پروتئین

پروتِئین (protein)
مولکول‌های پیچیده و بزرگی، با اهمیت زیست‌شناختی، حاصل از اتصال اسید‌های آمینه با پیوند‌های پپتیدی. اسیدهای آمینۀ مصرفی ممکن است بیش از چندصد اسید باشند که از ترکیب بیست نوع اسید‌آمینه موجود حاصل می‌شوند. اسیدهای آمینه می‌توانند با هر ترتیبی به‌هم متصل شوند. پروتئین‌ها برای همۀ موجودات زنده لازم و ضروری‌اند و به‌صورت آنزیم همه نوع متابولیسم را کنترل می‌کنند. پروتئین‌های ساختمانی، از جمله کراتین و کلاژن، سازندۀ پوست، ناخن‌ها، استخوان‌ها، تاندون‌ها، و رباط‌هایند. پروتئین‌های ماهیچه‌ای موجب ایجاد حرکت می‌شوند. هموگلوبین اکسیژن را منتقل می‌کند، و پروتئین‌های غشایی حرکت مواد به‌درون یا بیرون سلول‌ها را کنترل و تنظیم می‌کنند. پروتئین بخش اساسی رژیم غذایی انسان‌ را تشکیل می‌دهد. بیشترین پروتئین در دانۀ سویا و حبوبات دیگر، گوشت، تخم‌مرغ، و پنیر یافت می‌شود. مولکول‌های پروتئینی، طی عمل هضم، به اسید‌های آمینه‌ای می‌شکنند که به‌راحتی جذب بدن می‌شوند. سنتز پروتئین در سلول‌ها صورت می‌گیرد. اطلاعات لازم برای آرایش اتصال اسیدهای آمینه متفاوت به‌یکدیگر، به‌شکل رمز در دی‌اِن‌اِی وجود دارد. ژن قسمتی از دی‌اِن‌اِی است که رمز ساخت پروتئین را در خود دارد. هر پروتئین رمزگذاری شده اثری خاص بر ظاهر موجود زنده و ویژگی‌های آن می‌گذارد. طی عمل هضم در بدن، معده، لوزالمعده، و روده کوچک پروتئاز تولید می‌کنند که آنزیم تجزیه‌کنندۀ پروتئین است. این گونه آنزیم‌ها کاتالیزور تجزیۀ پروتئین به اسیدهای آمینه‌اند. پپسین آنزیمی است که در دیواره‌های معده تولید می‌شود و مولکول‌های پروتئینی بزرگ را به مولکول‌های پروتئینی کوچک‌تر (پلی‌پپتیدهایی کوچک‌تر) می‌شکند. محیط معده بسیار اسیدی است و پپسین در چنین شرایطی، با بالاترین سرعت ممکن عمل می‌کند. اسیدهای آمینۀ حاصل از هضم پروتئین‌ها، در رودۀ کوچک وارد خون می‌شوند و با جریان خون به همه جای بدن منتقل می‌شوند و در سلول‌ها، به‌شکل پروتئین‌های لازم درمی‌آیند. سنتز پروتئین نیاز به انرژی دارد که از طریق تنفس فراهم می‌شود.

گیاهان و پروتئین. گیاهان نیز پروتئین‌ می‌سازند و برخلاف حیوانات، پروتئین‌ را از مواد معدنی، از جمله نیتراتی تولید می‌کنند که آن را از خاک و کربوهیدرات حاصل از فتوسنتز جذب می‌کنند. بنابراین، گیاهان پروتئینی را می‌سازند که حیوانات در رژیم غذایی خود به آن نیاز دارند. در‌حال‌حاضر، زمین با کمبود مواد معدنی، از جمله نیترات‌های مشتمل بر نیتروژن عنصری، روبه‌رو است. بنابراین، انتقال نیتروژن بین موجودات زنده مهم است. این انتقال به چرخه نیتروژن است.

استفاده از پروتئین‌ به‌شکل فیبر. موجودات زنده پروتئین‌ها را به‌شکل‌های متنوعی مصرف می‌کنند. برخی از پروتئین‌های بزرگ غیرقابل حل، و به‌شکل فیبرند. این فیبرهای محکم‌ برای تشکیل اسکلت‌ موجودات زنده به‌کار می‌روند. مثلاً نوعی فیبر پروتئینی تاندون‌ها را تشکیل می‌دهد، نوعی دیگر ماهیچه‌ها را به استخوان متصل می‌کنند، و برخی دیگر برای ساختار و کارکرد مفاصل مهم‌اند. فیبرهای پروتئینی معمولاً خم می‌شوند. استخوان‌ها عمدتاً از مواد معدنی ترد و شکننده‌ای، از جمله فسفات کلسیم، تشکیل می‌شوند و پروتئین مانع از خردشدن استخوان‌هاست.

آنزیم‌ها. آنزیم‌ها پروتئین‌هایی قابل حل‌اند که در بسیاری از فرآیند‌های زیستی موجودات زنده، از جمله تنفس، فتوسنتز و هضم، عمل این فرآیند‌ها را تسهیل می‌کنند.

هموگلوبین. پروتئین‌ها در جابه‌جایی مواد نیز نقش دارند. هموگلوبین پروتئینی است که اکسیژن را در خون حمل می‌کند.

پروتئین‌ها و بیماری. آنتی‌بادیها پروتئین‌های اصلاح‌شده‌ای‌اند که منجر به تأمین ایمنی در برابر بیماری‌ها می‌شوند. پروتئین‌ها اطراف ژن‌هایی را می‌پوشانند که باعث تشکیل ذرات ویروسی آلوده‌کنندۀ سلول‌هایند.

ساختار پروتئینی. علاوه‌بر پیوند‌های پپتیدی، انواع دیگری از پیوندها، از‌جمله پیوندهای گوگرد ـ گوگرد، پیوندهای هیدروژنی، و پل‌های کاتیونی بین محل‌های اسیدی، ساختارهای سه‌بعدی ویژه پروتئین را می‌سازند که ممکن است فیبری، کروی، یا چین‌دار باشد. مصرف ۶۰ گرم پروتئین در روز ضروری است. مولکول پروتئین زنجیرۀ بلندی از اسیدهای آمینه است که با پیوندهای پپتیدی به‌یکدیگر متصل‌اند. خواص پروتئین با نظم و ترتیب اسیدهای آمینه در مولکول و ساختار سه بعدی زنجیرۀ مولکولی شناسایی می‌شود. چین‌خوردگی‌های زنجیر غالباً به آن شکلی کروی می‌دهند.

 

---