Baltymai yra pagrindinė organizmo statybinė (plastinė) medžiaga. Jie sudaryti iš aminorūgščių. Aminorūgščių sudėtis ir išsidėstymas baltymo molekulėse skirtingos rūšies baltymuose būna labai įvairi. Kai kurios aminorūgštys yra sintetinamos žmogaus organizme – tai pakeičiamos aminorūgštys, kai kurios nesintetinamos – tai nepakeičiamos aminorūgštys.
Nepakeičiamas aminorūgštis žmogus būtinai turi gauti su maistu, pakeičiamų aminorūgščių kiekį taip pat būtina papildyti su maistu. Nepakeičiamos aminorūgštys – tai leucinas, izoleucinas, lizinas, metioninas, fenilalaninas, treoninas, triptofanas, valinas, augančiam organizmui nepakeičiama aminorūgštis yra ir histidinas. Įvairiuose maisto produktuose aminorūgščių kiekiai yra skirtingi. Laikantis sveikos mitybos įvairumo principo, t.y. vartojant įvairius maisto produktus, galima patenkinti visų aminorūgščių poreikį. Nepakeičiamų aminorūgščių daugiausia yra gyvūniniuose baltymuose. Augaliniuose baltymuose daugiau pakeičiamų aminorūgščių.
Gyvūniniai baltymai biologiškai vertingesni, nes juose, lyginant su augaliniais baltymais, yra daugiau tokių aminorūgščių kaip triptofanas, lizinas ir turinčių sieros. Su maistu žmogus turi gauti visas aminorūgštis, kadangi organizmui reikalingi mišrūs baltymai – ir augaliniai, ir gyvūniniai.
Baltymai yra labai plačiai išplitę gyvojoje gamtoje ir sudaro gyvybės pagrindą. Fiziologiniu požiūriu baltymai yra svarbiausi natūralūs stambiamolekuliniai junginiai, nors DNR, sauganti genus, taipogi yra natūralus gigantiškas polimeras. Baltymų sandara yra labai paini ir jų struktūrinių variantų skaičius nepaprastai didelis. Pavyzdžiui, pagal savo struktūrą baltymų yra fibrilinių, globulinių, pluoštinių, elastingų, tirpių ir netirpių, kristalinių bei amorfinių.
Tačiau visiems baltymas yra būdingos šios savybės:
• jų makromolekulės sudarytos beveik vien tik iš α – amino rugščių liekanų, kurios tarpusavyje susijungę peptidinėmis jungtimis.
• baltymų makromolekulės sudarytos beveik vien tik iš L optinės konfigūracijos amino rūgščių.
(Šios dvi savybės siejasi tokiu būdu, kad visos į baltymų sudėtį įeinančios amino rūgštys pradinėse stadijose yra gaminamos iš to paties šablono, panaudojant tuos pačius fermentus, todėl bendra alfa ir L konfigūracija labai apsimokėjo ir evoliucijos eigoje įsitvirtino amino rūgščių sintezėje.)
Visos amino rūgštys(išimtį sudaro glicinas), kurios gaunamos suhidrolizavus baltymus, yra optiškai aktingi junginiai. Atskiri baltymai tesiskiria vienas nuo kito sudarančiomis juos amino rūgštimis ir tų amino rūgščių tarpusavio jungimosi tvarka (pirmine baltymo struktūra), kas sąlygoja ir skirtingas aukštesnes tokios makromolekulės struktūras (antrinę, tretinę).
Nustatyta, kad baltymus sudaro iš viso apie 28 skirtingos amino rūgštys, kurios turi po dvi, tris arba daugiau funkcinių grupių. Todėl polipeptidinės makromolekulės gali būti šakotos, tačiau gamtoje tai sutinkama ypatingai retai.
Baltymų makromolekulės pagrindą sudaro amino rūgštys NH2 – CH(R)COOH, kurios susijungusios tarpusavyje peptidiniais – CO – NH – ryšiais, o jose radikalas R yra labai įvairus. Be peptidinių ryšių, baltymuose dar rasta disulfidinių (S – S) ryšių tarp atskirų cisteino likučių, ir tai daro esminį skirtumą tarp polipeptido ir baltymo.
Baltymo molekulėje taip pat dažnai randami metalo jonai, chelatuoti neigiamai įkrautomis amino rūgščių liekanomis (gliutamato, aspartato), taip pat didesni cheminiai junginiai, tokie kaip vitaminai arba lipidiniai inkarai. Baltymų makromolekulės gali kontaktuoti viena su kita bei su kitomis makromolekulėmis, dažnai sudarydamos itin painios struktūros stambiamolekulinius kompleksus. Tokie kontaktai pagrįsti daugybe silpnų sąveikų tarp dviejų skirtingų molekulių paviršių, kurie vienas kitą atitinka kaip raktas spyną.
Kai kurios medžiagos baltymus iš jų tirpalų nusėsdina arba koagaliuoja.
