پروتئین

پروتئینها مواد آلی بزرگ و یکی از انواع درشت مولکول های زیستی هستند که از زیرواحدهایی به نام اسید آمینه ساخته شده اند. پروتئین ها مانند زنجیری از یک کلاف سه بعدی بسپارهایی هستند که از ترکیب اسیدهای آمینه حاصل می شوند. اسیدهای آمینه مثل یک زنجیر خطی توسط پیوند پپتیدی میان گروه های کربوکسیل و آمین مجاور به یکدیگر متصل می شوند تا یک پلی پپتید را به وجود بیاورند.
ساختار اول: به توالی پروتئین که به صورت رشته ای از اسیدهای آمینه می باشد گفته می شود. پروتئین ها پلی مرهایی خطی از اسیدهای آمینه هستند که با پیوند پپتیدی بهم متصل شده اند.
ساختار دوم: به نظم های موضعی گفته می شود که پروتئین در حین تاشدگی به خود می گیرد. ساختار دوم پروتئین ها خود به چند دسته تقسیم می شود:
ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن مشخص می شود. اگرچه کد ژنتیک ۲۰ تا اسید آمینه استاندارد را معرفی می کند، اما در بعضی از اندامگان ها (ارگانیسم ها) کد ژنتیک شامل سلنوسیستئین و در بعضی از آرکی باکتری ها پ یرولزین می باشد. گاهی در پروتئین ها دگرگونی به وجود می آید: یا قبل از آنکه پروتئین بتواند به وظایفش در یاخته عمل کند یا به عنوان قسمتی از مکانیسم بازرسی. پروتئین ها معمولاًبه یکدیگر می پیوندند تا یک وظیفه ای را با یکدیگر انجام دهند که این خود باعث استوار شدن پروتئین می شود. چون ترتیب های نامحدودی در توالی و طول زنجیره اسید آمینه ها در تولید پروتئین ها وجود دارد، از این رو انواع بی شماری از پروتئین ها نیز می توانند وجود داشته باشند. پروتئین های درون یاخته ای در بخشی از یاخته به نام ریبوزوم توسط آران ای (RNA) ساخته می شوند.
در ژانویه ۲۰۱۵ (بهمن ۱۳۹۳) دانشمندان آمریکایی و استرالیایی موفق به بازیافت پروتئین شدند. آنان با استفاده از اوره و نوعی همزن مخصوص، تخم مرغ آب پز را دوباره به تخم مرغ خام تبدیل کردند.
ساختار پروتئین یا ساختمان پروتئین به ساختاری گفته می شود که پروتئین به خود می گیرد. پروتئین دارای چهار نوع ساختار می باشد.

پروتِئین (protein)
مولکول های پیچیده و بزرگی، با اهمیت زیست شناختی، حاصل از اتصال اسید های آمینه با پیوند های پپتیدی. اسیدهای آمینۀ مصرفی ممکن است بیش از چندصد اسید باشند که از ترکیب بیست نوع اسید آمینه موجود حاصل می شوند. اسیدهای آمینه می توانند با هر ترتیبی به هم متصل شوند. پروتئین ها برای همۀ موجودات زنده لازم و ضروری اند و به صورت آنزیم همه نوع متابولیسم را کنترل می کنند. پروتئین های ساختمانی، از جمله کراتین و کلاژن، سازندۀ پوست، ناخن ها، استخوان ها، تاندون ها، و رباط هایند. پروتئین های ماهیچه ای موجب ایجاد حرکت می شوند. هموگلوبین اکسیژن را منتقل می کند، و پروتئین های غشایی حرکت مواد به درون یا بیرون سلول ها را کنترل و تنظیم می کنند. پروتئین بخش اساسی رژیم غذایی انسان را تشکیل می دهد. بیشترین پروتئین در دانۀ سویا و حبوبات دیگر، گوشت، تخم مرغ، و پنیر یافت می شود. مولکول های پروتئینی، طی عمل هضم، به اسید های آمینه ای می شکنند که به راحتی جذب بدن می شوند. سنتز پروتئین در سلول ها صورت می گیرد. اطلاعات لازم برای آرایش اتصال اسیدهای آمینه متفاوت به یکدیگر، به شکل رمز در دی اِن اِی وجود دارد. ژن قسمتی از دی اِن اِی است که رمز ساخت پروتئین را در خود دارد. هر پروتئین رمزگذاری شده اثری خاص بر ظاهر موجود زنده و ویژگی های آن می گذارد. طی عمل هضم در بدن، معده، لوزالمعده، و روده کوچک پروتئاز تولید می کنند که آنزیم تجزیه کنندۀ پروتئین است. این گونه آنزیم ها کاتالیزور تجزیۀ پروتئین به اسیدهای آمینه اند. پپسین آنزیمی است که در دیواره های معده تولید می شود و مولکول های پروتئینی بزرگ را به مولکول های پروتئینی کوچک تر (پلی پپتیدهایی کوچک تر) می شکند. محیط معده بسیار اسیدی است و پپسین در چنین شرایطی، با بالاترین سرعت ممکن عمل می کند. اسیدهای آمینۀ حاصل از هضم پروتئین ها، در رودۀ کوچک وارد خون می شوند و با جریان خون به همه جای بدن منتقل می شوند و در سلول ها، به شکل پروتئین های لازم درمی آیند. سنتز پروتئین نیاز به انرژی دارد که از طریق تنفس فراهم می شود.
گیاهان و پروتئین. گیاهان نیز پروتئین می سازند و برخلاف حیوانات، پروتئین را از مواد معدنی، از جمله نیتراتی تولید می کنند که آن را از خاک و کربوهیدرات حاصل از فتوسنتز جذب می کنند. بنابراین، گیاهان پروتئینی را می سازند که حیوانات در رژیم غذایی خود به آن نیاز دارند. در حال حاضر، زمین با کمبود مواد معدنی، از جمله نیترات های مشتمل بر نیتروژن عنصری، روبه رو است. بنابراین، انتقال نیتروژن بین موجودات زنده مهم است. این انتقال به چرخه نیتروژن است.
استفاده از پروتئین به شکل فیبر. موجودات زنده پروتئین ها را به شکل های متنوعی مصرف می کنند. برخی از پروتئین های بزرگ غیرقابل حل، و به شکل فیبرند. این فیبرهای محکم برای تشکیل اسکلت موجودات زنده به کار می روند. مثلاً نوعی فیبر پروتئینی تاندون ها را تشکیل می دهد، نوعی دیگر ماهیچه ها را به استخوان متصل می کنند، و برخی دیگر برای ساختار و کارکرد مفاصل مهم اند. فیبرهای پروتئینی معمولاً خم می شوند. استخوان ها عمدتاً از مواد معدنی ترد و شکننده ای، از جمله فسفات کلسیم، تشکیل می شوند و پروتئین مانع از خردشدن استخوان هاست.
آنزیم ها. آنزیم ها پروتئین هایی قابل حل اند که در بسیاری از فرآیند های زیستی موجودات زنده، از جمله تنفس، فتوسنتز و هضم، عمل این فرآیند ها را تسهیل می کنند.
هموگلوبین. پروتئین ها در جابه جایی مواد نیز نقش دارند. هموگلوبین پروتئینی است که اکسیژن را در خون حمل می کند.
پروتئین ها و بیماری. آنتی بادیها پروتئین های اصلاح شده ای اند که منجر به تأمین ایمنی در برابر بیماری ها می شوند. پروتئین ها اطراف ژن هایی را می پوشانند که باعث تشکیل ذرات ویروسی آلوده کنندۀ سلول هایند.
ساختار پروتئینی. علاوه بر پیوند های پپتیدی، انواع دیگری از پیوندها، از جمله پیوندهای گوگرد ـ گوگرد، پیوندهای هیدروژنی، و پل های کاتیونی بین محل های اسیدی، ساختارهای سه بعدی ویژه پروتئین را می سازند که ممکن است فیبری، کروی، یا چین دار باشد. مصرف ۶۰ گرم پروتئین در روز ضروری است. مولکول پروتئین زنجیرۀ بلندی از اسیدهای آمینه است که با پیوندهای پپتیدی به یکدیگر متصل اند. خواص پروتئین با نظم و ترتیب اسیدهای آمینه در مولکول و ساختار سه بعدی زنجیرۀ مولکولی شناسایی می شود. چین خوردگی های زنجیر غالباً به آن شکلی کروی می دهند.