Budowa

Białka, zwane polipeptydami, są to pochodne węglowodorów o dość skomplikowanej budowie. Jednostką budulcową są aminokwasy, będące już prostszymi związkami organicznymi, łączące się w łańcuchy białkowe tworząc wiązania peptydowe za pomocą grupy aminowej ‑NH2 jednego aminokwasu oraz grupy karboksylowej –COOH drugiego aminokwasu.

  Występowanie

Polipeptydy stanowią główny budulec dla tkanek ludzkich i zwierzęcych. Masa człowieka składa się z około 56% białek. Występują między innymi we krwi, mleku, mięśniach, chrząstkach, skórze, paznokciach, sierści, piórach, kopytach, rogach. Białkami można także nazwać różne hormony, antybiotyki i toksyny bakteryjne.

Reakcje charakterystyczne

Reakcją charakterystyczną polipeptydów, czyli taką za pomocą, której można wykryć obecność danego związku może być, tzw.:

  •   reakcja ksantoproteinowa, podczas której stężony kwas azotowy (V) HNO3 denaturuje białko, powodując typowe żółte zabarwienie próbki;
  •   reakcja biuretowa, w której wodorotlenek miedzi (II) powoduje ścinanie się białka, co daje ciemnofioletowe zabarwienie;

  Podział i funkcja

Wśród polipeptydów można wyróżnić następujący podział:

  •   proteiny to białka proste składające się z samych aminokwasów i są to albuminy, globuliny,
  •   proteidy- złożone są z białek prostych i grup prostetycznych, czyli innych grup, typu:

  - nukleotydów i kwasów nukleinowych i są to tzw. nukleoproteidy

  - cukrowców – glikoproteidy

  - metali – chromoproteidy, etc.

Należy do nich hemoglobina, insulina oraz ważne dla organizmu enzymy.

W związku z ich podstawową funkcją wyróżniamy:

  •   białka transportujące
  •   białka magazynujące
  •   białka strukturalne
  •   białka regulatorowe
  •   toksyny
  •   przeciwciała
  •   hormony
  •   enzymy
  •   białka aparatu kurczliwego: aktyna i miozyna

Należy zwrócić uwagę na fakt, iż polipeptydy często spełniają kilka funkcji w organizmie. Z tego powodu jest to podział konwencjonalny i niezbyt precyzyjny.

Mimo, że białka mogą przybierać rozmaite kształty najczęściej spotykanymi są :

  •   białka globularne przyjmujące kształt globul, sfer
  •   białka fibrylarne –kształt włókien

  Struktura przestrzenna białek

Sekwencja aminokwasów w łańcuchu białkowym ma znaczny wpływ na strukturę przestrzenną polipeptydu. Można zaburzyć tę strukturę w sposób:

  •   nieodwracalny - wówczas jest to proces denaturacji
  •   i odwracalny – proces strukturyzacji białka

poprzez użycie wysokiej temperatury, związków chemicznych, np. kwasów i zasad, jonów metali ciężkich, rozpuszczalników organicznych, detergentów czy też promieniowania UV.

W wyniku możliwości nietrwałego przeobrażenia się struktury przestrzennej, białka transportują i przechowują wiele związków, powodują skurcze mięśni, dostarczają energię, regulują metabolizm organizmu poprzez reakcje utleniania tkankowego, przewodzenie bodźców nerwowych. Biorą udział między innymi w procesie krzepliwości krwi, czy tez w procesie widzenia.

Wyróżniamy:

  •   strukturę pierwszorzędową- najprostszą wyznaczoną poprzez kolejność aminokwasów w łańcuchu;
  •   strukturę drugorzędową - jest to regularny układ łańcucha polipeptydowego stabilizowanego poprzez wiązania wodorowe; są to helisy albo harmonijki;
  •   strukturę trzeciorzędową - precyzuje układ w przestrzeni wszystkich jego atomów, bez uwzględniania zależności od sąsiednich cząsteczek, determinują ją różne wiązania chemiczne typu mostki dwusiarczkowe czy też oddziaływania jonowe;
  •   strukturę czwartorzędową białka, która dotyczy białek złożonych z kilku podjednostek tj. osobnych łańcuchów polipeptydowych i jest to sposób połączenia się tych podjednostek w jedną całość, tworząc aktywne białko;

  Białko jako paliwo energetyczne

Białko może również być wykorzystane jak materiał energetyczny dla organizmów roślinnych i zwierzęcych. Jest to jednak najmniej wydajne „paliwo” dla organizmu, gdyż podczas jego spalania uzyskuje się bardzo dużo bezużytecznej energii cieplnej a mało tej właściwej, mechanicznej.

W zależności od ilości poszczególnych aminokwasów w konsumowanym białku i ich proporcji względem siebie białka mogą być bardziej energetyczne i/lub mieć większą wartość biologiczna.

Polipeptyd wpływa na szybkość przemiany materii nawet o 40 %, zaś brak tego składnika w pokarmie może doprowadzić do jej spowolnienia a nawet zatrzymania. Można zaobserwować wyższy wzrost populacji ludzkiej w krajach rozwiniętych, gdzie się spożywa stosunkowo dużo białek w porównaniu z niskim wzrostem ludności w państwach, gdzie jest stosowana niskobiałkowa dieta.

  Źródło białek

Bardzo dobrym źródłem białka jest białko jaja kurzego gdyż zawierają niezbędne aminokwasy we właściwych proporcjach, drugim z kolei jest mleko matki a następnie mięso. Aby zachować odpowiednią wartość odżywczą białka potrzebna jest prawidłowa ilość cukrów i tłuszczów, które to dostarczają koniecznej energii do produkcji białka. Do powstania 1 grama białka potrzebna jest energia rzędu 24 Kcal. Osoba dorosła powinna spożywać od 65-100g białka na dobę w zależności od płci, stanu fizjologicznego i aktywności fizycznej, zaś w okresie dojrzewania powinno być znacznie więcej dostarczanego wysokokalorycznego białka. Źródłem pełnowartościowego białka są także rośliny takie jak soja, orzech czy nasiona strączkowych roślin. Zawartość procentowa białka w wybranych produktach spożywczych zawarto w tabeli 1.

Tab. 1 Zawartość procentowa białka w poszczególnych produktach spożywczych

  Produkt spożywczy

Zawartość procentowa białka

mięso zwierząt

15-23 %

ryby

18%

jaja kurze

13%

suszone nasiona strączkowe

15-20%

warzywa i owoce

1-2 %

Poprzez właściwe skomponowanie posiłku, można dostarczyć organizmowi jedzenie zawierające wszystkie białka a więc i niezbędne dla niego aminokwasy. Dlatego też wegetarianie oraz populacje spożywające mało mięsa, poprzez odpowiednią kontrolę diety, stosując na przykład nasiona roślin strączkowych lub zbóż mogą dostarczyć odpowiednią ilość i jakość białek niezbędną do prawidłowego funkcjonowania organizmu.