REFERAT MEDICINA: DATE DESPRE PROTEINE SI AMINOACIZI

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Anonim
DATE DESPRE PROTEINE SI AMINOACIZI Ce sunt proteinele? Proteinele sunt substante chimice naturale cu structura macromoleculara , care se gasesc in toate celulele vii . Sunt componente ale structurilor celulare si au functii biologice fundamentale : enzimatice , hormonale , imunologice . Proteinelor constituie in prezent un nume familiar , stiindu-se ca reprezinta o parte necesara a alimentatiei noastre , ce poate fi obtinuta in special din oua , lapte carne , ct si din fasole , mazare nuci . Ca aspect , la microscop , proteinele sunt subtiri , ca niste bastonase gelatinoase . in organele animale apar sub forma de muschi , piele ,par . Ele se gasesc si in plante , in cantitati mai mici . Toate sunt amestecuri de compusi complecsi , continnd carbon , hidrogen , azot , oxigen , uneori si fosfor , fier , iar de multe ori sulf . Proteinele sunt principali constituenti ai corpului animalelor . indeplinind o mare varietate de functii , se descopera o diversificare deosebita in alcatuirea lor . S-a demonstrat ca proteinele constituie partea cea mai insemnata din substanta uscata a celulelor . In corpul omenesc , 15 % din greutate se datoreaza proteinelor . Analiza lor elementara a fost facuta de chimistul olandez Gerardus Iohannes Mulder ( 1802 - 1882 ) , extragndu-le din tesuturi animale si vegetale . Acesta le-a dat , in anul 1838 , la sugestia fostului sau profesor J.J. Berzelius , numele de proteine , de la grecescul 'protos' , care inseamna primul , in prima linie . Mulder publica aceasta denumire in 1840 ( in unele tratate apare anul 1843 ) , in limba olandeza , tradusa apoi si in limba franceza . Ce sunt aminoacizii? Cand au fost descoperiti? Primul aminoacid a fost descoperit de naturalistul francez Henri Braconnot ( 1780 - 1855 ) , in 1818 . El se numeste pectina si face parte dintre glucide ; la fel ca si glicina , izolata doi ani mai trziu , tot de el , din hidratii de gelatina . Primele cercetari pentru descifrarea alcatuirii proteinelor au fost facute de chimistul german Emil Herman Fischer . in 1875 , el a aratat cum hidrazina poate fi folosita la separarea si identificarea diferitelor tipuri de zahar din amestecurile impure . Obtinnd succese , a fost solicitat de Baeyer la Universitatea din Erlanger , unde a facut primele observatii asupra stereochimiei . Apoi a studiat purinele , elucidnd structura acestora in detaliu, legnd-o de mecanismul vietii . E. Fischer a aratat ca purinele ( constituenti ai acizilor nucleici ) sunt molecule-cheie in tesuturile vii . Desi in 1902 I s-a acordat Premiul Nobel , viata stiintifica a lui E. Fischer si-a continuat linia ascendenta . Urmatorii ani a manifestat interes in studiul moleculelor complicate ale proteinelor , aratnd modul in care aminoacizii se combina in molecula proteica , precum si metoda de legare a acestora . Astfel , in 1907 , a construit o molecula proteica alcatuita din 18 unitati de aminoacizi . Experimentnd-o a aratat ca enzimele digestive o ataca la fel ca pe o proteina naturala . Descoperirile ulterioare au demonstrat ca , din multitudinea de aminoacizi existenti , viata a selectat doar 20 , din care mentionam : glicina , alanina , valina , leucina , izoleucina , fenilalanina , prolina , triptofanul , serina , treonina , metionina , asparagina , acidul glutamic , cisteina , tirozina , histidina , lizina si arginina . Fischer a demonstrat ca aminoacizii proveniti din hidroliza proteinelor , prin recombinare alcatuiesc un grup de substante numite peptide ( sau peptone ). Apare o legatura covalenta , numita legatura peptidica , rezultata din reactia partii acide a unui aminoacid cu gruparea aminica ( bazica ) a altuia . Legatura peptidica permite combinarea a doi sau mai multi acizi aminati pentru a forma lanturile de aminoacizi . Dupa cum s-a mentionat , E. Fischer a sintetizat peptide care aveau intr-un lant pna la 18 aminonacizi . Aminoacizii se pot lega intre ei prin gruparea acida sau bazica . Astfel apar polipeptidele izomere . Numarul izomerilor posibili creste exponential ( Abderhalden ) . H. Braconnot , pe lnga alti aminoacizi a descoperit si leucina , de culoare alba , izolata mai inti sub forma de cristale ; izoleucina este un izomer al leucinei . Referitor la descoperirea leucinei , unele surse il atesta pe Proust ca fiind descoperitorul ei , in 1818 . Asparagina , gasita prima data in asparagus , a fost descoperita in 1806 , de chimistii francezi J.B. Robiquet ( 1780 - 1840 ) si N.L. Vauquelin( 1763 - 1829 ). Ultimul este si descoperitorul lecitinei , in 1811 . Cistina a fost descoperita un an mai devreme , de chimistul englez W. Wollaston ( 1766 - 1828 ). Valina a primit denumirea de la un compus cu care este chimic inrudita , anume acidul valeric . Triptofanul a primit denumirea de la englezescul 'trypsin - appearing' , pentru ca aparea in fragmentul dintr-o molecula proteica , care era scindata sub actiunea enzimei tripsina . Serina a fost izolata din matase ( englezescul 'silk' ) ; treonina e inrudita structural cu zaharul 'treoza' , glutamina a fost identificata in glutenul obtinut din gru ; lizina , izolata din molecule ce se scindau in subclasele lor ; histidina izolata din proteinele tisulare ; arginina din combinatiile argintului . Aminoacizi cu functia fiziologica specifica In afara de rolul lor in formarea proteinelor , anumiti aminoacizi indeplinesc in organismul animal unele functiuni fiziologice specifice sau sunt precursori ai unor compusi cu rol esential in functionarea organismului. Glicocolul este precursor al sarcosinei (N-metilglicocol) si al creatinei (guanidino-sarcosina) , care sub forma fosfatului , fosfocreatina sau acidului creatinfosforic , constituie rezerve de energie ale organismului. Energia necesara contractiei muschiulare este furnizata de acidul adenosintrifosforic (ATP) care trece in ADP si fosfat anorganic , proces catalizat de miosina . Refacerea acidului adenosintrifosforic din ADP si fosfat anorganic se face pe socoteala energiei furnizate de glicoliza . Acest proces fiind lent , intr-un muschi suprasolicitat , refacerea ATP-ului necesar unei noi contractii muschiulare se face pe socoteala acidului creatinfosforic care cedeaza restul de fosfat bogat in energie acidului adenosindifosforic , trecnd in creatinina , care se elimina prin urina. Acizii asparagic si glutamic iau parte la reactiile de transaminare . Ornitina si arginina (guanidino-ornitina) au un rol important in eliminarea amoniacului provenit prin degradarea aminoacizilor , sub forma de uree in organismul animal . Sinteza ureei are loc in ficat . Ornitina fixeaza NH3 si CO2 , enzimatic , dnd citrulina care cu o noua molecula de NH3 trece in arginina. Arginina este apoi hidrolizata de arginaza in uree si cruitina . Tirosina este precursorul tiroxinei (tetraiod- derivatul eterului p -hidroxifenilic al tirosinei) . Tiroxina este un hormon care se gaseste in glanda tiroida , alaturi de diiodtirosina . Iodul din alimente este fixat in glanda tiroida care contine un sistem enzimatic capabil sa oxideze ioni de iod la iod elementar . Lipsa iodului in organismul animal duce la o scadere a facultatilor mintale (cretinism) ; excesul de iod provoaca o crestere a arderilor in organism (boala lui Basedow) . Aminoacizii sunt precursorii aminelor biogene si ai aminoalcoolilor , substante cu rol fiziologic de mare importanta pentru buna functionare a organismului . Peptide, proteine si proteide cu activitate fiziologica Din clasa peptidelor , proteinelor si proteidelor fac parte numerosi compusi cu importanta vitala in fenomenele legate de functionarea normala a organismelor vii . De asemenea , multe substante toxice produse de plante si animale , germeni de boli sau substante de aparare ale organismului impotriva lor fac parte din aceste clase . Vor fi mentionate numai cteva exemple . Hormoni polipeptidici Oxitocina si vasopresina , doi hormoni izolati din lobul posterior al glandei hipofize care regleaza tensiunea arteriala prin inhibarea diurezei , contractia uterului , au fost izolati de Craig (1949) si au fost obtinuti sintetic de du Vigneaud 1955 . Oxitocina este o octapeptida (daca se considera cele doua resturi de cisteina ca o molecula de cistina ) sau o nonapeptida , daca se tine seama de cele doua molecule de cisteina . Vasopresina , din hipofiza de porc , difera de oxitocina prin inlocuirea restului de izolencina cu fenilalanina si a restului de lencina din catena , cu lisina . Insulina , hormnul secretat de pancreas ( capsulele lui Langerhans ), regleaza concentatia constanta a glucozei in snge ( 0,1 - 0,15 % ) . Defectiuni in sinteza insulinei , in boala numita diabet , duc la cresterea glucozei in snge ( hiperglicemie ) care se corecteaza medical prin administrare de insulina . Insulina este formata din doua catene polipeptidice : catena A ( cu 21 aminoacizi ) si catena B ( cu 30 aminoacizi ) ; cele doua catene sunt unite prin punti S-S din resturi de cisteina . Proteine cu rol de enzime Enzimele care confera specificitatea reactiilor pe care le catalizeaza sunt proteine . Ele actioneaza independent (enzimele proteinice ) sau impreuna cu coenzime ( neproteice ) . Ribonucleaza , enzima care hidrolizeaza