مولکولهایی که توسط سلولهای زنده ساخته می شوند اغلب مولکول های درشتی هستند که به علت ایفای نقش

 

بیولوژیکی به آنها بیو پلیمر می گویند مانند: پروتئینها.

 

پروتئینها بیو پلیمرهایی هستند که واحد سازنده ی مولکول آنها اسیدهای آمینه است. از نظر شیمیایی اسیدهای آمینه

 

ترکیبات آلی هستند که در ساختمان آنها حداقل یک عامل کربوکسیل و یک عامل آمین وجود دارد. اگرعامل آمین و

 

کربوکسیل بر روی اولین کربن مولکول قرار گرفته باشند، آنها را آلفا آمینو اسید می گویند. از هیدرولیز پروتئینهای

 

بدن حدود 21 اسید آمینه مختلف به دست می آید که همه از نوع آلفا هستند.

 

یونیزاسیون اسیدهای آمینه:

 

هر ماده ای که یونیزه شود و پروتون ( H ) آزاد کند، اسید است و اگر پروتون بگیرد، باز است. در مایعات بدن عامل

 

کربوکسیل اسیدهای آمینه با از دادن پروتون به صورت یون ( -Coo ) و عامل آمین آنها با گرفتن پروتون به صورت

 

یون ( -NH ) در می آیند.

 

در مجاورت اسیدهای قوی فرم دو یونی اسید آمینه به هم می خورد و با جذب پروتون بار مثبت به خود می گیرد

 

( کاتیون می شود) ولی در مجاورت بازهای قوی با دادن پروتون بار منفی به خود می گیرد (آنیون می شود). پس

 

اسیدهای آمینه در PHهای بالا بار منفی و در PH های پایین بار مثبت دارند و در هر کدام از این دو حالت اگر در

 

مدار الکتریکی قرار گیرند بر حسب باری که دارند به طرف یکی از قطبها کشیده می شوند. هراسید آمینه فقط درPH

 

معینی به یک اندازه بار مثبت و بار منفی دارد و در مجموع از نظر الکتریکی خنثی است که به آن PH ایزو الکتریک

 

می گویند. اسیدهای آمینه در PH ایزوالکتریک به سمت هیچیک از قطبهای الکتریکی کشیده نمیشوند و دارای کمترین

 

درجه ی حلالیت هستند.

 

ایزومری در اسیدهای آمینه:

 

به استثنای گلسسین، تمام اسیدهای آمینه حداقل یک کربن نا قرینه در ساختمان خود دارند و بر نور پلاریزه اثر

 

می گذارند. اسید آمینه هایی که نور پلاریزه را به راست منحرف می کنند با علامت (+) و آنهای که نور پلاریزه را به

 

چپ منحرف می کنند با علامت ( - ) مشخص می شوند.

اسیدهای آمینه ضروری:

 

اسید آمینه هایی که بدن قادر به ساختن آنها نیست و لازم است از طریق رژیم غذایی وارد بدن شوند، 9 عدد هستند که

 

به آنها اسید آمینه های ضروری می گویند. اسید آمینه هایی که به وسیله بدن ساخته می شوند و لازم نیست که حتما از

 

طریق مواد غذایی به بدن برسند 11 عدد هستند که به آنها اسید آمینه های ضروری می گویند.

 

در میان اسیدهای آمینه آرژنین و هیستیدین در دوران کودکی از اسید آمینه های ضروری به شمارمی روند ولی بعد از

 

سن بلوغ در بدن ساخته می شوند.

 

پروتئین ها:

 

نام پروتئین از کلمه یونانی ( proteios ) به معنی مهمترین گرفته شده است. در واقع پروتئینها مهمترین دسته از مواد

 

بیوشیمیایی بدن جانداران هستند. پروتئینها از اتصال اسیدهای آمینه به وسیله پیوند پپتیدی به یکدیگر تشکیل می شوند.

 

پیوند پپتیدی از اتصال گروه کربوکسیل یک اسد آمینه با گروه اسید آمینه دیگر به وجود می آید. اگر دو اسید آمینه با

 

یکدیگر پیوند پپتیدی تشکیل دهند ترکیب به دست آمده را دی پپتید و چنانچه تعداد اسیدهای آمینه از 2 تا 10 عدد باشد

 

ترکیب حاصل را الیگوپپتید می نامند و اگر تعداد اسیدها از 10 تا 50 باشد ترکیب را پلی پپتید می گویند. ترکیباتی که

 

تعداد اسید آمینه های آن از 50 بیشتر و وزن مولکولی آنها از 5000 تجاوز کند اصطلاحا پروتئین نامیده می شوند.

