Πρωτεΐνες και αμινοξέα Quiz

Πρωτεΐνες

• Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από αμινοξέα.
• Βρίσκονται σε ποικιλία τροφών.
• Έχουν σημαντικό ρόλο στην καταπολέμηση λοιμώξεων.
• Βοηθούν στην ανάπτυξη κυττάρων.

Περιεχόμενα Διάλεξης

• Χημική σύσταση πρωτεϊνών
• Δομικός λίθος – Πολυμερές
• Ταξινόμηση αμινοξέων
• Επίπεδα οργάνωσης πρωτεϊνών
• Βιολογικός ρόλος πρωτεϊνών
• Πέψη και απορρόφηση πρωτεϊνών

Επισκόπηση Πρωτεϊνών

• Η λέξη «πρωτεΐνη» ερμηνεύεται ως «πρωταρχική» ή «βασική».
• Οι πρωτεΐνες είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από αμινοξέα, συνδεδεμένα με πεπτιδικούς δεσμούς.
• Αποδίδουν 4 θερμίδες ανά γραμμάριο (4 kcal/g).
• Το 40% των πρωτεϊνών βρίσκεται στους σκελετικούς μύες, και το 25% στα όργανα.
• Η υπόλοιπη ποσότητα βρίσκεται στο δέρμα και αίμα.
• Έχουν δομικό και λειτουργικό ρόλο.

Κατηγορίες – Χαρακτηριστικά

• Τα αμινοξέα, πεπτίδια και πρωτεΐνες χαρακτηρίζονται ως λευκώματα.
• Τα συστατικά αυτά είναι πολύ σημαντικά για τον οργανισμό, καθώς αποτελούν τους «θεμέλιους λίθους» που χρειάζονται για την παραγωγή πρωτεϊνών.

Διαφορές με Λοιπά Μακροθρεπτικά

• Οι πρωτεΐνες, όπως και τα λίπη και οι υδατάνθρακες, βρίσκονται σε ποικιλία τροφών.
• Συντίθενται στην ανθρώπινη ύπαρξη μέσω εντολών του γενετικού υλικού.
• Διαφέρουν από τα λίπη και υδατάνθρακες χημικά, καθώς περιέχουν και άζωτο, εκτός από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο.
• Η κυστεΐνη και η μεθειονίνη έχουν και άτομα θείου στην δομή τους.

Δομικός Λίθος – Αμινοξέα

• Τα αμινοξέα είναι τα δομικά συστατικά των πρωτεϊνών.
• Υπάρχουν άνω των 200 αμινοξέων.
• Οι πρωτεΐνες στον ανθρώπινο οργανισμό αποτελούνται μόνο από 20 αμινοξέα της L-σειράς.
• Υπάρχουν D και L-αμινοξέα.

Χημική σύσταση αμινοξέων

• Αμινοξέα αποτελούνται από: κεντρικό άτομο άνθρακα, αμινομάδα, καρβοξυλομάδα και πλευρική ομάδα R.
• Η διαφορά στα αμινοξέα έγκειται στην πλευρική ομάδα R.

Σχηματισμός Πολυμερών

• Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας πεπτίδια μέσω πεπτιδικού δεσμού.
• Ο δεσμός αυτός δημιουργείται με την απομάκρυνση μορίων νερού.
• Ολιγοπεπτίδια αποτελούνται από 10-20 αμινοξέα.
• Πολυπεπτίδια αποτελούνται από πάνω από 20 αμινοξέα.
• Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από πολυπεπτιδικές αλυσίδες.

Σχηματισμός Διπεπτιδίου

• Η εικόνα παρουσιάζει σχηματισμό διπεπτιδίου από δύο αμινοξέα.
• Παρουσιάζει πεπτιδικό δεσμό με απομάκρυνση μορίου νερού.

Ταξινόμηση αμινοξέων με βάση τη δομή της πλευρικής ομάδας

• Ταξινομούνται με βάση τον τύπο της πλευρικής ομάδας (λειφατική, υδροξυλο, θείο).
• Διαφοροποιούνται με βάση τα ατομα R.

Διαγραμματική Απεικόνιση Επιπέδων Οργάνωσης Πρωτεϊνών

• Η εικόνα δείχνει τις διαφορετικές βαθμίδες δομής (πρωτοταγή, δευτεροταγή, τριτοταγή, τεταρτοταγή) των πρωτεϊνών, με διάκριση των ομάδων C, H, N, O.

