البروتينات والأحماض الأمينية

يكمن أحد الأسباب الرئيسية لاعتلال عضلة القلب الضخامي العائلي في طفرات مجال الرأس لأي من الميوسين الثاني لعضلة القلب، وتسبب الطفرات في جينات الميوسين الهيكلية الأخرى عيوبًا في العضلات الهيكلية مثل ضعف العضلات.

الميوسين هو المحرك الجزيئي الذي يحول الطاقة من التحلل المائي لـ ATP إلى حركة موجهة، وهذا من خلال القيام بذلك، يؤدي إلى تقصير قسيم عضلي وتقلص العضلات.

 يتم امتصاص كل البروتين بشكل أساسي على شكل ثلاثي الببتيدات أو ثنائي الببتيدات أو أحماض أمينية وتحدث هذه العملية في الاثني عشر أو الصائم القريب من الأمعاء الدقيقة.

يمكن القول بانه من المقبول عمومًا أنه ليس فقط البروتينات متعددة الوحدات الفرعية، ولكن أيضًا البروتينات الأحادية تخضع للتنظيم الخيفي، وتعتبر الروابط الخيفية أساسًا مركبات منخفضة الوزن الجزيئي ترتبط بالمواقع التنظيمية المستقلة طوبولوجيًا عن المراكز الوظيفية.

تنظيم الإنزيم يشير إلى الآليات المتعددة المتاحة للتحكم في نشاط الإنزيمات، مثلا، يمكن أن تتحلل الإنزيمات أو الركائز، ويمكن للجزيئات أن ترتبط بالإنزيمات لمنع انهيار الركيزة، أو يمكن تجزئة الإنزيمات لمنعها من العمل خارج تلك البيئة.

تحتوي العديد من البروتينات، ومعظمها عبارة عن إنزيمات، على مكونات عضوية أو أولية ضرورية لنشاطها واستقرارها، وبالتالي فإن دراسة تطور البروتين لا تعطي نظرة ثاقبة هيكلية فحسب، بل تربط أيضًا بروتينات أجزاء مختلفة تمامًا من عملية التمثيل الغذائي.

السكريات من العناصر الغذائية الرئيسية، وهي أحد المتطلبات الغذائية الرئيسية للعديد من الكائنات الحية؛ لأنها تزود الجسم بمصدر للطاقة الكيميائية

على الرغم من أنه لا تزال هناك بعض قطاعات صناعة الخنازير والدواجن التي لا تستخدم الإنزيمات الخارجية، إلا أن نمو سوق الإنزيمات كان كبيرًا، ونظرًا لأن الإنزيمات تعمل على تحسين هضم مكونات العلف النباتية، فإنها توفر فوائد اقتصادية فورية للإنتاج الحيواني.

تشارك البروتينات الهيمية في العديد من الوظائف الحيوية، بما في ذلك نقل الأكسجين (الهيموجلوبين في أنسجة الكريات الحمراء) وتخزين الأكسجين (الميوغلوبين العضلي) واستقلاب الأكسجين

إن البروتينات الفسفورية لها أهمية كبيرة في العديد من جوانب علم الأحياء ولها دور مهم في فهم الآليات الجزيئية، وخاصة تلك التي تؤدي إلى نشوء الأورام ونموها

يمكن أن تعمل هذه البروتينات السكرية السطحية أيضًا كأهداف تحييد طبيعية للأجسام المضادة التي ينتجها الجسم في مكافحة العدوى ومنح درجة معينة من المناعة المستقبلية.

تحمل البروتينات الدهنية الكوليسترول والدهون الثلاثية إلى خلايا الجسم، ويعمل HDL (الكوليسترول الجيد) على التخلص من LDL، وهو الكوليسترول الضار الذي يسد الشرايين

البروتينات النووية الموجودة في الجسم حمضية بصراحة وهي قابلة للذوبان في القلويات التي تشكل الملح، ويتم ترسيبها من محاليلها بواسطة حمض الأسيتيك ثم يتم إعادة تذويبها بواسطة HCL المخفف

يتكون الكروماتين من الحمض النووي والبروتينات المرتبطة به، والتي تكون الهيستونات بارزة فيها، وتتجمع الهيستونات والحمض النووي لتشكيل وحدات متكررة تُعرف بالنيوكليوسومات

وتتميز بنية ووظيفة البروتينات المقلصة بالعضلات المخططة بشكل جيد، وبالتالي توفر مثالًا جيدًا للاستقراء لتحليل بنية البروتين المقلص ووظيفة الخلايا غير العضلية.

