חלבונים

תפקיד: יחידות המבנה של בע"ח. בונים תכונות, DNA, אנזימים, נוגדנים והורמונים.

מקורות: בשר, מזון מן החי וקטניות.

יחידות מבנה: חומצות אמינו מתחלקות לשתי קבוצות:
הכרחיות שהגוף לא מייצר.
בלתי הכרחיות שהגוף מייצר.

יש כ- 20 סוגי חומצות אמינו. הגוף סופג את החלבונים בצורת חומצות אמינו.

פירוק: בקיבה ע"י פפסין לדו פפטידים. במעי הדק ע"י כמוטריפסין לח.א.

 כל גרם חלבון שווה ל-4 קלוריות.

 מולקולת חלבון היא פולימר שמורכב ממאות ואלפי חומצות אמיניות הקשורות זו לזו בקשר פפטידי, הקשר הנוצר בין שתי חומצות אמיניות תוך יציאה של מולקולת מים. מולקוקלה המורכבת ממספר קטן של חומצות אמיניות נקראת פפטיד וזו המורכבת מעשרות חומצות אמיניות נקראת פוליפפטיד. כאשר שתי חומצות אמינו מתקשרות בינהן בקשר פפטידי מתקבלת מולקולה שנקראת די-פפטיד.

 מבנה החלבונים

החלבונים הם תרכובות אורגניות המהווים מרכיב מרכזי אם במבנים תוך- תאיים ואם בתפקודים שונים כמו: ויסות מעבר של חומרים אל ומחוץ לתא, זירוז תגובות כימיות, בקרה על תהליכים ועוד.

החלבונים הם שרשרות ארוכות של חומצות אמיניות, שהן למעשה תרכובות בהן קשורות לאטום פחמן קבוצה קרבוקסילית וקבוצה אמינית, וכן קבוצה צדדית המסומנת בR ואטום מימן.

דגם כללי של חומצה אמינית:

חלבון בנוי מאוסף של חומצות אמיניות מחוברות זו לזו. חלבון אחד שונה מחלבון אחר בסדר החומצות ובהרכב החומצות. אפשר לעשות את המשחק עם חומצות אמיניות בכמות, בהרכב ובסדר. חומצה אמינית מורכבת מפחמן מרכזי שאליו מחוברים יסודות נוספים היוצרים קבוצות בתוך החומצה:

* קבוצה אמינית זו חלק ממולקולה המורכבת מחנקן אחד ו-3 מימנים.
* קבוצה קרבוקסילית המורכבת מפחמן אחד ו-2 חמצנים.
* קבוצה צדדית המורכבת מפחמן אחד ו-3 מימנים. בנוסף יש קבוצות שבהן יש זרחן או גופרית.

התכונות המשותפות לכל החומצות האמיניות נובעות מהקבוצה האמינית ומהקבוצה הקרבוקסילית שהן זהות בכל הח.א.. חומצות אמיניות נבדלות זו מזו בקבוצות הצדדיות שלהן: גודלן, מבנן, מטענן החשמלי.
בטבע מוכרות ח.א. רבות, אולם בכל האורגניזמים המוכרים, כל החלבונים מורכבים מ20 חומצות אמיניות.
בחלבון החומצות האמיניות קשורות ביניהן, כך שקבוצה קרבוקסילית של ח.א. אחת נקשרת לקבוצה אמינית של חומצה אמינית שנייה, תוך איבוד מול' מים. קשר זה נקרא קשר פפטידי.
כל חלבון מתאפיין ברצף הח.א. המרכיבות אותו, רצף המשפיע על האופן בו שרשרת הח.א. מסודרת במרחב. לחלבון מבנה תלת מימדי מפותל המתואר בארבע רמות:

מבנה ראשוני- רצף הח.א. המרכיבות את החלבון- מספרן, אילו הן, והסדר בו הן קשורות.

מבנה שניוני- הסידור המרחבי של קטעים בשרשרת הח.א. (2 מבנים מוכרים הם סלילי וזיגזג).

מבנה שלישוני- הארגון המרחבי של כל השרשרת של הח.א..

מבנה רבעוני- קיים רק בחלבונים המורכבים מכמה שרשרות של ח.א.. רמה זו מתארת את האופן בו מספר שרשרות קשורות זו לזו במרחב.

לתנאי הסביבה בה מצויה מול' החלבון יש השפעה מכרעת על אופן התארגנותה של המול' במרחב: pH, מליחות, וטמפ'. הרס המבנה המרחבי הטבעי של החלבון נקרא דנטורציה, בה נפגעים בד"כ הקשרים היוצרים את המבנים השניוני, השלישוני והרבעוני. הקשרים הפפטידים נשמרים. הרס הקשרים הללו מנטרל את פעילותו של החלבון.

