Baltymai ir ju pritaikymas
Baltymai yra pagrindinė organizmo statybinė (plastinė) medžiaga. Jie
sudaryti iš aminorūgščių. Aminorūgščių sudėtis ir išsidėstymas baltymo
molekulėse skirtingos rūšies baltymuose būna labai įvairi. Kai kurios
aminorūgštys yra sintetinamos žmogaus organizme – tai pakeičiamos
aminorūgštys, kai kurios nesintetinamos – tai nepakeičiamos aminorūgštys.
Nepakeičiamas aminorūgštis žmogus būtinai turi gauti su maistu, pakeičiamų
aminorūgščių kiekį taip pat būtina papildyti su maistu. Nepakeičiamos
aminorūgštys – tai leucinas, izoleucinas, lizinas, metioninas,
fenilalaninas, treoninas, triptofanas, valinas, augančiam organizmui
nepakeičiama aminorūgštis yra ir histidinas. Įvairiuose maisto produktuose
aminorūgščių kiekiai yra skirtingi. Laikantis sveikos mitybos įvairumo
principo, t.y. vartojant įįvairius maisto produktus, galima patenkinti visų
aminorūgščių poreikį. Nepakeičiamų aminorūgščių daugiausia yra gyvūniniuose
baltymuose. Augaliniuose baltymuose daugiau pakeičiamų aminorūgščių.
Gyvūniniai baltymai biologiškai vertingesni, nes juose, lyginant su
augaliniais baltymais, yra daugiau tokių aminorūgščių kaip triptofanas,
lizinas ir turinčių sieros. Su maistu žmogus turi gauti visas aminorūgštis,
kadangi organizmui reikalingi mišrūs baltymai – ir augaliniai, ir
gyvūniniai.
Baltymai yra labai plačiai išplitę gyvojoje gamtoje ir sudaro gyvybės
pagrindą. Fiziologiniu požiūriu baltymai yra svarbiausi natūralūs
stambiamolekuliniai junginiai, nors DNR, sauganti genus, taipogi yra
natūralus gigantiškas polimeras. Baltymų sandara yra labai paini ir jų
struktūrinių vvariantų skaičius nepaprastai didelis. Pavyzdžiui, pagal savo
struktūrą baltymų yra fibrilinių, globulinių, pluoštinių, elastingų, tirpių
ir netirpių, kristalinių bei amorfinių.
Tačiau visiems baltymas yra būdingos šios savybės:
• jų makromolekulės sudarytos beveik vien tik iš α – amino rugščių
liekanų, kurios tarpusavyje susijungę ppeptidinėmis jungtimis.
• baltymų makromolekulės sudarytos beveik vien tik iš L optinės
konfigūracijos amino rūgščių.
(Šios dvi savybės siejasi tokiu būdu, kad visos į baltymų sudėtį įeinančios
amino rūgštys pradinėse stadijose yra gaminamos iš to paties šablono,
panaudojant tuos pačius fermentus, todėl bendra alfa ir L konfigūracija
labai apsimokėjo ir evoliucijos eigoje įsitvirtino amino rūgščių
sintezėje.)
Visos amino rūgštys(išimtį sudaro glicinas), kurios gaunamos suhidrolizavus
baltymus, yra optiškai aktingi junginiai. Atskiri baltymai tesiskiria
vienas nuo kito sudarančiomis juos amino rūgštimis ir tų amino rūgščių
tarpusavio jungimosi tvarka (pirmine baltymo struktūra), kas sąlygoja ir
skirtingas aukštesnes tokios makromolekulės struktūras (antrinę, tretinę).
Nustatyta, kad baltymus sudaro iš viso apie 28 skirtingos amino rūgštys,
kurios turi po dvi, tris arba daugiau funkcinių grupių. Todėl
polipeptidinės makromolekulės gali būti šakotos, tačiau gamtoje tai
sutinkama ypatingai retai.
