Bielkoviny - tuky - cukry

Organické látky tvoriace živú hmotu

Bielkoviny (proteíny) sú polypeptidy, prírodné makromolekulové látky, ktorých molekuly sú stavané z aminokyselín navzájom viazaných chemickými väzbami. Všetky bielkoviny sú zložené len z niekoľkých prvkov, najmä z uhlíka (C), kyslíka (O), vodíka (H), dusíka (N) a síry (S). Len máloktoré aminokyseliny obsahujú aj fosfor (P), železo (Fe), prípadne jód (I) a iné.

Varením so zriedenými kyselinami alebo lúhmi (zásadami) bielkoviny hydrolyzujú a menia sa na zmes rôznych aminokyselín (AK). Preto AK pokladáme za základné stavebné častice – jednotky – bielkovín. Molekuly AK majú dve rôzne funkčné skupiny:

-karboxylovú (kyslú) -COOH

-aminoskupinu (zásaditú) -NH2

Všeobecný vzorec aminokyseliny je:

R-CH-COOH

NH2

R- je uhlíkatý reťazec, ktorým sa jednotlivé aminokyseliny (AK)

navzájom líšia.

Aminokyseliny (AK) môžu byť kyslé, neutrálne alebo zásadité, ich charakter závisí od počtu zásaditých aminoskupín -NH2 a kyslých karboxylových skupín -COOH.

Dôležitou vlastnosťou AK je schopnosť ich molekúl spájať sa a vytvárať rôzne dlhé lineárne, vetvené ale aj globulárne (strapcovité) reťazce pomocou peptidickej väzby -CO-NH-

Kde -CO- pochádza z jednej AK a -NH- z druhej AK. Najdôležitejšie sú takzvané a-aminokyseliny, kde poloha a je susediaca s funkčnou karboxylovou skupinou –COOH.

w g b a 1

R CH2 CH2 CH COOH

NH2

Všeobecný vzorec a-aminokyseliny

Vznik dipeptidu

 

 

Pomenovanie rozdielnych dipeptidov. Všeobecne sa počet aminokyselín z ktorých jedna peptidová molekula pozostáva, nazýva podľa dĺžky reťazca. Na základe dĺžky reťazca rozdeľujeme na:

Dipeptídy - pozostávajúce z 2 molekúl aminokyselín

Tripeptidy - pozostávajúce z 3 molekúl aminokyselín

Oligopeptídy - pozostávajúce z do 10 molekúl aminokyselín

Polypeptídy - pozostávajúce z viac ako 10 molekúl aminokyselín

Makropeptídy - pozostávajúce z viac ako 100 molekúl aminokyselín

V prírode sa nachádza 20 druhov takzvaných esenciálnych AK, ktoré majú svoje triviálne názvy:

alanín valín glycín leucín izoleucín

tyrozín lyzín arginín serín treonín

cysteín cystín metionín tryptofán asparagín

prolín histidín fenylalanín ornitín glutamín

Synteticky boli pripravené už aj ďalšie aminokyseliny, ale nepatria k esenciálnym AK.

Vlastnosti bielkovín a ich biologická funkcia však nie sú určené len zastúpením jednotlivých druhov aminokyselín, ale aj ich vzájomným poradím (sekvenciou) v polypeptidickom reťazci. Zistiť toto umiestnenie – poradie AK – t.j. primárnu štruktúru bielkovín je veľmi náročné. Je to však predpokladom pre objasnenie špecifickej biologickej funkcie jednotlivých bielkovín (enzýmov, hormónov a pod.).

Prvá bielkovina, ktorej primárna štruktúra bola vyriešená Sangerom (1952) bol inzulín. F. Sangerovi bola za tento objav udelená Nobelova cena. (Podľa Soudek Nečas 1965) Inzulín obsahuje 51 aminokyselín vo dvoch reťazcoch. A jeho molekulová hmotnosť je 5802g/mol a napríklad vírus tabakovej mozaiky na ktorom v r. 1953 navrhli neskorší nositelia Nobelovej ceny Dr. James Watson a Dr. Francis Crick model DNA, ktorý má molekulovú hmotnosť 43 000 000 g/mol. Teda niečo obrovské. Iné bielkoviny sa nachádzajú vo svalovej hmote, iné v krvi iné v perí, v pokožke, v slinách, v materskom mlieku, iné v žalúdku, iné v pigmente...

Jemné rozdiely medzi bielkovinami, ktoré vytvára napr. druhová a individuálna špecificita organizmov, možno vysvetliť určitou zmenou v kombinácii AK v molekule.

Bielkoviny majú špecifické zloženie AK, sekvenčné radenie AK, ale aj svoj výskyt, čiže:

Z empirického hľadiska bielkoviny delíme na;

proteíny tvorené len z molekúl AK a môžu byť:

(jednoduché bielkoviny)

· rozpustné – protamíny, históny, albumíny, globulíny napr.

imunoglobulíny, prolamíny, gluteíny

· nerozpustné – keratíny, elastíny, kolagény

· pozmenené

*pozn. keratín je vláknitá bielkovina v perí vtákov a má podobnú štruktúru ako krvný fibrín

proteidy tvorené z molekúl AK obsahujúce + cukor = glykoproteidy

+ tuk = lipoproteidy

+ organické farbivo = chromoproteidy

+ kyselinu fosforečnú = fosfoproteidy

+ nukleovú kyselinu = nukleoproteidy

+ iné rôzne proteidy = metaloproteidy

*pozn. k proteidom patria napr. mucín, hemoglobín, chlorofyl alebo kazeín

Bielkoviny, či už rastlinné alebo živočíšne sú okrem stavebných látok, funkčných riadiacich systémov, aj dôležitou zložkou potravín. Globulárne bielkoviny sú pre živú hmotu najpodstatnejšie. Z ich molekúl je vytvorená základná submikroskopická štruktúra cytoplazmy.

Bielkovinám bola venoval trochu väčšiu pozornosť preto, že najviac súvisia s nukleovými kyselinami a dedičnosťou.

 



 

Prajeme autorovi príspevkov RNDr. Ondrovi Molčanovi, ktorý sa doliečuje z ťažkej a dlhotrvajúcej choroby po siedmych mesiacov strávených v nemocniciach, skoré uzdravenie a veľmi úspešný rok 2013. Kolektív najbližších priateľov praje nášmu chovateľovi, biológovi Ondrovi, aby sa čím skôr vrátil na chovateľské podujatia, aby mohol pokračovať v príspevkoch z biológie a genetiky.