Compozitia proteinelor Se numesc proteine produsii naturali cu structura macromoleculara care se transforma prin hidroliza in a-amino-acizi. Se disting pe baza de solubilitate doua clase de proteine, proteine insolubile si proteine solubile. Cele dintai, numite proteine fibroase (scleroproteine), se gasesc in organismul animal in stare solida si au functiunea de a conferi tesuturilor rezistenta mecanica (proteine de schelet) sau protectie impotriva agentilor exteriori. Vom mentiona keratina din par, unghii, copite, epiderma, colagenul din piele, oase si tendoane, miosina din muschi si fibrolina din matase. Proteinele fibroase se dizolva numai in acizi si baze concentrate. Proteinele solubile sau globulare apar in celule in stare dizolvata sau sub forma de geluri hidratate. Albuminele sunt solubile in apa si in solutii diluate de electroliti (acizi, baze si saruri); globulinele sunt solubile numai in solutii de electroliti. Din categoria aceasta fac parte toate proteinele cu proprietati fiziologice specifice: proteinele din serul sanguin, enzimele, hormonii proteici, anticorpii si toxinele. O categorie importanta de proteine sunt proteidele sau proteinele conjugate, combinatii ale unei proteine cu o componenta neproteica. Proteinele insolubile pot fi usor separate de compusii care le insotesc in organismele animale, asa ca izolarea lor nu prezinta dificultati. Proteinele solubile sufera usor la incalzire, sau sub actiunea acizilor, a bazelor si a altor compusi chimici, o transformare numita denaturare, prin care se pierde de obicei activitatea biologica specifica. Proteina se extrage, de obicei din materialele biologice in care se gaseste, cu o solutie salina, mai rar cu dizolvanti organici cum ar fi glicerina sau acetona, diluate cu apa. Solutiile acestea contin si substante neproteice; indepartarea acestora se face cu ajutorul dializei. S-a dovedit, prin metoda electroforezei, ca unele proteine (de exemplu albumina din ou, albumina din ser, toxina din semintele de ricin), desi formeaza cristale unitare, sunt amestecuri de doua sau mai multe proteine mult asemanatoare. Toate proteinele contin elementele: C, H, O, N, si S; in unele proteine se mai gasesc, in cantitati mici: P, Fe, Cu, I, Cl si Br. Continutul procentual al elementelor principale este: C 50-52% , H 6.8-7.7% , S 0.5-2.0% si N 15-18%. Prin hidroliza, proteinele se transforma in amino-acizi. Hidroliza proteinelor se poate efectua cu acizi, cu baze sau cu enzime. Hidroliza acida se efectueaza prin fierbere indelungata (12-48 ore) cu acid clorhidric de 20% sau cu acid formic continand HCl. Hidroliza cu hidroxizi alcani sau cu hidroxid de bariu are loc intr-un timp mai scurt. Prin hidroliza se obtine un amestec care poate sa contina pana la circa 20 a-amino-acizi. Se formeaza de asemenea amoniac prin hidroliza grupelor CONH2 ale asparaginei si glutaminei. Cel mai vechi procedeu de separare cantitativa a amino-acizilor, dupa Emil Fischer (1901), consta in esterificarea amino-acizilor cu metanol si distilarea fractionata a esterilor. In cel mai bun caz, amino-acizii dozati nu insumeaza decat 60-70% din azotul total continut in proteina. Examinand rezultatele analitice (vezi tabelul de mai jos) se constata ca proteinele se deosebesc de alti compusi macromoleculari naturali, de exemplu de celuloza sau amidon, prin marele numar de unitati diferite ce intra in compozitia macromoleculelor (20 de amino-acizii, fata de o singura monozaharida, glucoza). Afara de aceasta proteinele contin diferiti amino-acizii in proportii diferite. Unele proteine contin proportii mari din anumiti amino-acizii, de exemplu colagenul este bogat in glicocol, prolina si hidroxiprolina, keratina in cisteina si hidroxiacizi. CONTINUTUL PROTEINELOR IN AMINO-ACIZI (moli de amino-acizi la 105 grame proteina) Moleculele proteinelor sunt construite din catene polipeptidice lungi, in care resturile de a-amino-acizi sunt unite intre ele prin legaturi amidice, CO-NH. H2N – CH – CO – NH – CH – CO ………NH – CH – COOH ÷ ÷ ÷ R R¢ R¢¢ Catenele polipeptidice sunt deci construite din unitati CH–CO–NH, legate cap la cap si se deosebesc numai prin catenele laterale, R, de exemplu: