Fisk är en bra proteinkälla. |

Vital Chemicals

Proteiner är viktiga komponenter i våra kroppar. De utgör en del av kroppens struktur och utför många viktiga funktioner. De gör det möjligt för oss att röra oss, sprida syre runt kroppen, koagulera blod när vi är sårade, bekämpa infektioner, transportera ämnen in och ut ur celler, kontrollera kemiska reaktioner och överföra meddelanden från en del av kroppen till en annan.

Proteinmolekyler är tillverkade av kedjor av aminosyror. Våra kroppar smälter proteinerna som vi äter och omvandlar dem till enskilda aminosyror som absorberas i blodomloppet. Våra celler använder sedan dessa aminosyror och de som vi gör för att producera de specifika proteinerna som vi behöver. Proteiner har ofta en komplex struktur samt viktiga funktioner. Vetenskaplig utforskning av kemikalierna är en viktig strävan.

Röda blodkroppar får sin färg från ett protein som kallas hemoglobin, som transporterar syre i blodet. |

Proteiner finns i hela kroppen. Många olika sorter finns. Den här artikeln fokuserar på specifika slag, inklusive sådana i blod, muskler och cellmembran. Det diskuterar också signalproteiner, hormoner, strukturella proteiner och enzymer.

Hemoglobin, fibrinogen och albumin i blod

Röda blodkroppar innehåller ett protein som kallas hemoglobin, vilket ger cellerna deras färg. Hemoglobin plockar upp syre från lungorna. När de röda blodkropparna reser runt kroppen släpper hemoglobinet syre till vävnadscellerna. Dessa behöver syre för att skapa energi från smält mat och för att producera ämnen som de behöver.

Den flytande delen av blodet kallas plasma. Det innehåller ett protein som kallas fibrinogen, som är involverat i blodkoagulationsprocessen. När ett blodkärl bryts omvandlar en serie kemiska reaktioner fibrinogen till ett fast protein som kallas fibrin. Fibrinfibrerna bildar ett nät över det skadade området som fångar från blod. Nätet och det instängda blodet bildar blodproppen.

Albumin är ett annat protein i blodplasma. Det hjälper till att hålla vatten i blodet och hålla rätt vätskevolym i kärlen. Albumin transporterar också bilirubin till levern. Bilirubin är ett avfallsämne som görs från nedbrytning av hemoglobin i gamla och skadade röda blodkroppar. Levern omvandlar bilirubin till en form som kan utsöndras.

Antikroppar och kompletteringssystemet

Proteiner är viktiga i vårt immunsystem, som bekämpar infektioner. Till exempel innehåller blod antikroppar, som är proteiner tillverkade av en typ av vita blodkroppar som kallas en B-lymfocyt eller en B-cell. Antikropparna bekämpar inkräktare som bakterier och virus.

Vissa proteiner i blod och specifika sådana som är fästa vid cellmembranet utgör komplementsystemet. Detta system har ett antal funktioner i immunsystemet. Det "kompletterar" aktiviteten hos antikroppar och fagocyter. Fagocyter är vita blodkroppar som uppslukar och förstör inkräktare. Mer än tjugo komplementproteiner har upptäckts.

Komplementproteiner cirkulerar runt kroppen i blod och vävnadsvätska i en inaktiv form. När specifika delar av invaderande mikrober detekteras aktiveras komplementsystemet. Aktiverade komplementmolekyler lockar vita blodkroppar till ett område när en infektion finns. De utlöser också lys (sprängning) av bakterier samt hjälpsamma aktiviteter som utförs av immunsystemet.

Ett tvärsnitt genom skelettmuskelfibrer och en nervknipp |

Actin, Myosin, Myoglobin och Ferritin in Muscle

Actin och myosin är proteiner som finns som filament i muskelfibrer (eller muskelceller). När kalciumjoner är närvarande glider filamenten över varandra och får musklerna att dra sig samman. Proteinerna finns också i andra typer av celler och ansvarar för olika rörelser i och inom cellerna.

Myoglobin är ett rött pigment i muskler som binder till syre. Det frigör syre till muskelcellerna när de behöver producera energi. Myosin har vissa likheter med hemoglobin men också vissa skillnader.