Μετουσίωση πρωτεϊνών

• Η απώλεια ανώτερων δομών των πρωτεϊνών είναι γνωστή ως μετουσίωση.
• Η μετουσίωση οδηγεί σε απώλεια της λειτουργικότητας των πρωτεϊνών.
• Σε κάποιες περιπτώσεις η μετουσίωση είναι αντιστρεπτή.

Βιολογικός Ρόλος Πρωτεϊνών

• Τα αμινοξέα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την σύνθεση πρωτεϊνών.
• Δρουν ως πρόδρομες ουσίες (π.χ. ορμόνες).
• Συμμετέχουν στον κύκλο του KREBS για παραγωγή ενέργειας.

Λειτουργικές Κατηγορίες

• Οι πρωτεΐνες έχουν διάφορους βιολογικούς ρόλους:
• Ένζυμα
• Ορμόνες
• Δομικές πρωτεΐνες
• Αντισώματα
• Μεταφορικές πρωτεΐνες
• Άλλοι ρόλοι

1η Ένζυμα

• Δρουν ως καταλύτες για να αλλάξουν την ταχύτητα των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται στο σώμα.
• Βρίσκονται σε ενδοκυτταρικό και εξωκυτταρικό επίπεδο (π.χ., στην αιμοπλάσμα)
• Ταξινομούνται με βάση τον τύπο της αντίδρασης που καταλύουν.

2η Ορμόνες

• Χημικοί αγγελιοφόροι, συντίθενται και εκκρίνονται σε αδένες.
• Μεταφέρονται με τις κυκλοφορικές οδούς του οργανισμού.
• Δρουν σε ειδικούς υποδοχείς σε μερικούς ιστούς και όργανα.

3η Δομικές

• Αποτελούν ένα συστατικό των ιστών και οργάνων του σώματος.
• Χαρακτηριστικά παραδείγματα δομικών πρωτεϊνών είναι η ακτίνη, μυοσίνη, κολλαγόνο, ελαστίνη και κερατίνη.

4η Ανοσοσφαιρίνες

• Παράγονται από κύτταρα πλάσματος από Β-λεμφοκύτταρα για ανοσολογική αντίδραση.
• Ταξινομούνται σε 5 κύριες κατηγορίες: IgG, IgA, IgM, IgE, IgD.

5η Μεταφορικές

• Λειτουργούν ως μέσες μεταφοράς διαφόρων ουσιών μέσω του οργανισμού.
• Παραδείγματα μεταφορικών πρωτεϊνών είναι η άλβουμίνη, η ερυθροποιητίνη, και η τρανσφερίνη.

6η Λοιποί Ρόλοι

• ρυθμιστική δράση στο ρΗ του οργανισμού
• Δρουν ως συστατικά σε γλυκοπρωτεΐνες, πρωτεογλυκάνες, φλαβοπρωτεΐνες και μεταλλοπρωτεΐνες
• Συμμετέχουν στη παραγωγή ενέργειας

Πέψη αμινοξέων & πρωτεϊνών

• Η πέψη των πρωτεϊνών ξεκινά στο στομάχι μέσω υδροχλωρικού οξέος.
• Η υδρόλυση των πεπτιδικών δεσμών γίνεται μέσα σε ένζυμα.
• Τα τελικά προϊόντα της πέψης περιλαμβάνουν κυρίως μεγάλα πολυπεπτίδια, ολιγοπεπτίδια και ελεύθερα αμινοξέα.

Απορρόφηση αμινοξέων & πεπτιδίων

• Οι ελεύθερα αμινοξέα και μικρά πεπτίδια απορροφώνται από το εντεροκύτταρο.
• Η απορρόφηση πραγματοποιείται κυρίως με ενεργητική μεταφορά, με διάταξη νατριοεξαρτώμενη και μη νατριοεξαρτώμενη.
• Μετά την απορρόφηση τα αμινοξέα φτάνουν στο πλάσμα.

Μεταφορά αμινοξέων δια μέσου της ψηκτροειδούς παρυφής των εντεροκυττάρων

• Αφορά κυρίως την απορρόφηση αμινοξέων ως ελεύθερα στις μεμβράνες.
• Μεταφορά των πεπτιδίων στο κυτταρικό υγρό.
• Υπάρχει συμμετοχή μετάφορη σε μεμβράνη με Na.