תפקידי החלבונים:
1. בניית רקמות שונות בגוף האדם (שריר, עצם).
2. אנזימים המזרזים תהליכים שונים בגוף (חילוף חומרים).
3. בונים את ההורמונים השונים.

 מיון החלבונים לפי תפקידם הביולוגי:

אנזימים- אלו הם חלבונים בעלי דרגה ספציפית גבוהה יותר. כל הריאקציות המטבוליות שבתא (פירוק ובניה של חומרים) מזורזות ע"י האנזימים. כ-2000 אנזימים שונים המזרזים ריאקציות שונות התגלו עד כה ביצורים שונים.

נשאים- חלבונים אלה שבפלזמת הדם מתקשרים למולקולות או ליונים ספציפיים ונושאים אותם מאיבר לאיבר. המוגלובין הוא חלבון שבתאי הדם האדומים, נושא חמצן שבריאות לכל חלקי הדם.
ליפופרוטאינים (חלבון נשא)- חלבונים נושאי ליפידים (שומנים) מהכבד לאיברים אחרים. חלבונים נשאים אחרים קשורים לקרום התא ומסייעים בהעברת חומרים כמו גלוקוז וחומצות אמיניות בשני הכיוונים.

חלבוני אגירה- מצויים בזרעים ומספקים חומצות אמיניות לעובר הצעיר בראשית הנביטה. זרעי הקטניות עשירים במיוחד בחלבונים אלה.

חלבונים מתכווצים- חלבונים מתכווצים ונעים מקנים לתא הבודד ולאורגניזם השלם כושר תנועה, התכווצות ושינוי צורה. לדוגמה: אקטין ומיוזין הם חלבונים חוטיים המצויים בתאי שריר ואחראים להתכווצותם.

חלבונים מבניים-  מהווים את עיקר החומר הבונה גידים, סחוס וקולגן (סיבי חלבון) שהם בעלי חוזק וגמישות ורמה גבוהה ביותר. עור המשמש בתעשייה הוא קולגן (כמעט נקי).
אלסטין הוא חלבון מבני המסוגל להמתח בשני מימדים. קרטין הוא חלבון בלתי מסיס הבונה ציפורניים, שיער ונוצות.

נוגדנים (אימונוגלובולינים)- קבוצת חלבונים ייחודית הנוצרת ע"י תאי דם לבנים של חולייתנים (בעלי חוליות) – תאי B יוצרים את הנוגדנים. חלבונים אלה מתקשרים באופן ספציפי למולקולות זרות (אנטיגנים) וכתוצאה מקישור זה נוצרים דברים של אנטיגנים המאפשרים לתאים בלעניים (פגוציטים) לבלוע אותם בתהליך של פגוציטיזה.

חלבוני קרישת דם- פיברינוגן וטרומבין- מצויים בדם וחיוניים לתהליך קרישתו.

רעלנים- רעלנים מסויימים הם חלבונים. לדוגמה: הרעל של נחש הצפע, של חיידקי הטטנוס ושל זרעי הקיקיון.

הורמונים- הורמונים מסויימים הם חלבונים. לדוגמה: אינסולין האחראי לוויסות הסוכר, הורמון הגדילה החיוני לגדילת האדם והורמון הפארטירואיד בבעלי חיים המווסת את רמת יוני הסידן והזרחן בדם.

חלבונים אחרים (ללא מכנה משותף יחד)- דוגמאות: מונלין (חלבון שטעמו מתוק), אינטיפריזים- חלבון מונע קפאון המצוי בכמה דגים באזורים קרים מאוד.

 צריכת החלבון המומלצת ביום לכל ק"ג גוף:
גברים- 0.8 גרם.
נשים – 0.9 גרם.
ילדים – 1.5 גרם.
נשים בהריון – 1.4 גרם.
ספורטאים – 1.5 גרם.
ספורטאי כוח – 1.7 גרם.
ספורטאי סיבולת – 1.3 גרם.
צמחוניים – 0.9 גרם.

 איכות החלבון:
1. החלבונים הכי איכותיים הם מן החי: ביצים, בשר, דגים.
2. עבור צמחוניים צריכת חלבון נבונה מאפשרת שילובים היוצרים חלבון איכותי אפילו ברמה של חלבון מן החי.
3. קטניות (חומוס, טחינה, שעועית) הם ספקים טובים של חלבון.
4. איכות החלבון עולה כאשר משלבים את הקטניות עם דגנים: חומוס עם פיתה, אורז עם שעועית.