Baltymų makromolekulės pagrindą sudaro aamino rūgštys NH2 – CH(R)COOH,
kurios susijungusios tarpusavyje peptidiniais – CO – NH – ryšiais, o jose
radikalas R yra labai įvairus. Be peptidinių ryšių, baltymuose dar rasta
disulfidinių (S – S) ryšių tarp atskirų cisteino likučių, ir tai daro
esminį skirtumą tarp polipeptido ir baltymo. Baltymo molekulėje taip pat
dažnai randami metalo jonai, chelatuoti neigiamai įkrautomis amino rūgščių
liekanomis (gliutamato, aspartato), taip pat didesni cheminiai junginiai,
tokie kaip vitaminai arba lipidiniai inkarai. Baltymų makromolekulės gali
kontaktuoti viena su kita bei su kitomis makromolekulėmis, dažnai
sudarydamos itin painios struktūros sstambiamolekulinius kompleksus. Tokie
kontaktai pagrįsti daugybe silpnų sąveikų tarp dviejų skirtingų molekulių
paviršių, kurie vienas kitą atitinka kaip raktas spyną.
Kai kurios medžiagos baltymus iš jų tirpalų nusėsdina arba koagaliuoja.
Nusėsdinimas gali būti grįžtamojo arba negrįžtamojo pobūdžio, t.y.
nusėsdinta medžiaga gali dar ištirpti arba virsti netirpia. Virinami
baltymai, o ypač kai dar į tirpalą pridedama acto rūgšties arba
elektrolitų, negrįžtamai koaguliuoja. Negrįžtamą baltymų koaguliaciją
sukelia taip pat mineralinės rūgštys, pikrino rūgštis ir taninas. Veikiami
etanolio ir acetono, nusėsdinti baltymai išlieka tirpūs vandenyje.
Cheminiu požiūriu baltymai yra polielektrolitai. Fiziologinėmis sąlygomis
jie nėra linkę sudaryti agregatus, tačiau dėl vienokių ar kitokių
priežasčių praradę savo biologinį aktyvumą jie savaime agreguojasi ir
koaguliuoja.
Baltymai pagal jų makramolekulių formą skirstomi į dvi grupes: globulinius
ir fibrilinius baltymus.
[pic]
Amino rugštis jungiasi baltymuose
Globuliniai baltymai
Globulinius baltymus sudaro kamuolinės makromolekulės – globulės. Tokio
tipo baltymų pavyzdžiu galėtų būti albuminai, globulinai, hemoglobinasbei
mioglobinas. Išvados apie šių baltymų makromolekulių formą padarytos,
remiantis rentgenografiniais, viskozimetriniais, osmometriniais ir
elektronmikroskopiniais tyrimo metodais.
Globuliniai baltymai daugiausia yra tirpios vandenyje medžiagos, kuriose
yra daug į globulės išorę nukreiptų hidrofilinių grupiu
.
Fibriliniai baltymai
Fibriliniams baltymams priskiriami tie baltymai, kurių makromolekulės yra
ištęstos linijinės formos arba lengvai jungiasi tarpusavy, sudarydamos
pluoštines struktūras. Tai daugiausia netirpios vandenyje ir druskų
tirpaluose medžiagos. Fibriliniuose baltymuose polipeptidinės grandinės
sudaro kuokštus, kuriuose makromolekulės grandinės kryptimi yra orentuotos
viena kitos atžvilgiu. Šiai baltymų grupei priskiriamas keratinas,
miozinas, fibrinas, fibrinogenas, šilko fibroinas, kolagenas, želatina,
gliuteinasit kt. RRengenografiškai nustatyta, jog dauguma šių polipeptidinių
grandinių suvytos į spiralę taip, kad spiralės viduryje kiekvienas amino
rūgšties likutis su kitu amino rūgšties likučiu susijungęs vandeniline
jungtimi.
