البروتينات

البروتين هو مادة موجودة في جميع الكائنات الحية، كما أن البروتينات ذات قيمة غذائية كبيرة وتشارك بشكل مباشر في العمليات الكيميائية الأساسية للحياة، ويكون جزيء البروتين كبير جدًا مقارنة بجزيئات السكر أو الملح، ويتكون من العديد الأحماض الأمينية المرتبطة ببعضها البعض لتشكيل سلاسل طويلة، كما يوجد حوالي 20 نوعًا من الأحماض الأمينية المختلفة التي توجد بشكل طبيعي في البروتينات.

ما هي البروتينات

إن البروتينات ذات الوظيفة المماثلة لها نفس تكوين وتسلسل الأحماض الأمينية، كما أنه ليس من الممكن بعد شرح جميع وظائف البروتين من تسلسل الأحماض الأمينية، أن تُعزى الارتباطات الثابتة بين التركيب والوظيفة إلى خصائص الأحماض الأمينية التي تتكون منها البروتينات.

تاريخ البروتين وتسميته

عرفت أهمية البروتينات من قبل الكيميائيين في القرن التاسع عشر، وأبرزهم الكيميائي السويدي “يونس جاكوب برزيليوس”، الذي قد شكل كلمة البروتين في عام1838، واشتقت كلمة البروتين من الكلمة اليونانية (prōteios)، ومعناها “احتلال المركز الأول”. أي أن كل نوع من البروتينات تختلف عن بروتينات الأنواع الأخرى، كما أنها خاصة بالأعضاء على سبيل المثال داخل كائن حي واحد، تختلف بروتينات العضلات عن تلك الموجودة فالمخ والكبد.

أهمية البروتينات

لا يتعلق ارتفاع نسب البروتين بكميتها في الكائن الحي أو الأنسجة؛ على العكس من ذلك، توجد بعض أهم البروتينات، مثل الإنزيماتوالهرمونات، بكميات صغيرة للغاية، وترتبط أهمية البروتينات بشكل أساسي بوظيفتها، إلى جانب ذلك فإن جميع الإنزيمات التي تم تحديدها حتى الآن هي بروتينات، حيث تتمكن الإنزيمات، وهي المحفزات لجميع التفاعلات الأيضية للكائن الحي من بناء المواد الكيميائية الضرورية للحياة كالبروتينات والأحماض النووية والكربوهيدرات والدهون؛ لتحويلها إلى مواد أخرى وتحطيمها.

 عدة هرمونات بروتينية لها وظائف تنظيمية مهمة، وفي جميع الفقاريات، يعمل بروتين الهيموجلوبين التنفسي كحامل للأكسجين في الدم، وينقل الأكسجين من الرئة إلى أعضاء وأنسجة الجسم، كما تحافظ مجموعة كبيرة من البروتينات الهيكلية على بنية جسم الحيوان وتحميها.

عوامل تصنيف البروتينات

 حسب الذوبان

اكتشف اثنين من الكيميائيين الألمان “إميل فيشر” وصرح “فرانز هوفمايستر” بشكل مستقل في عام 1902 أن البروتينات عبارة عن عديد ببتيدات بشكل أساسي تتكون من العديد من الأحماض الأمينية، وتمت المحاولة حتى يتم تصنيف  البروتينات وفق الخصائص الكيميائيةوالفيزيائية، مع العلم أن الوظيفة البيولوجية للبروتينات لم يحددودها بعد.

 تعد البروتينات أساسا حسب قدرتها للذوبان في عدد من المذيبات، ولكن لم يعد هذا التصنيف مرضيًا؛ لأن البروتينات تعتبر بنيتها ووظيفتها مختلقتان بشكل كبير، وقد يكون لها قابلية ذوبان متشابهة في بعض الأحيان، ومع ذلك لا تزال المصطلحات المرتبطة بالتصنيف القديم مستخدمة على نطاق واسع.

 الهستونات والتي تعتبر أقل قلوية، والتي تحدث في نوى الخلية وترتبط بالأحماض النووية، وقد استخدم مصطلح البروتينات الصلبة للبروتينات التي لا تذوب في الأعضاء الحيوانية، وتضم الكيراتين الذي يعتبر بروتين لا يذوب في بعض الأنسجة مثل الجلد أو الشعر.

تصنيف البروتينات حسب الوظائف البيولوجية

التصنيف القديم الذي لم يكن مرضي للعلماء، فضلوا تصنيف البروتينات حسب الوظيفة البيولوجية، ولكن يعتبر هذا التصنيف غير مثالي تماما، لأن بروتين واحد يمكن أن يكون له أكثر من وظيفة واحدة، على سبيل المثال يعمل بروتين الميوسين المقلص أيضًا بمثابة (ATPase)-(أدينوزين ثلاثي الفوسفاتيز).

وهو إنزيم ووظيفته تحليل الأدينوزين ثلاثي الفوسفات، ومن المشاكل الأخرى في التصنيف الوظيفي هي أن الوظيفة المحددة للبروتين مجهولة أحيانا، ولا يمكن أن نطلق على البروتين بالإنزيم طالما أنها لركيزة مجهولة، ولا يمكن رؤية التأثير  الأنزيمي عندما تكون ركائزه مجهولة.