Nusėsdinimas gali būti grįžtamojo arba negrįžtamojo pobūdžio, t.y.
nusėsdinta medžiaga gali dar ištirpti arba virsti netirpia. Virinami baltymai, o ypač kai dar į tirpalą pridedama acto rūgšties arba elektrolitų, negrįžtamai koaguliuoja. Negrįžtamą baltymų koaguliaciją sukelia taip pat mineralinės rūgštys, pikrino rūgštis ir taninas. Veikiami etanolio ir acetono, nusėsdinti baltymai išlieka tirpūs vandenyje.
Cheminiu požiūriu baltymai yra polielektrolitai. Fiziologinėmis sąlygomis jie nėra linkę sudaryti agregatus, tačiau dėl vienokių ar kitokių priežasčių praradę savo biologinį aktyvumą jie savaime agreguojasi ir koaguliuoja.
Baltymai pagal jų makramolekulių formą skirstomi į dvi grupes: globulinius ir fibrilinius baltymus.
[pic]
Amino rugštis jungiasi baltymuose
Globuliniai baltymai
Globulinius baltymus sudaro kamuolinės makromolekulės – globulės. Tokio tipo baltymų pavyzdžiu galėtų būti albuminai, globulinai, hemoglobinasbei mioglobinas. Išvados apie šių baltymų makromolekulių formą padarytos, remiantis rentgenografiniais, viskozimetriniais, osmometriniais ir elektronmikroskopiniais tyrimo metodais.
Globuliniai baltymai daugiausia yra tirpios vandenyje medžiagos, kuriose yra daug į globulės išorę nukreiptų hidrofilinių grupiu
Fibriliniai baltymai
Fibriliniams baltymams priskiriami tie baltymai, kurių makromolekulės yra ištęstos linijinės formos arba lengvai jungiasi tarpusavy, sudarydamos pluoštines struktūras. Tai daugiausia netirpios vandenyje ir druskų tirpaluose medžiagos. Fibriliniuose baltymuose polipeptidinės grandinės sudaro kuokštus, kuriuose makromolekulės grandinės kryptimi yra orentuotos viena kitos atžvilgiu. Šiai baltymų grupei priskiriamas keratinas, miozinas, fibrinas, fibrinogenas, šilko fibroinas, kolagenas, želatina, gliuteinasit kt. Rengenografiškai nustatyta, jog dauguma šių polipeptidinių grandinių suvytos į spiralę taip, kad spiralės viduryje kiekvienas amino rūgšties likutis su kitu amino rūgšties likučiu susijungęs vandeniline jungtimi.
Kaip jūsų kūnas panaudoja baltymus
Kai su maistu nuolat gaunama baltymų, organizmo ląstelės atitinkamai aprūpinamos aminorūgštimis. Ląstelėse iš šių cheminių junginių susidaro nauji baltymai. Jie reikalingi įvairiems organizmo audiniams – kaulams, raumenims, jungiamiesiams audiniams, tuščiavidurių organų sienelėms –
susidaryti ir atsistatyti. Kiekvienoje ląstelėje susidaro specifinis baltymas, kurio aminorūgščių seka yra genetiškai užkoduota ląstelės branduolyje. Kai kurie iš šių baltymų yra fermentai, sukeliantys chemines reakcijas, kurių metu išskiriama energija, reikalinga raumenims susitraukti ir kitokiai ląstelės veiklai.
Suaugusio žmogaus kilogramui kūno masės per parą reikia apie 0,75 g baltymų, nepriklausomai nuo amžiaus. Apie pusę reikiamų baltymų reikėtų gauti su gyvūniniu maistu, nes jame yra daugiau nepakeičiamų aminorūgščių.
Pats vertingiausias yra kiaušinio baltymas. Jo aminorūgščių sudėtis ir tarpusavio santykiai geriausiai atitinka žmogaus organizmo poreikius.
Kiaušinio baltymas vertinamas kaip baltymo etalonas.
Mankštinantis, ypač norint sureguliuoti kūno svorį, mūsų organizmas reikalauja labai daug baltymų raumenų augimui ar jų išlaikymui. Baltymai pavirsta į amino rūgštis, po to vėl į baltymus, grąžindami raumenims ankstesnę formą ar juos papildydami po treniruočių. Kadangi amino rūgštys mūsų kūne sudeginamos mankštinantis, ypatingai atliekant aerobikos pratimus, labai svarbu, kad greičiau atstatytume savo raumenis.
Badavimo poveikis
Žmonės, kurie gerai maitinasi, aminorūgščių gauna iš maiste esančių baltymų. Kadangi jos nenaudojamos energijai gamintis, tai kaupiasi raumenyse. Angliavandeniai ir riebalai – daug efektyvesnis kuras. ai badaujama, riebalų ir glikogeno atsargos išsemiamos, ir aminorūgštys, užuot dalyvavusios audinių veiklos procese, ima teikti energiją.
Šaltiniai
|Produktas|Baltymų |
| |kiekis(g) |
| |100 g produkto|
|Mėsa |14-25 |
|Žuvis |15-22 |
|Kiaušinis|13-14 |
|Sūris |15-30 |
|Pienas |3-4 |
|Duona |5-10 |
|Bulvės |1,2 |
|Soja |30 |
|Žirniai |20 |
[pic]
Baltymų turi ir gyvuliniai, ir augaliniai produktai. Rekomenduojamas baltymų kiekis pirmiausia priklausi nuo jūsų amžiaus ir svorio. Dauguma
Vakarų šalių gyventojų suvalgo mažiausiai du kartus daugiau baltymų, negu rekomenduojama, nes tai parankiausias, įprastas maistas, ypač mėsa.