وفي العديد من الطرق تتصرف الحاملات مثل الإنزيمات، وعلى عكس تفاعلات الركيزة الإنزيمية العادية، لا يتم تعديل المادة المذابة المنقولة تساهميًا بواسطة البروتين الحامل، ولكن بدلاً من ذلك يتم تسليمها دون تغيير إلى الجانب الآخر من الغشاء.

يحتوي البرولين على مجموعة أمين ثانوية، تسمى إيمين، بدلاً من مجموعة أمين أولية؛ ولهذا السبب، يسمى البرولين حمض إيمينو، نظرًا لانصهار مجموعة R المكونة من ثلاثة كربون من البرولين في مجموعة (α-nitrogen)،

هو حمض أميني أساسي ولكن لا يمكن تصنيعه من قبل الجسم ويجب الحصول عليه من الطعام أو الدواء، ويدعم (Threonine) العديد من الأعضاء مثل الجهاز العصبي المركزي والقلب والكبد والجهاز المناعي.

(L-lysine) هو حمض له دور كمغذيات دقيقة ومغذيات ومضاد للاختلاج ومستقلب (Escherichia coli) ومستقلب (Saccharomyces cerevisiae) ومستقلب نباتي ومستقلب بشري ومستقلب للطحالب وهو عبارة عن حمض أميني لعائلة الأسبارتات.

يجب أن تنثني البروتينات بشكل عام إلى مطابقة دقيقة ثلاثية الأبعاد لأداء وظائفها البيولوجية، في الخلية، يتم مساعدة هذه العملية الأساسية من خلال مرافق جزيئية تعمل على منع اختلال البروتين وتجميعه.

يحتوي كل حمض أميني على 4 مجموعات مختلفة مرتبطة بكربون (وهو C-atom بجوار COOH) وهذه المجموعات الأربع هي: المجموعة الأمينية، مجموعة COOH، ذرة الهيدروجين والسلسلة الجانبية (R)،

يحتوي كل جين في الحمض النووي الخلوي على رمز بنية بروتينية فريدة، ولا يتم تجميع هذه البروتينات بتسلسلات مختلفة من الأحماض الأمينية فحسب، بل يتم أيضًا تجميعها معًا بواسطة روابط مختلفة.

تتكون العضلات من البروتينات، والأكتين والميوسين هما جزيء بروتين في العضلات ويشاركان بشكل أساسي في تقلص العضلات لدى البشر والحيوانات.

قد ركزت الدراسات، من خلال النهجين "التقليدي" و "الجزيء المفرد"، على فهم آلية تحويل الطاقة هذا وتنوع وظائف الميوسينات في الخلايا.

تعمل بروتينات النقل في كل من النقل النشط والسلبي لتحريك الجزيئات عبر غشاء البلازما، ويمكن العثور على مجموعتين رئيسيتين من بروتينات النقل داخل غشاء البلازما، وكل منهما تساعد الجزيئات المحبة للماء على المرور عبر غشاء البلازما.

التحويل هو العملية التي يتم من خلالها إزالة المجموعات الأمينية من الأحماض الأمينية ونقلها إلى أحماض كيتو المستقبلة لتوليد نسخة الأحماض الأمينية من حمض الكيتو ونسخة حمض الكيتو من الأحماض الأمينية الأصلية.

يبدو أن قدرة البروتين الغذائي على تحفيز تخليق البروتين تعتمد إلى حد كبير على كل من خصائصه من الأحماض الأمينية وحركية الهضم وامتصاص الأحماض الأمينية.

تلعب الأحماض الأمينية دورًا مهمًا في الحفاظ على الصحة العامة، وهناك العديد من الأحماض الأمينية، ولكن 20 منها فقط مهمة حقًا للصحة ويمكن تقسيمها إلى نوعين: الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية

إن تثبيط الإنزيم القابل للعكس والذي لا رجوع فيه هما طريقتان لآليات تثبيط الإنزيم المسؤولة عن تقليل نشاط الإنزيم، وبشكل عام، تقلل المثبطات من توافق الركيزة والإنزيم، مما يؤدي إلى تثبيط تكوين مجمعات الركيزة الإنزيمية. 

تعتبر طبيعة الكربوهيدرات ذات أهمية كبيرة عند التوصية بالوجبات الغذائية التي تهدف إلى تقليل مخاطر الإصابة بالسكري من النوع الثاني وأمراض القلب والأوعية الدموية وفي علاج المرضى الذين يعانون بالفعل من أمراض ثابتة