Μεταφορά αμινοξέων δια μέσου της βασικοπλευρικής μεμβάνης των εντεροκυττάρων

• Η είσοδος των πεπτιδίων στο εντεροκύτταρο.
• Η απελευθέρωση των αμινοξέων στο εντερικό υγρό.
• Μεταφορά με διάχυση.
• Η μεταφορά εξαρτάται από μεταφορέα για κάθε αμινοξύ/πεπτίδιο.

Χρήση αμινοξέων από το εντεροκύτταρο

• Τα αμινοξέα μεταφέρονται από το εντεροκύτταρο.
• Οι πρωτεΐνες κατασκευάζονται από τα απαραίτητα αμινοξέα στο εντεροκύτταρο.
• Τα αμινοξέα χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενεργείας και βιοσύνθεση.
• Εξυπηρετούν βασικές βιολογικές λειτουργίες.

Απορρόφηση αμινοξέων από εξωεντερικούς ιστούς

• Τα αμινοξέα που δεν χρησιμοποιούνται από το εντεροκύτταρο, μεταφέρονται στο ηπαρ.
• Μεταφορά μέσω διαφόρων μηχανισμών, ιδίως ηπατοκυττάρων.

Μεταβολισμός των αμινοξέων

• Το ήπαρ ελέγχει τον μεταβολισμό των αμινοξέων.
• Το ήπαρ αποθηκεύει 50-60% αμινοξέων
• Το 20% χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρωτεϊνών και άλλων ουσιών.
• Τα λοιπά αμινοξέα διατίθενται στο σώμα.

Πρωτεΐνες Πλάσματος

• Λευκωματίνη: Η κυριότερη πρωτεΐνη του πλάσματος, που σχετίζεται με την ογκωτική πίεση και μεταφορά θρεπτικών συστατικών, μετάλλων και φαρμάκων.

• Τρανσθυρετίνη (Προαλβουμίνη): Σημαντικός δείκτης διατροφικής κατάστασης με σύντομο χρόνο ημιζωής.

• Πρωτεΐνη πρόσδεσης ρετινόλης: Σχετίζεται με τη διατροφική κατάσταση και έχει σχετικά σύντομο χρόνο ημιζωής.

• Πρωτεΐνες πήξης: Συστατικά του πλάσματος, σημαντικά για την πήξη του αίματος.

• Σφαιρίνες: Συστατικά του πλάσματος με ποικίλους ρόλους (π.χ., μεταφορά σιδήρου, ρυθμιστική αντιμετώπιση φλεγμονών), διαφορετικού τύπου.

Αζωτούχες Ενώσεις

• Γλουταθειόνη: Συμμετέχει στον μεταβολισμό των αμινοξέων, προστατεύει από τοξίνες και δρα ως αντιοξειδωτικό.

• Καρνιτίνη: Είναι σημαντική για τη μεταφορά λιπαρών οξέων προς τα μιτοχόνδρια για οξείδωση.

• Κρεατίνη: Συμμετέχει στη παραγωγή ενέργειας στα μυϊκά κύτταρα.

Αμινοξέα και Αναβολισμός

• Είναι ο μοχλός της ζωής και βασικά δομικά και λειτουργικά συστατικά πρωτεϊνών.
• Αμινοξέα και πρωτεΐνες, πεπτικά ένζυμα, και πρωτεϊνικές πλάσματος ορμόνες παίρνουν μέρος στον κύκλο αναβολισμού.

Καταβολισμός των αμινοξέων

• Απαμίνωση: Απόσπατα αμινομάδα σε α-κετοξέα
• Τρανσαμίνωση: Μεταφορά αμινομάδας σε άλλες ενώσεις
• Τα αμινοξέα καταλύονται από ένζυμα αμινοτρανσφεράσες

Αμινοτρανσφεράσες ή τρανσαμινάσες

• Ένζυμα που καταλύουν τις αντιδράσεις τρανσαμίνωσης.
• ALT και AST είναι δύο σημαντικά ένζυμα που σχετίζονται με την λειτουργία του ήπατος και καμίας άλλης.

Ενδείξεις

• Η αύξηση στις συγκεντρώσεις των αμινοτρανσφερασών μπορεί να υποδηλώνει βλάβη σε οργανα όπως ήπαρ και καρδιά.

Ο κύκλος της ουρίας

• Η ουρία είναι μια οργανική ένωση, παραγωγή στο ήπαρ
• Ο κύκλος της ουρίας είναι μέρος του μεταβολισμού στον οργανισμό
• ο Ρόλος του κύκλου ουρίας είναι στην απομάκρυνση των αμμωνίας.