Le proteine sono i costituenti organici più caratteristici del protoplasma vivente. Per quanto i glucidi e i lipidi siano anch'essi costituenti essenziali del complesso colloidale di cui è costituito il protoplasma, le proteine sono straordinariamente importanti, non soltanto perché vi conferiscono particolari proprietà chimiche e fisico-chimiche, ma anche perché esse conferiscono ai varî tipi di cellule la loro specificità biologica. Lipidi e glucidi chimicamente identici si possono riscontrare in cellule del regno animale e vegetale e in varietà molto grandi di specie, mentre le proteine sono generalmente strettamente caratteristiche di una determinata specie di pianta o di animale, non solo, ma spesso anche di un determinato organo.
Le proteine o protidi sono una classe molto importante di molecole biologiche e derivano dall’unione di unità base chiamate amminoacidi. Le proteine sono presenti in tutte le cellule, in tutti i componenti cellulari e negli alimenti di cui quotidianamente ci cibiamo, fornendo in questo modo al nostro corpo non solo Carbonio e Idrogeno ma anche Azoto e Zolfo.
In realtà gli AA non si susseguono in maniera lineare ma, in uno spazio tridimensionale, si dispongono secondo un andamento a fisarmonica (struttura betafoglietto) o secondo spirali (alfaelica). Se le variazioni non sono drastiche, le proteine riacquistano le loro relative strutture native quando al ripristino delle condizioni iniziali. Le proteine, invece perdono la loro struttura primaria tramite una demolizione graduale per idrolisi catalizzata da enzimi proteolitici (pepsina, tripsina). I prodotti sono prima peptidi e infine amminoacidi.
Classificazione delle Proteine
Riuscire a inquadrare migliaia di proteine in un sistema di classificazione che rispecchi in modo soddisfacente differenze e analogie è quasi impossibile. Le proteine vengono divise in semplici e coniugate: le prime danno, per idrolisi completa, soltanto amminoacidi, le seconde, oltre agli amminoacidi, danno anche un componente diverso, detto gruppo prostetico.
Proteine Semplici
Le proteine semplici si distinguono in:
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- Albumine: Sono le proteine più note e più facilmente accessibili; essendo molto diffuse, hanno dato il nome all'intera classe delle sostanze proteiche (sostanze albumoidi). Alcune loro proprietà caratteristiche sono: la solubilità in acqua, la coagulabilità col calore e la possibilità di dar luogo per scissione a tutti gli aminoacidi (sono quindi proteine complete e di buon valore biologico).
- Globuline: Sono le proteine più diffuse, sia nel regno animale che in quello vegetale. Assomigliano molto, dal punto di vista della costituzione molecolare, alle albumine, ma differiscono per grandezza. Inoltre, mentre le albumine si sciolgono in acqua, le globuline sono apolari; sono invece solubili in soluzioni saline diluite (NaCl) neutre.
- Gluteline e Prolamine: Rappresentano due gruppi di proteine esclusivamente vegetali, tipicamente associati. Le gluteline presentano un discreto equilibrio amminoacidico e sono molto ricche di acido glutammico, comunque presente in concentrazioni inferiori rispetto alle prolamine. Le prolamine contengono, in notevole quantità, l'aminoacido prolina, dal quale deriva il nome.
- Albuminoidi o Scleroproteine: A differenza delle proteine citate in precedenza, non fanno parte del protoplasma. Sono sostanze dotate di notevole resistenza chimica, insolubili in acqua e nei comuni solventi, che si sciolgono solo negli acidi e resistono perfino alla maggior parte degli enzimi proteolitici. In virtù della loro eccezionale resistenza chimica, assolvono a funzioni meccaniche di rivestimento, protezione e sostegno, mentre hanno scarso valore nutrizionale.
- Istoni e Protammine: Sono considerate proteine semplici anche gli istoni e le protammine, proteine solubili in acqua e dotate di carattere fortemente basico dovuto al loro elevato contenuto in amminoacidi basici.
Proteine Coniugate
Le proteine coniugate sono costituite da un protide semplice unito chimicamente ad un gruppo non proteico chiamato prostetico. La parte proteica semplice è di solito una proteine del gruppo degli istoni o delle protamine. Alcuni esempi includono:
- Glicoproteine: Composti proteici coniugati con un glucide, di solito la glucosamina (mucine, mucoidi, solfomucine).
- Fosfoproteine: Quali la caseina del latte e la ovovitellina del tuorlo d'uovo, nelle quali una grande quantità di acido fosforico è legato in forma di estere con gli idrossidoamminoacidi serina e treonina.
- Cromoproteine: Composti di una molecola proteica con delle metalloporfirine o sostanze simili colorate: le più importanti sono l'emoglobina del sangue, la clorofilla delle piante e l'emocianina.
- Lipoproteine: Costituite da proteine legate con lecitina, colesterolo o altri lipidi.
Struttura delle Proteine
- Primaria: rappresentata dalla sequenza di amminoacidi che costituiscono la catena polipeptidica ed è resa stabile dalla presenza di legami covalenti (legame peptidico) tra gli amminoacidi della catena.
- Secondaria: primo livello di organizzazione spaziale ed è dovuta al fatto che le catene polipeptidiche formano uno scheletro tenuto unito saldamente da legami idrogeno e ponti disolfuro.
- Terziaria: rappresenta la disposizione spaziale tridimensionale degli atomi della proteina ed è resa stabile da legami idrogeno.
- Quaternaria: risultato dell’associazione di polipeptidi diversi.
Funzioni delle Proteine
- Strutturali: forniscono il sostegno per l’organismo.
- Di riserva: sono considerate una fonte di amminoacidi.
- Enzimatiche: la maggior parte degli enzimi sono proteine.
- Contrattili o mobili: sono necessarie per tutti i movimento dell’organismo.
Proteine Fibrose e Globulari
- Fibrose: sono più insolubili in acqua e sono formate da lunghe molecole disposte in fasci o foglietti a formare delle fibre allungate.
- Globulari: sono, invece, solubili in acqua, presentano una forma globulare o sferica e sono coinvolte nella regolazione dei processi vitali.
Valore Biologico delle Proteine
Devono pertanto essere forniti dall'alimentazione, tramite gli alimenti contenenti proteine di alto valore biologico (VB). In base all’origine animale o vegetale delle proteine, è possibile conoscere il loro valore biologico e ponderare la nostra alimentazione nel modo più corretto per ottenere un apporto energetico adeguato.
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