Kaip jūsų kūnas panaudoja baltymus
Kai su maistu nuolat gaunama baltymų, organizmo ląstelės atitinkamai
aprūpinamos aminorūgštimis. Ląstelėse iš šių cheminių junginių susidaro
nauji baltymai. Jie reikalingi įvairiems organizmo audiniams – kaulams,
raumenims, jungiamiesiams audiniams, tuščiavidurių organų sienelėms –
susidaryti ir atsistatyti. Kiekvienoje ląstelėje susidaro specifinis
baltymas, kurio aminorūgščių seka yra genetiškai užkoduota ląstelės
branduolyje. Kai kurie iš šių baltymų yra fermentai, sukeliantys chemines
reakcijas, kurių metu išskiriama energija, reikalinga raumenims susitraukti
ir kitokiai ląstelės veiklai.
Suaugusio žmogaus kilogramui kūno masės per parą reikia apie 0,75 g
baltymų, nepriklausomai nuo amžiaus. Apie pusę reikiamų baltymų reikėtų
gauti su gyvūniniu maistu, nes jame yra daugiau nepakeičiamų aminorūgščių.
Pats vertingiausias yra kiaušinio baltymas. Jo aminorūgščių sudėtis ir
tarpusavio santykiai geriausiai atitinka žmogaus organizmo poreikius.
Kiaušinio baltymas vertinamas kaip baltymo etalonas.
Mankštinantis, ypač norint sureguliuoti kūno svorį, mūsų organizmas
reikalauja labai daug baltymų raumenų augimui ar jų išlaikymui. Baltymai
pavirsta į amino rūgštis, po to vėl į baltymus, grąžindami raumenims
ankstesnę formą ar juos papildydami po treniruočių. Kadangi amino rūgštys
mūsų kūne sudeginamos mankštinantis, ypatingai atliekant aerobikos
pratimus, labai svarbu, kad greičiau atstatytume savo raumenis.
.
Badavimo poveikis
Žmonės, kurie gerai maitinasi, aminorūgščių gauna iš maiste esančių
baltymų. Kadangi jos nenaudojamos energijai gamintis, tai kkaupiasi
raumenyse. Angliavandeniai ir riebalai – daug efektyvesnis kuras. ai
badaujama, riebalų ir glikogeno atsargos išsemiamos, ir aminorūgštys, užuot
dalyvavusios audinių veiklos procese, ima teikti energiją.
Šaltiniai
|Produktas|Baltymų |
| |kiekis(g) |
| |100 g produkto|
|Mėsa |14-25 |
|Žuvis |15-22 |
|Kiaušinis|13-14 |
|Sūris |15-30 |
|Pienas |3-4 |
|Duona |5-10 |
|Bulvės |1,2 |
|Soja |30 |
|Žirniai |20 |
[pic]
Baltymų turi ir gyvuliniai, ir augaliniai produktai. Rekomenduojamas
baltymų kiekis pirmiausia priklausi nuo jūsų amžiaus ir svorio. Dauguma
Vakarų šalių gyventojų suvalgo mažiausiai du kartus daugiau baltymų, negu
rekomenduojama, nes tai parankiausias, įprastas maistas, ypač mėsa.
Perteklius
Nuolat per daug baltymų vartojantiems žmonėms, kurių sutrikusi kepenų ir
inkstų veikla, gali kilti įvairių problemų, nes per šiuos organus šalinamos
baltymų apykaitos atliekos. Baltymingi gyvulinės kilmės produktai, ypač
mėsa ir pieno gaminiai, paprastai dar turi ir daug sočiųjų riebiųjų
rūgščių. Su jais gaunama gausybė kalorijų, kraujyje daugėja cholesterino,
taigi didėja pavojus susirgti širdies ligomis.
