Le proteine sono (dopo l’acqua) le molecole biologiche più abbondanti nel corpo umano e in tutti gli organismi viventi; si trovano in tutte le cellule e costituiscono almeno il 50% del loro peso secco. Nell'articolo dedicato alle proteine hai già avuto modo di incontrare gli aminoacidi, molecole biologiche di importanza vitale. Pertanto, conoscere gli aminoacidi diventa fondamentale per comprendere i diversi livelli strutturali delle proteine.
Cosa sono gli Amminoacidi?
Gli aminoacidi (o amminoacidi) sono l'unità strutturale primaria delle proteine. Dal punto di vista chimico, l'aminoacido è un composto organico contenente un gruppo carbossilico (COOH) ed un gruppo aminico (NH2). Oltre a questi due gruppi ogni aminoacido si contraddistingue dagli altri per la presenza di un residuo (R) conosciuto anche con il nome di catena laterale dell'aminoacido.
Classificazione degli Amminoacidi
Nella sintesi proteica intervengono solo venti dei diversi aminoacidi esistenti in natura (attualmente oltre cinquecento). Dal punto di vista nutrizionale questi aminoacidi possono essere a loro volta divisi in due grandi gruppi: quello degli aminoacidi essenziali e quello degli aminoacidi non essenziali.
- Amminoacidi Essenziali: Sono definiti essenziali quegli aminoacidi che l'organismo umano non riesce a sintetizzare in quantità sufficiente a far fronte ai propri bisogni. Per l'adulto sono otto e più precisamente: fenilalanina, isoleucina, lisina, leucina, metionina, treonina, triptofano e valina.
- Amminoacidi Semiessenziali: Sono considerati aminoacidi semiessenziali la cisteina e la tirosina, in quanto l'organismo li può sintetizzare a partire da metionina e fenilalanina.
- Amminoacidi Condizionatamente Essenziali: Sono definiti aminoacidi condizionatamente essenziali (arginina, glicina, glutammina, prolina e taurina) quegli aminoacidi che ricoprono un ruolo fondamentale nel mantenimento dell'omeostasi e delle funzioni dell'organismo in determinate situazioni fisiologiche.
Nel gruppo degli amminoacidi essenziali è possibile distinguere una ulteriore categoria: gli amminoacidi ramificati (leucina, valina, isoleucina). Gli amminoacidi ramificati non hanno bisogno di ulteriori processi riduttivi per il loro ingresso nel circolo sanguigno, per questo sono di rapida assimilazione ed agevolano un rapido recupero. Sono detti ramificati per la loro struttura.
Funzioni degli Amminoacidi
La funzione primaria degli aminoacidi è quella di intervenire nella sintesi proteica, necessaria per far fronte ai processi di rinnovamento cellulare dell'organismo. Oltre a quelli coinvolti nella sintesi delle proteine, molti altri aminoacidi svolgono funzioni molto importanti.
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Cosa sono le Proteine?
Le proteine sono formate da lunghe sequenze di amminoacidi (l'unità costitutiva della proteina), che si uniscono l'uno all'altro attraverso particolari legami, detti peptidici, a formare delle lunghe catene (catene polipeptidiche). La precisa sequenza degli amminoacidi nelle catene determina la forma e la funzione della proteina. Le proteine possono essere formate da una catena unica, oppure da due o più catene strettamente associate tra loro, e spesso unite da legami trasversali.
Struttura delle Proteine
Ogni proteina ha una struttura primaria piuttosto complessa data dalla sequenza aminoacidica che la compone, una struttura secondaria sorretta dai legami a idrogeno che conferisce alle proteine una struttura ad alfaelica o a foglietto beta. Alcune proteine hanno anche una struttura terziaria molto importante per assolvere, ad esempio, alle funzioni enzimatiche. È caratterizzata da un avvolgimento su se stesse delle alfa eliche, ancora una volta possibile grazie a legami a idrogeno.
La struttura delle proteine è caratterizzata da diversi livelli di complessità:
- Struttura Primaria: È rappresentata dalla sequenza di aminoacidi in una catena polipeptidica. Questa sequenza è determinata da geni specifici situati nel DNA.
- Struttura Secondaria: È costituita da una catena polipeptidica dotata di struttura primaria che si "attorciglia" e si "ripiega" nello spazio in diversi modi. La catena, o parti della catena, forma così due possibili conformazioni strutturali: α-elica e foglietto β-ripiegato.
- Struttura Terziaria: È la struttura tridimensionale complessiva delle proteine. Rappresenta un altro livello di complessità. Nella struttura terziaria (e in quella quaternaria), alle catene può essere collegato un gruppo non proteico (gruppo prostetico) chiamato gruppo ematico o eme.
- Struttura Quaternaria: Si riferisce a una struttura ancora più complessa, costituita da più di una catena polipeptidica. Ogni catena è contraddistinta da proprie strutture primarie, secondarie e terziarie e viene definita come subunità della struttura quaternaria.
Funzioni delle Proteine
All'interno degli organismi le proteine possono avere varie funzioni:
- Funzioni plastiche (costituzione di muscoli e tessuti).
- Funzioni di regolazione (alcuni ormoni sono di natura proteica).
- Funzione catalizzatrice (come costituenti di parte della struttura enzimatica).
- Funzione di difesa (come anticorpi).
Ma forse la funzione più importante delle proteine è quella regolatrice ed energetica svolta dagli enzimi, che agiscono accelerando le reazioni biologiche e trasformando reazioni lente in processi più veloci, con richieste energetiche più basse: agiscono quindi da catalizzatori. Gli enzimi si combinano con una sostanza specifica (detta substrato) che possiede una forma esattamente complementare alla parte di enzima in cui avvengono le reazioni (sito attivo). L'enzima non viene modificato né consumato dalla reazione, per cui alla fine di una reazione è pronto per la molecola di substrato successiva.
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Tabella Riassuntiva: Amminoacidi Essenziali e Fonti Alimentari
| Amminoacido Essenziale | Fonti Alimentari |
|---|---|
| Fenilalanina | Manzo, pollo, tacchino, pesce, uova, latticini |
| Isoleucina | Uova, carne, pollame, latticini, soia |
| Istidina | Carne, pesce, pollame, latticini, uova, cereali integrali |
| Leucina | Carne, pollame, pesce, uova, latticini, legumi |
| Lisina | Carne, pesce, pollame, uova, latticini, legumi |
| Metionina | Carne, pesce, pollame, uova, latticini, cereali |
| Treonina | Carne, pesce, pollame, uova, latticini, legumi |
| Triptofano | Carne, pesce, pollame, uova, latticini, semi, noci |
| Valina | Carne, pesce, pollame, uova, latticini, soia |
Si possono definire complete o nobili quelle proteine che contengono tutti gli AA essenziali in quantità e in rapporti equilibrati. In generale le proteine animali sono complete e quelle vegetali sono incomplete. Come abbiamo visto nelle proteine di origine vegetale questo aminoacido non è in genere sufficiente a garantire il fabbisogno e dev'essere introdotto tramite l'abbinamento con altri cibi.
È importante assumere una discreta fonte di proteine vegetali nella dieta.In ogni caso queste carenze possono essere superate semplicemente utilizzando appropriate associazioni alimentari ad esempio pasta e fagioli.
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