Πρωτεΐνες

Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους κατά εκατοντάδες για να δημιουργήσουν σύνθετα μόρια που ονομάζονται πρωτεΐνες. Οι πρωτεΐνες απαρτίζουν τους οργανισμούς και εμπλέκονται σε όλες τις λειτουργίες. Η κίνηση, η αναπνοή, η θρέψη, η αναπαραγωγή, η άμυνα του οργανισμού και γενικά όλες οι λειτουργίες για τη ζωή γίνονται με τις πρωτεΐνες. 

Σε ότι αφορά τη λειτουργία τους, οι πρωτεΐνες διακρίνονται σε:

• δομικές. Οι δομικές πρωτεΐνες συμβάλουν στη δημιουργία των ιστών και τη δυνατότητά τους για στήριξη. Δομικές πρωτεΐνες είναι οι κερατίνες, το κολλαγόνο, η ελαστίνη και άλλες.
• λειτουργικές. Οι λειτουργικές πρωτεΐνες έχουν ένα σημαντικό κοινό χαρακτηριστικό. Αναγνωρίζουν και δεσμεύουν εκλεκτικά κάποια μόρια. Σε αυτή την κατηγορία ανήκουν οι καταλυτικές πρωτεΐνες που είναι τα ένζυμα, οι αμυντικές πρωτεΐνες όπως τα αντισώματα, οι μεταφέρουσες πρωτεΐνες όπως η αιμοσφαιρίνη, οι ρυθμιστικές πρωτεΐνες που σε αυτή την κατηγορία κατατάσσονται οι ορμόνες, οι αποθηκευτικές πρωτεΐνες όπως η φερριτίνη, η καζεΐνη του γάλακτος που αποθηκεύει ασβέστιο και φωσφόρο αντίστοιχα και πολλές άλλες.

Οι πρωτεΐνες αποτελούνται από σύνθετες δομές πεπτιδικών αλυσίδων και οι δομές αυτές είναι πολύ σημαντικές για τη λειτουργικότητά τους και την κατάσταση των οργανισμών. Στις πρωτεΐνες διακρίνουμε τέσσερις διαμορφώσεις:

• την πρωτοταγή δομή (ή διαμόρφωση) της πρωτεΐνης που αφορά τη σειρά με την οποία συνδέονται τα αμινοξέα μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς, για να σχηματίσουν την πολυπεπτιδική αλυσίδα. Η σειρά αυτή καθορίζεται από τα γονίδια που περιλαμβάνονται στο DNA. Στην περίπτωση που γίνει μετάλλαξη στο DNA, αλλάζει η σειρά των αμινοξέων στην παραγόμενη πρωτεΐνη και μεταβάλλεται η λειτουργικότητά της, εμφανίζοντας διάφορες γενετικές ασθένειες. Η μεταβολή στην πρωτοταγή δομή έχει ως αποτέλεσμα τη διαφοροποίηση των άλλων δομών που ακολουθούν. Η γνώση της πρωτοταγής δομής μιας πρωτεΐνης μας δίνει την δυνατότητα να προβλέψουμε και τις άλλες δομές αλλά και να τις μιμηθούμε.
• τη δευτεροταγή δομή (ή διαμόρφωση) της πρωτεΐνης που οφείλεται στη διάταξη των αμινοξέων και των ατόμων τους στο χώρο. Η δευτεροταγής δομή μπορεί να έχει σχήμα σπιράλ (όπως οι σερπαντίνες) ή πτυχωτή (όπως η βεντάλια). Οι δομές αυτές καθορίζεται από τη σειρά των αμινοξέων που σχηματίζουν μεταξύ τους δεσμούς υδρογόνου.
• την τριτοταγή δομή (ή διαμόρφωση) που αφορά τις αναδιπλώσεις της πεπτιδικής αλυσίδας στο χώρο. Η τριτοταγής δομή μιας πρωτεΐνης διαμορφώνεται από τις αλληλεπιδράσεις των πλευρικών ομάδων των αμινοξέων της πεπτιδικής αλυσίδας, που οφείλονται σε δεσμούς υδρογόνου, ιοντικούς δεσμούς, δισουλφιδικούς δεσμούς (ή γέφυρες θείου) και αλληλεπιδράσεις μεταξύ υδρόφοβων ομάδων και δυνάμεων van der waals.
• την τεταρτοταγή δομή (ή διαμόρφωση) που αφορά τις περιπτώσεις όπου η πρωτεΐνη αποτελείται από περισσότερες από μία πεπτιδικές αλυσίδες που σχηματίζουν περίπλοκα πρωτεϊνικά συμπλέγματα όπως συμβαίνει στην αιμογλοβίνη.

Όταν η πρωτεΐνη χάνει την λειτουργικότητά, την τρισδιάστατη δομή της, λέμε ότι έχει μετουσιωθεί. Η μετουσίωση της πρωτεΐνης μπορεί να γίνει:

• με μηχανικό τρόπο με βλάβη της τεταρτοταγούς, τριτοταγούς και δευτεροταγούς δομής. Όταν χτυπάμε τα ασπράδια των αυγών στο μίξερ για την παραγωγή μαρέγκας γίνεται μετουσίωση της πρωτεΐνης.
• με χημικά μέσα όπως με ισχυρά οξέα, βάσεις, πυκνά διαλύματα αλάτων και οργανικούς διαλύτες. Παράδειγμα η χρήση οινοπνεύματος σε ιούς με αποτέλεσμα να μετουσιωθούν οι πρωτεΐνες τους. Τότε παύει η λειτουργικότητά τους, δηλαδή χάνουν την ιδιότητά τους να αγκιστρώνονται στα ανθρώπινα κύτταρα και δεν  μπορούν να προκαλέσουν νόσο.
• με την αύξηση της θερμοκρασίας. Παράδειγμα η παραγωγή πέτσας στο γάλα κατά τη θέρμανση. Η πέτσα αυτή είναι μετουσιωμένη πρωτεΐνη.

 Κάτω από κατάλληλες συνθήκες οι πρωτεΐνες μπορεί να υδρολυθούν (δηλαδή να γίνει διάσπαση των πεπτιδικών δεσμών) στα δομικά τους συστατικά που είναι τα αμινοξέα. Για παράδειγμα, κατά τη θέρμανση, παρουσία νερού, οι πρωτεΐνες των τροφών  υδρολύονται. Τότε αυτές γίνονται εύπεπτες, δηλαδή αξιοποιούνται τα αμινοξέα από τον οργανισμό με μεγαλύτερη ευκολία.

Οι πρωτεΐνες στα διατροφικά προϊόντα διακρίνονται σε ζωικές και φυτικές. Οι ζωικές πρωτεΐνες παρέχουν τα απαραίτητα αμινοξέα στον ανθρώπινο οργανισμό για τη σύνθεση των πρωτεϊνών του. Σε ότι αφορά τις φυτικές πρωτεΐνες όταν προέρχονται από ένα είδος φυτού  δεν καλύπτουν τις ημερήσιες ανάγκες του ανθρώπινου οργανισμού σε απαραίτητα αμινοξέα. Για το λόγο αυτό κατά τη χορτοφαγική δίαιτα θα πρέπει να γίνονται οι κατάλληλοι συνδυασμοί τροφών, ώστε να αποφευχθούν  πιθανά προβλήματα υγείας από έλλειψη απαραίτητων αμινοξέων.