Perteklius
Nuolat per daug baltymų vartojantiems žmonėms, kurių sutrikusi kepenų ir inkstų veikla, gali kilti įvairių problemų, nes per šiuos organus šalinamos baltymų apykaitos atliekos. Baltymingi gyvulinės kilmės produktai, ypač mėsa ir pieno gaminiai, paprastai dar turi ir daug sočiųjų riebiųjų rūgščių. Su jais gaunama gausybė kalorijų, kraujyje daugėja cholesterino, taigi didėja pavojus susirgti širdies ligomis.
Augalinių baltymų deriniai
Visuose augaliniuose produktuose, pavyzdžiui, riešutuose ir pupelėse, yra baltymų, tačiau tokio pilnojo baltymo, kokio yra mėsoje, augaliniai produktai neturi. Pilnajame baltyme yra maždaug po tiek visų būtinų aminorūgščių, kiek reikia organizmui. Augaliniai baltymai yra nepilni, nes jiems trūksta vienos ar kelių būtinųjų amino rūgščių. Tačiau jei vienas kuris augalinis produktas kokios nors amino rūgšties neturi, ją dažniausiai galima rasti kitame. Kad su šiais produktais gautumėte visų reikalingų aminorgščių, valgant juos reikėtų derinti.
Cheminės savybės
1. Baltymai, veikiami daugeliu cheminių reagentų, iškrinta nuosėdomis(apie denatūraciją grįžtamą ir negrįžtamą)
Baltymai su lengvųjų metalų ir amonio druskomis sudaro nuosėdas, kurias vėliau galima vėl ištirpinti. Sunkiųjų metalų druskos, priešingai, –
baltymus denatūruoja. Tas pats vyksta, veikiant juos koncentruota sieros r.
ar kaitinant.
2. Spalvinės baltymų reakcijos: 1.su konc. Sieros r. azoto r. sudaro geltonas nuosėdas 2. Su Na šarmu ir Cu sulfatu susidaro violetinės nuosėdos.
3. Baltymai hidrolizuojasi kaitinant su šarmais ar su rūgštimis. Reakcijos metu gaunamos dvi ar daugiau amino r.
|baltymų |pavyzdžiai|funkcijos ir (arba) lokalizacija |
|Kl. | | |
|struktūrin|Kolagenas,|jungiamojo audinio tarplastelinės medžiagos |
|iai b. |Keratinas,|komponentas, esantis kauluose, sausgyslėse ir|
| |Elastinas,|kremzlėse. Įeina į odos, plunksnų, nagų, |
| |Mukoprotei|plaukų sudėtį. Elastinėse skaidulose |
| |nas |funkcionuoja kaip struktūrinis elementas. Yra|
| | |seilėse, tai lipnus sekretas – gleivės |
|apsauginia|Fibrinogen|svarbus kraujo krešėjimui nes veikiamas |
|i b. |as, |trombino virsta netirpiu baltymu fibrinu. |
| |Lizocimas |Ardo bakterijų sieneles, todėl į bakterijų |
| | |viduje vanduo suplėšo membraną ir bakterija |
| | |žūsta. |
|hormonai |Insulinas,|mažina gliukozės kiekį kraujyje. Didina |
| |Gliukagona|gliukozės kiekį kraujyje. Skatina visų |
| |s, |audinių ir kaulų augimą, stimuliuoja ilgųjų |
| |Stomatropi|kaulų aufima. Skatina antinksčių žievės |
| |nas, |steroidinių hormonų sekreciją. |
|transporti|Albuminas,|tirpus kraujo plazmos baltymas, gabenas |
|niai b. |Hemocianin|kraujyje steroidus ir riebiasias rūgštis. |
| |as |Gabena deguonį kai kurių bestuburių kraujyje.|
|sandėlinia|Feritinas,|geležiea atomų atsargą ląstelėse saugantis |
|i b. |Mioglobina|baltymas. Raumenų skaidulos baltymas, kaupias|
| |s |deguonies atsargą. |
|judėjimo |Miozinas, |raumeninės skaidulos judantys siūlai. |
|b. |Aktinas |Raumeninės skaidulos nejudantys siūlai. |
|atsarginia|Kiaušinio |kiaušinio baltyme, pieno baltyme |
|i b. |albuminas,| |
| |Kazeinas | |
|fermentai |Tripsinas,|katalizuoja baltymų hidrolizę virškinamąjame |
| |Amilazė, |trakte. Skaido krakmolą burnos ertmėje. |
| |Lipazė, |Skaido riebalus virškinimo trakte. Dalyvauja |
| |DNR |dvigubėjant DNR ir baltymų biosintezėje. |
| |polimerazė|Kraujo fermentas. |
| |karboanhid| |
| |razė | |