מהם מאפייני חלבון?

חלבונים הם מולקולות גדולות ומורכבות שיש להן מגוון פונקציות בגוף והן חיוניות לבריאות טובה. כמו שומנים ופחמימות, חלבונים הם שרשראות פולימריות ארוכות. הם עשויים מחומצות אמינו ומשמשים אורגניזמים לבניית מבנים, להקל על תהליכים כימיים ולמתן תנועה של בעלי חיים.

חלבונים עשויים מחרוזות ארוכות של חומצות אמינו, שלעתים קרובות מכונות "אבני הבניין של החיים". חומצות אמינו הן כימיקלים ש מורכב מאטום פחמן המחובר לאטום מימן, מקבוצת אמין (אטום חנקן קשור בשני אטומי מימן) ו קבוצת חומצה (אטום פחמן קשור כפול לאטום חמצן וכן יחיד שקשור לאטום חמצן שקשור גם למימן אָטוֹם). כל חומצת אמינו מכילה קבוצה אחרת המכונה קבוצת R, בעלת מבנה פחמימנים ייחודי משלה. ישנן 20 חומצות אמינו החיוניות לתפקודי הגוף, שמונה מהן לא יכולות להיות מיוצרות על ידי גוף האדם. זו הסיבה שחלבונים כל כך חשובים לתזונה של האדם.

כאשר שתי חומצות אמינו מתאחדות, הן יוצרות קשר לפפטיד. כאשר רק כמה חומצות אמינו מתחברות זו לזו, זוהי רק שרשרת פפטיד קטנה. עם זאת, כמו חוליות בשרשרת, חומצות אמינו רבות ושונות יכולות להתחבר ביניהן וליצור שרשרת גדולה במיוחד, שהיא חלבון. כל החלבונים נוצרים משרשרת ארוכה של חומצת אמינו, שיכולה למנות באלפי יחידות.

רצף חומצות האמינו בחלבון קובע את צורתו, אשר בתורו קובעת את תפקודו. הרצף הגולמי של חומצות אמינו ידוע כמבנה העיקרי שלו. עם זאת, כאשר מולקולה גדולה ככל שחלבונים נוטים להיות, היא תתקשר עם עצמה כדי לקבל צורה מסוימת. אטומי המימן במולקולה יוצרים קשרי מימן עם חלקים אחרים של המולקולה, ויוצרים צורה פיזיקלית. חלבונים מסוימים, כמו אלה בשיער, ידועים כחלבונים סיביים מכיוון שהם יוצרים קווצות ארוכות המתפתלות בינן לבין עצמן. אחרים, כמו אנזימים, נוטים ליצור כתמים בודדים ונקראים חלבונים כדוריים. צורה נוספת מגיעה מהמבנה השלישוני, שהוא הצורה שלוקחת המולקולה כאשר כוחות המשיכה והדחייה מאזורים שונים במולקולה מתאזנים.

המבנה, ובסופו של דבר התפקוד, של מולקולת חלבון יכול להיות משובש בכמה דרכים. שינוי בחומציות, בטמפרטורות גבוהות, בממיסים מסוימים ואף בנוכחות מולקולות אחרות יכול לשנות את כוחותיו וקשריו של חלבון. כשזה קורה, נאמר על חלבון שהוא "דנטורציה". דוגמה לכך היא כאשר שמים ביצה על מחבת חמה, החלבון שבחלבונים הצלולים הופך ללבן מלא. מכיוון שצורתו של חלבון קובעת את תפקודו הביולוגי, דנטורציה של חלבון יכולה לשנות או להרוס לחלוטין את יכולתו לבצע את עבודתו.

בעוד שלחלבונים שונים יש תכונות שונות, באופן כללי הם יכולים להיות חזקים במיוחד. זה הופך אותם לאידיאליים עבור יסודות מבניים באורגניזמים. שרירים, עצמות, שיער ורקמות חיבור מכילים חלבונים חזקים ליצירת מבנה של גוף חי.

כמו פחמימות ושומנים, חלבונים יכולים להיות מטבוליזם על ידי אורגניזמים בגלל האנרגיה המאוחסנת שלהם. למעשה, אדם ממוצע משתמש בחלבון בכ -20 אחוז מהקלוריות היומיות. יש דיאטות הנשענות על רמות גבוהות של חלבון כמקור אנרגיה ולא על פחמימות ולעיתים גם שומנים. מחוץ לגוף, בהתחשב בתנאי הלחות המתאימים, חלבונים יכולים להישרף, כפי שניתן לראות בכל פעם שנקניקייה או סטייק נשארים על הגריל זמן רב מדי.

חלבונים חיוניים לתפקודי החיים. יש להם מספר שימושים בגוף, כולל אנזימים (שגורמים לתהליכים ביולוגיים להגיב מהיר יותר), הורמונים (השולטים בתהליכי הגוף) ונוגדנים (המגנים על אורגניזמים מפני מַחֲלָה). החלבונים משמשים גם את הגוף להובלת חומרים לתאים ולספקת מבנה. מזונות עשירים בחלבון כוללים בשר, דגים, חלב וביצים, שכולם מגיעים ממקורות מן החי. צמחונים וטבעונים צריכים לפקח על צריכת המזון שלהם כדי להבטיח שהם מקבלים את כל חומצות האמינו החיוניות כי ירקות בודדים עתירי חלבונים אינם מכילים את כל חומצות האמינו החיוניות במזון אחד מָקוֹר.