acidul ribonucleic , este formata din 124 aminoacizi a caror succesiune a fost determinata de catre Moore si Stein in 1960 si care a fost obtinuta sintetic prin metoda Merrifield . Pepsina ,chimiotripsina si tripsina sunt enzime din sucul pancreatic care hidrolizeaza proteinele la peptide mari . Pepsina hidrolizeaza legaturi peptidice ale fenilalaninei la marginea aminica . Chimiotripsina hidrolizeaza legaturile fenilalaninei ( si tirosinei ) la marginea carboxilica . Tripsina hidrolizeaza legaturi peptidice intre lisina si arginina la marginea carboxilica . Actiunea de hidroliza a enzimei necesita vecinatatea spatiala a trei aminoacizi care pot fi aflati distantati in catena enzimei dar care se apropie in jurul centrului de reactie prin faldurile catenei . Acesti aminoacizi sunt : serina , istidina si acidul asparagic . Istidina are rolul de a transfera un proton de la serina la acidul asparagic , formnd anionul grupei hidroxil al serinei si grupei carboxil a acidului asparagic . Rolul restului de fenilalanina este de a tine centrul de reactie intr-o pozitie favorabila , situatie realizata de asezarea restului fenil in faldurile catenei enzimei ca intr-o nisa . Specificitatea enzimei este determinata de aceasta parte a catenei enzimei ( caracterul de tipar ) . Procesul enzimatic de hidroliza incepe prin fixarea substratului pe enzima prin reactia grupei alcoxid a serinei cu o grupa C = O a peptidei , simultan cu transferul protonului histidinei la grupa NH a legaturii amidice care reactioneaza . in acest proces serina este acilata iar histidina este protonata de catre grupa carboxil a acidului asparagic . Enzima acilata reactioneaza cu o molecula de apa regenernd enzima ( grupa hidroxil a serinei )si formnd grupa carboxil a restului de fenilalanina ; substratul se separa de enzima iar aceasta incepe un nou ciclu . Proteidele sunt combinatii intre o enzima proteica si o molecula neproteinica numita grupa prostetica . Proteidele , numite si proteine conjugate , se clasifica dupa natura grupei prostetice .Grupa prostetica are de obicei functiunea chimica iar proteina asigura fixarea pe substrat asigurnd specificitatea . Au fost descrise numeroase proteide cu activitate fiziologica intre care amintim doar cteva mai caracteristice . Hemoglobinele sunt cromoproteidele din snge avnd drept grupa prostetica derivati ai pirolului (porfirine ) si fer drept metal . Hemocianinele din sngele molustelor si al melcilor contin cupru : sngele lor este albastru din acest motiv . Nucleoproteidele au drept grupa prostetica acizi nucleici . Glicoproteidele sunt proteide cuplate cu un hidrat de carbon , de exemplu albumina din ou si din ser . in umoarea sticloasa a ochiului si in secretia din glanda submaxilara se gasesc glicoproteide cu continut de peste 4 % zahar numite mucoide . Mucoide se gasesc si in vegetale . Sub numele de lipoproteide se cuprind compusi formati din proteina si fosfatide ; ele formeaza membranele celulare . Rodopsina , purpura vizuala , o proteida responsabila in fenomenul vederii , este formata din 11-cis-retinal ( grupa prostetica ) si o proteina , opsina . Proteidele care contin fosfor se numesc fosfoproteide ; un exemplu este caseina din lapte . Virusuri Germenii patogeni ai multor boli infectioase fac parte din clasa riboproteidelor cu greutati moleculare enorme . Acidul ribonucleic are rolul de a asigura inmultirea moleculelor . Desi virusurile pot fi obtinute in stare cristalizata ca substante definite , ele au proprietatile fiintelor vii ( inmultirea celulara ) . intre virusuri se numara virusul poliomelitei , pojarului , variolei , turbarii , guturaiului . Virusul mozaicul tutunului , din regnul vegetal , a fost deosebit de bine studiat si succesiunea de 158 de aminoacizi ai proteinei a fost determinata . Antigeni si anticopri Proteinele produse de bacterii sau provenite din virusuri ( toxine ) introduse in organismul animal determina formarea de proteine de aparare numite anticorpi . Proteinele care determina formarea de anticorpi se numesc antigeni . Fiecare antigen determina formarea unui anticorp specific care precipita numai cu antigenul pentru care a fost sintetizat de organism . Specificitatea anticorpilor este determinata de structura lor . Anticorpii determinati de un anumit antigen se formeaza intr-un timp mai indelungat ; astfel se explica imunitatea dobndita de organism fata de unele infectii , chiar dupa ce actiunea lor directa inceteaza . Formarea de anticorpi in scop de imunizare se practica in medicina prin utilizarea de vaccinuri . Exista antigeni si cu structura de polizaharide , de exemplu cel produs de pneumococ .