 

در تشکیل پیوندهای پپتیدی ریشه ( R ) اسیدهای آمینه دخالت ندارد و فقط کربن و عوامل کربوکسیل و آمین از

 

اسیدهای آمینه شرکت می کنند و این باعث می شود که تمام پروتئینها استخوان بندی مشابهی داشته باشند که به آن

 

( Backbone ) می گویند.هر زنجیر پپتیدی شامل یک عامل آلفا- آمین آزاد ( NH -) و یک عامل آلفا- کربوکسیل

 

آزاد ( CooH- ) است که متعلق به اولین و آخرین اسید آمینه های زنجیر هستند.

 

ساختمان پروتئین ها:

 

اختلاف پروتئینها با یکدیگر در تعداد اسیدهای آمینه، نوع اسیدهای آمینه و ترتیب قرار گرفتن آنها در ساختمان

 

پروتئینی است. تعداد اسیدهای آمینه و ترتیب قرارگرفتن آنها برای هرپروتئین ثابت ومخصوص است. همین مشخصات

 

سبب می شود که هر پروتئین ساختمان فضایی خاصی داشته و به صورت یکی از جهار نوع ساختمان زیر باشد.

ساختمان اول: به هم پیوستن اسیدهای آمینه و تشکیل زنجیره ی پلی پپتیدی را ساختمان اول پروتئین می نامند. مانند

 

انسولین که هورمون تنظیم کننده قند خون است و از دو زنجیره ی پلی پپتیدی B و A ساخته شده است. زنجیره ی A

 

از اتصا ل 21 اسید آمینه و زنجیره ی B از اتصا ل 30 اسید آمینه تشکیل یافته است. این دو زنجیره به وسیله دو پیوند

 

دی سولفید (-S-S- ) به یکدیگر متصل هستند.

 

ساختمان دوم: در ساختمان دوم، زنجیره ی پلی پپتیدی حول یک محور فرضی چرخش نموده و ساختمان فضایی

 

مارپیچ ( Helix ) پیدا می کند. پیوندهای هیدروژنی که بین عامل - C – از یک پیوند پپتیدی و - N – از پیوند پپتیدی

 

دیگر تشکیل می شوند سبب ایجاد و استحکام ساختمان دوم می گردند. کلاژن که ترکیب اصلی بافت پیوندی است و در

 

پوست، تاندونها، مفاصل و قرینه چشم یافت می شود دارای ساختمان دوم است.

 

ساختمان سوم: طویل شدن زنجیر پپتیدی و وجود اسید آمینه پرولین سبب خمیدگیهایی در زنجیر می شود که در

 

مجموع پروتئین ساختمان کروی ( گلبولر) به خود می گیرد. خمیدگی در قسمتهای مختلف یک زنجیر سبب نزدیک

 

شدن گروههای جانبی ( R ) و تشکیل پیوندهای ضعیف یونی، هیدروژنی، هیدروفوبی و پیوند کووالانت دی سولفید

 

می شود و به ساختمان سوم پروتئین پایداری بیشتر می دهد. میوگلوبین که پروتئین رنگی با حلقه هم Heme است و

 

انتقال اکسیژن در عضلات پستانداران را بر عهده دارد از یک زنجیره پپتیدی با ساختمان سوم تشکیل یافته است.

 

ساختمان چهارم: هنگامی که دو یا چند زنجیره ی پلی پپتیدی با ساختمان سوم ( گلبولر) به یکدیگر متصل شوند

 

مولکول پروتئین ساختمان فضایی نوینی به خود می گیرد که به آن ساختمان چهارم پروتئین می گویند. مانند هموگلوبین

 

که از چهار زنجیره ی پلی پپتیدی تشکیل یافته است.

 

طبقه بندی پروتئین ها:

 

پروتئینهای ساده: پروتئینهای ساده از زنجیره های پلی پپتیدی تشکیل یافته اند و از هیدرولیز آنها ( به وسیله اسیدها و

 

آنزیم ها ) فقط انواع اسیدهای آمینه حاصل می شود و به چند دسته زیر تقسیم می شود:

 

1- آلبومین ها: محلول در آب هستند، نسبت به سایر پروتئین ها سبک ترند. از مهمترین آنها می توان آلبومین سرم،

 

لاکتوآلبومین ( آلبومین شیر) و اواآلبومین ( آلبومین تخم مرغ ) را نام برد. آلبومین سرم در کبد سنتز می شود. انتقال

 

مواد بیو شیمیایی مخصوصا اسیدهای چرب را در خون به عهده دارد.