NH NH

Glicil - glicina Apa Glicina Glicina

Materiale necesare: 1) Solutie de albus de ou.

2) Solutie NaOH 40 / .

3) Acetat de plumb Pb (CH COO)

Eprubeta.

5) Sursa de incalzire.

Mod de lucru 1) Se toarna 2 ml de NaOH 40 / peste solutie de Pb (CH COO) intr-o epru-

beta, in care se afla 2-3 ml de solutie de albus de ou.

2) Se incalzeste si se fierbe continutul eprubetei 5-6 minute, pana cand precipitatul

de proteina denaturata, se dizolva.

3) Se formeaza un precipitat brun, datorita sulfului din albus de ou.

Denaturarea proteinelor poate fi reversibila, determinata de agentii fizici, daca acestea sunt

lasate la temperatura camerei isi recapata propietatiile si ireversibila, este reactia in care proteine-

le isi pierd solubilitatea, acesta este produsa de agentii chimici, cum ar fi temperatura de incalzire

mare si razele X.

Hidroliza proteinelor este o reactie enzimatica, care se realizeaza cu ajutorul enzimelor

proteolitice (biocatalizatori), aceasta reactie duce la usurarea digestiei proteinelor alimentare.

IIB) Proteinele

Definitie: sunt produsi cu masa moleculara mare, alcatuiti dintr-un numar mare de aminoacizi,

legati intre ei prin legaturi peptidice .

Proteinele organismului viu sunt diferite, datorita natura aminoacizilor si a modului de legare in

molecula, o proteina fiind formata din una sau mai multe legaturi polipeptidice, acestea cuprind 3

tipuri de legaturi: 1) - CO - NH -

2) - NH - CO - sau pot fi si: 1) - CH - CO -

3) - CH -NH - CO -    2) - NH - CH

Macromoleculele proteinelor pot avea forme diferite: de elice, globulara, fibrilara.

Proprietati:

a) Fizice: - substante solide, solubile in apa.

- au caracter amfoter.

- acestea in soluti disociaza formand ioni.

- au rol de solutii tampon (neutralizeaza solutiile acide sau bazice, mentinandu-le un Ph

neutru

- prin trecerea unui curent electric ioni, se pot deplasa spre poli cu sarcina electrica de

semn contrar fenomen numit ,,electroforeza".   

- precipita in prezenta acizilor minerali concentrate cu sarurile metalelor grele (Hcl,

HNO H SO , (Na, Mg, Fe, K, Ag) -------- (Ag NO ), (MgSO ), (FeCl

- coaguleaza la temperatura de 38-75 c.

b) Chimice: - denaturarea proteinelor.

- hidroliza proteinelor.

- reactii de culoare (identificare) reactia biuretului, xantoproteica, reactia formarii sulfuri

de plumb (PbS ), proteidele ce contin aminoacizi de plumb sau acetatul bazic de

Pb (CH COO) precipitat ce contine sulfura de plumb (neagra).

III) Heteroproteidele

Definitie: sunt substante cu structura complexa, formate dintr-o grupare proteica si o grupere ne-proteica, numita grupare ,,prostetica".

Proprietati: - formeaza solutii coloidale cu apa. - dau reactii de culoare. - proprietatile fizice, chimice si calitati biologice determinate de gruparea prostetica.

a) Fosfoproteidele substante complexe formate dintr-o componenta proteica si una neproteica (H SO si sunt insolubile in apa si acizi, dar solubile in solutii alcaline si dau reactii acide. Reprezentanti cei mai importanti sunt 1 ,cazeina", care contine toti aminoacizii esentiali si nu coaguleaza la cald 2) ,,vitelina", proteina din ou, galbenus.

b) Cromoproteidele proteine, care contin o grupare prostetica si o grupare proteica, fiind reprezentata de ioni ai diferitelor metale (crom) 1) ,,hemoglobina" proteinele globulelor rosi    2) ,,cloroplastinele" din clorofila 3) ,,enzime" - ,,peroxidaza", ,,catalaza", ,,citocromi" (sau eriocromi). Hemoglobina este formata dintr-o grupare proteica ,,globina" si o grupare prostetica numita HEM, cu rol de transportor al oxigenului de la plamani la tesuturile necesare oxidarilor, avand rol in reglarea echilibrului acido-bazic al sangelui si de transportator al CO2.

c) Glucoproteidele contine o grupare proteica ,,poliglucide macromoleculare" si o grupare prostetica formata din glucozanii, fructozanii, galactozanii, substante pectice, si se gasesc in tesu-turile animale.

d) Mucoproteidele spre deosebire de glucoproteide au ca grupare prostetica si alte substante decat glucidele, cum ar fi: acidul sulfuric, acidul acetic, (CH - COOH) acidul glucuronic si are rol de a fixa apa, asigurand umiditatea mucoaselor pe care le protejeaza. Reprezentantii cei mai importanti sunt 1 ,mucinele" aflate in mucoasa si saliva 2) ,,cihomucinele" sau ,,cihondromucinele" ce se intalnesc in cartilajele animalelor.

e) Lipoproteidele, proteine formate din aminoacizi si o grupare prostetica fiind din lipide simple si complexe si se intalnesc in plasma, lapte si nucleul celular.

f) Nucleoproteidele, componente ale tuturor celulelor vii, au o componenta protidica cu caracter bazic, din grupul histonelor si acizii nucleici ca grupare prostetica, acesti acizi nucleici sunt substante complexe, cu masa moleculara foarte mare formate din nucleotide alcatuite din:    - Baza azotata heterociclica. - O molecula de pentoza (riboza si deoxiriboza). - O molecula de acid fosforic. Nucleoproteidele sunt unite printr-o legatura chimica, realizata intr-o retea liniara numita catena poli- nucleatica 1, 2, 3/mai multe catene de nucleotizi formeaza o molecula de acid nucleic.

Acizi nucleici dupa natura pentozei pot fi : - ARN-acid ribonucleic, cu rol in sinteza proteinelor. - AND-acid deoxiribonucleic, cu rol in fixarea caracterelor ereditare.