Augalinių baltymų deriniai
Visuose augaliniuose produktuose, pavyzdžiui, riešutuose ir pupelėse, yra
baltymų, tačiau tokio pilnojo baltymo, kokio yra mėsoje, augaliniai
produktai neturi. Pilnajame baltyme yra maždaug po tiek visų būtinų
aminorūgščių, kiek reikia organizmui. Augaliniai baltymai yra nepilni, nes
jiems trūksta vienos ar kelių būtinųjų amino rūgščių. Tačiau jei vienas
kuris augalinis produktas kokios nors amino rūgšties neturi, ją dažniausiai
galima rasti kitame. Kad su šiais produktais gautumėte visų reikalingų
aminorgščių, valgant juos reikėtų derinti.
Cheminės savybės
1.
Baltymai, veikiami daugeliu cheminių reagentų, iškrinta nuosėdomis(apie
denatūraciją grįžtamą ir negrįžtamą)
Baltymai su lengvųjų metalų ir amonio druskomis sudaro nuosėdas, kurias
vėliau galima vėl ištirpinti. Sunkiųjų metalų druskos, priešingai, –
baltymus denatūruoja. Tas pats vyksta, veikiant juos koncentruota sieros r.
ar kaitinant.
2. Spalvinės baltymų reakcijos: 1.su konc. Sieros r. azoto r. sudaro
geltonas nuosėdas 2. Su Na šarmu ir Cu sulfatu susidaro violetinės
nuosėdos.
3. Baltymai hidrolizuojasi kaitinant su šarmais ar su rūgštimis. Reakcijos
metu gaunamos dvi ar daugiau amino r.
|BALTYMŲ |PAVYZDŽIAI|FUNKCIJOS IR (ARBA) LOKALIZACIJA |
|Kl. | | |
|struktūrin|Kolagenas,|jungiamojo aaudinio tarplastelinės medžiagos |
|iai b. |Keratinas,|komponentas, esantis kauluose, sausgyslėse ir|
| |Elastinas,|kremzlėse. Įeina į odos, plunksnų, nagų, |
| |Mukoprotei|plaukų sudėtį. Elastinėse skaidulose |
| |nas |funkcionuoja kaip struktūrinis elementas. Yra|
| | |seilėse, tai lipnus sekretas – gleivės |
|apsauginia|Fibrinogen|svarbus kraujo krešėjimui nes veikiamas |
|i b. |as, |trombino virsta netirpiu baltymu fibrinu. |
| |Lizocimas |Ardo bakterijų sieneles, todėl į bakterijų |
| | |viduje vanduo suplėšo membraną ir bakterija |
| | |žūsta. |
|hormonai |Insulinas,|mažina gliukozės kiekį kraujyje. Didina |
| |Gliukagona|gliukozės kiekį kraujyje. Skatina visų |
| |s, |audinių ir kaulų augimą, stimuliuoja ilgųjų |
| |Stomatropi|kaulų aufima. Skatina antinksčių žievės |
| |nas, |steroidinių hormonų sekreciją. |
|transporti|Albuminas,|tirpus kraujo plazmos baltymas, gabenas |
|niai b. |Hemocianin|kraujyje steroidus ir riebiasias rūgštis. |
| |as |Gabena deguonį kai kurių bestuburių kraujyje.|
|sandėlinia|Feritinas,|geležiea atomų atsargą lląstelėse saugantis |
|i b. |Mioglobina|baltymas. Raumenų skaidulos baltymas, kaupias|
| |s |deguonies atsargą. |
|judėjimo |Miozinas, |raumeninės skaidulos judantys siūlai. |
|b. |Aktinas |Raumeninės skaidulos nejudantys siūlai. |
|atsarginia|Kiaušinio |kiaušinio baltyme, pieno baltyme |
|i b. |albuminas,| |
| |Kazeinas | |
|fermentai |Tripsinas,|katalizuoja baltymų hidrolizę virškinamąjame |
| |Amilazė, |trakte. Skaido krakmolą burnos ertmėje. |
| |Lipazė, |Skaido riebalus virškinimo trakte. Dalyvauja |
| |DNR |dvigubėjant DNR ir baltymų biosintezėje. |
| |polimerazė|Kraujo fermentas. |
| |, | |
| |karboanhid| |
| |razė | |
.