En polypeptid är en enda kedja av aminosyror. Vissa proteiner innehåller endast en polypeptid, men andra har flera som är sammanfogade. En myoglobinmolekyl består av endast en polypeptidkedja medan en hemoglobinmolekyl innehåller fyra. Hemgruppen i myoglobin och hemoglobin binder till syre. Myoglobin har en hemgrupp och hemoglobin har fyra.

Ferritin är ett protein i celler som lagrar järn och släpper det när det behövs. Ferritin finns i skelettmusklerna och även i levern, mjälten, benmärgen och andra delar av kroppen. En liten mängd ferritin finns i blod.

Cellmembranets struktur |

Cellmembraner

Det yttre lagret av celler kallas cellmembranet eller plasmamembranet. Det är främst tillverkat av ett dubbelt lager av fosfolipider ("fosfolipid-skikt"), kolesterolmolekyler och proteinmolekyler.

Membranproteiner klassificeras i tre huvudkategorier.

  • Perifera proteiner finns på den yttre och / eller inre ytan av ett membran. Bindningen mellan ett perifert protein och cellmembranet är svagt och ofta tillfälligt. Perifera proteiner sitter ofta på ytan av membranet men sträcker sig ibland ett litet avstånd in i det.
  • Integrerade proteiner finns inte bara på membranytan utan penetrerar också membranet. De flesta sträcker sig hela vägen genom membranet och är kända som transmembranproteiner. Vissa integrerade proteiner spänner över membranet flera gånger.
  • Lipidbundna eller lipidbundna proteiner är helt belägna i fosfolipid-skiktet och sträcker sig inte till någon av membranytorna. De är sällsynta än de andra typerna av membranproteiner.

Membranproteins funktioner

Proteinmolekylerna i membranen har olika funktioner. Vissa bildar kanaler som gör att ämnen kan röra sig genom membranet. Andra transporterar ämnen genom cellmembranet. Vissa membranproteiner fungerar som enzymer och orsakar kemiska reaktioner. Andra är receptorer som förenar sig till specifika ämnen vid ytan av cellen.

Ett exempel på en receptor i aktion är föreningen av insulin till ett receptorprotein. Insulin är ett proteinhormon tillverkat av bukspottkörteln. Föreningen mellan insulinet och receptorn får membranet att bli mer permeabelt för glukos. Detta gör att tillräckligt med glukos kan komma in i cellen, där den används som näringsämne.

Receptorer är också involverade i överföringen av nervimpulser. En kemikalie som kallas en excitatorisk neurotransmitter frigörs från slutet av en stimulerad neuron eller nervcell. Neurotransmitteren binder till en receptor vid nästa neuron. Denna bindning orsakar en nervimpuls som produceras i den andra nervcellen och är metoden genom vilken nervimpulser rör sig från en nervcell till en annan.

Glykoproteiner proteiner fästa vid kolhydrater finns på yttre ytan av cellmembranen och har många funktioner, inklusive fungerar som cellhäftningsmolekyler till stick celler tillsammans. Den yttre ytan av membranet har också glykolipider, som är fosfolipider bundna till kolhydrater.

Signalering av proteiner och hormoner

Cytokiner är små proteiner som frigörs av celler för att kommunicera med andra celler. De görs ofta i immunsystemet när en infektion finns. Cytokinerna stimulerar immunsystemet att producera T-celler, även kallade T-lymfocyter, som bekämpar infektionen.

Vissa hormoner är proteinmolekyler. Till exempel är erytropoietin ett proteinhormon tillverkat av njurarna för att stimulera produktion av röda blodkroppar i benmärgen. HCG (Human Chorionic Gonadotropin) är ett proteinhormon som produceras av embryot och av moderkakan under tidig graviditet. Dess funktion är att upprätthålla rätt nivåer av östrogen och progesteron i en kvinnas kropp för att stödja fortsättningen av graviditeten.

Graviditetstest kontrollerar för HCG i en kvinna urin eller blod. Om HCG finns, kan kvinnan vara gravid eftersom hormonet tillverkas av ett embryo och en morkaka. Det är viktigt att en läkare bekräftar att kvinnan är gravid om ett testpaket tyder på att hon är det. Flera faktorer kan orsaka ett felaktigt resultat i testet, inklusive användning av vissa mediciner, vissa villkor i kvinnans kropp och testkitets tillstånd.

Det här är celler från en ko som har färgats för att visa cytoskeletten. Blå = kärna, grön = mikrotubuli, röd = aktintrådar |

Strukturella proteiner

En cell innehåller ett nätverk av proteinfilament och tubuli som kallas cytoskeletten. Cytoskeletten upprätthåller cellens form och gör att dess delar kan röra sig. Vissa celler har korta hårliknande förlängningar på ytan, kallad cilia. Andra celler har en eller flera långa förlängningar som kallas flagella. Cilia och flagella är gjorda av proteinmikrotubulor och används för att flytta cellen eller för att flytta vätskor som omger cellen.

Keratin är ett strukturellt protein som finns i vår hud, hår och naglar. Kollagenproteinfibrer finns i många delar av kroppen, inklusive muskler, senor, ligament och ben. Kollagen och ett annat protein som kallas elastin finns ofta tillsammans. Kollagenfibrer ger styrka och elastinfibrer ger flexibilitet. Kollagen och elastin finns i lungorna, i väggarna i blodkärlen och i huden.

Kött är rikt på protein. Matsmältningsenzymer behövs för att omvandla proteinmolekylerna till aminosyramolekyler. |

enzymer

Enzymer är kemikalier som katalyserar (påskyndar) de kemiska reaktionerna i kroppen. Utan enzymer skulle reaktionerna hända för långsamt eller skulle inte inträffa alls. Eftersom ett stort antal kemiska reaktioner händer hela tiden i våra kroppar, skulle livet vara omöjligt utan enzymer.

Matsmältningsenzymer bryter ned maten vi äter och producerar små partiklar som absorberas genom tunntarmen. Partiklarna kommer in i blodomloppet, som transporterar dem runt kroppen till våra celler. Cellerna använder de smälta matpartiklarna som näringsämnen.

Substraten (reaktanter) förenas till det aktiva stället för ett enzym, vilket gör att en kemisk reaktion kan inträffa. De produkter som tillverkas lämnar enzymet. |

Aminosyrakedjorna i en proteinmolekyl är vridna, rullade och vikta i en mängd olika komplexa former. Dessa former måste bibehållas eller proteiner kan inte fungera.

Hur enzymer fungerar

Enzymer fungerar genom att gå ihop med kemikalien eller kemikalier som reagerar (underlaget eller underlaget). En substratmolekyl förenar sig till en plats på enzymmolekylen känd som det aktiva stället. De två passar ihop som en nyckel passar in i ett lås, så beskrivningen av enzymhandling kallas vanligtvis låset och nyckelteorin. Det antas att i vissa reaktioner (eller kanske i de flesta av dem) ändrar det aktiva stället sin form något för att passa underlaget, som är känt som den inducerade fitmodellen för enzymaktivitet.

Bönor är en bra proteinkälla för veganer och för alla andra. |

Väsentliga aminosyror och fullständiga proteiner

Bra proteinkällor i kosten inkluderar kött, fjäderfä, fisk, mejeriprodukter, ägg och baljväxter eller pulver (bönor, linser och ärter). Många näringsläkare rekommenderar att vi äter magert kött och mjölk med låg fetthalt om dessa livsmedel är en del av vår kost.

Våra kroppar kan göra några av de aminosyror som krävs för att göra våra kroppsproteiner, men vi måste få de andra från vår kost. Aminosyrorna som vi kan skapa kallas "icke-väsentliga" aminosyror, medan de som vi inte kan göra är "väsentliga". Skillnaden mellan de två typerna är dock inte alltid tydlig, eftersom vuxna kan göra vissa aminosyror medan barn inte kan.

Ett protein i vår kost som innehåller alla nödvändiga aminosyror i tillräckliga mängder kallas ett komplett protein. Proteiner från animaliska källor är kompletta proteiner. Växtproteiner är i allmänhet ofullständiga, även om det finns några undantag, såsom sojabönprotein. Eftersom olika växter saknar olika essentiella aminosyror, genom att äta en mängd olika växtmat kan en person få alla aminosyror som han eller hon behöver. Protein i någon form är en viktig del av vår kost eftersom det gör att våra kroppar kan skapa viktiga kemikalier för livet.

referenser

  • Proteinfakta från National Institute of General Medical Sciences (kapitel 1 i broschyrens strukturer)
  • Information om proteiner från US National Library of Medicine
  • En beskrivning av komplementsystemet från British Society for Immunology
  • Struktur av plasmamembranet från Khan Academy
  • Introduktion till cellsignaler från Khan Academy
  • Struktur och funktion av enzymer från Royal Society of Chemistry