ترکیبات شیمیایی پروتئین ها

پروتئین ها ترکیبات بسیار پیچیده ای هستند که ساختار اصلی انها از امینواسیدها تشکیل می شود. پروتئین از امینواسید سنتز می شود و در عمل هضم، کاتابولیسم یا تجزیه بافت های بدن، به آن تبدیل می گردد.

سنتز

از اتصال امینواسید، در یک زنجیره طولانی، پروتئین به وجود می آید. این زنجیره را اتصال پپتیدی می نامند، زیرا پیوند شیمیایی خاصی که دو آمینواسید را به یکدیگر متصل      می کند، پیوند پپتیدی نام دارد. برای تشکیل این زنجیره، گروه آمین یک آمینواسید، به گروه کربوکسیل آمینواسید بعدی متصل می شود و یک مولکول آب نیز آزاد می گردد. اما برای شکستن یک اتصال پپتیدی، همانگونه که در عمل هضم اتفاق می افتد، یک مولکول آب باید اضافه شود تا جریان هضم، توسط آنزیم یا اسید انجام گیرد. 

پروتئین ها همانگونه که در طبیعت یافت می شوند، شامل تعدا زیادی از آمینوسیدهای متصل به یکدیگر می باشند، خواص پروتئینی نه تنها به وسیله تعداد آمینواسیدهای موجود در آن و تعداد دفعاتی که این آمینو اسیدها به کار  رفته اند، مشخص می شود، بلکه ترتیب اتصال انها در مولکول پروتئین نیز ، بر ماهیت پروتئین تاثیر می گذارد. هر آمینواسیدی که در فرمول پروتئین وجود دارد، می تواند به مقدار متفاوت و به هر نسبتی استفاده شود، بنابراین احتمال تشکیل پروتئین های مختلف بسیار  زیاد است و مانند این است که از یک الفبای بیست حرفی بدون اینکه محدودیتی وجود داشته باشد، مجموعه لغات پنجاه حرفی یا بیشتر تشکیل دهیم. عوامل دیگری که خصوصیات پروتئین های بدست آمده و تعداد آنها را تحت تاثیر قرار می دهد، عبارت است از :

ترتیب فضایی زنجیره امینواسیدهای مارپیچ، حلقوی یا مستقیم، و همچنین وجود یا عدم وجود پیوند عرضی اضافی.

بعید است که تعداد پروتئین های وجود در طبیعت رقمی نزدیک به عدد تئوریکی آن باشد، ولی مدارکی در دست است که وجود تعداد بسیار زیادی را ثابت می کند. بدن انسان صدها پروتئین گوناگون دارد که بعضی از آنها دارای بیش از 200 آمینواسید هستند. به عنوان مثال یاخته کبد به تنهایی شامل هزاران آنزیم مختلف است که هر کدام یک پروتئین است.

همچنین هر یک از گونه ها، خصوصیات پروتئینی مخصوص به خود را می سازند و با اینکه پروتئین هموگلوبین اسب به هموگلوبین اردک، سگ یا انسان شبیه است، ولی    پروتئین ها به اندازه کافی بایکدیگر اختلاف دارند و به همین دلیل نمی توان آنها را با هم تعویض کرد.

در حقیقت پروتئین یک گونه برای گونه دیگر قبل از آبکافت آن به امینواسیدهای تشکیل دهنده اش ، اکثرا سمی است و این امر ، انتقال خون از یک گونه به گونه دیگر را غیر ممکن می سازد از این اختلاف جزئی که بین همو گلوبین گونه های مختلف وجود دارد ، می توان برای تشخیص ماخذ نمونه خون استفاده کرد . البته این روش در بررسی های جنایی ، اعتبار چندانی ندارد .

در 30 سال اخیر با استفاده از روشهای تجزیه ، توانسته ایم ترکیب آمینواسید یک نوع پروتئین را مشخص کنیم . حتی مدتها پیش از آن نیز دانشمندان توانسته اند ترتیب آمینواسیدها را در یک زنجیره پپتیدی مشخص کنند .

اینک با پیشرفتهای بسیاری که انجام گرفته است، ما توانسته ایم رابطه فضایی آمینواسیدها را در یک مولکول پروتئین تعیین کنیم.

 اولین پروتئینی که در سال 1961 ساختمان و ترکیب کامل آن مشخص شد ، میوگلوبین است . این پروتئین 150 آمینواسید از 19 نوع مختلف را دارا است و یک پروتئین ساده به شمار می رود .

از آن به بعد تعیین و ترکیب آمینواسیدها و ترتیب آنها ، در بسیاری از پروتئین هایی که قبلا جدا شده بودند ، با پیشرفت بیشتری انجام گرفت .

در سال 1969 دو گروه از دانشمندان تقریبا به طور همزمان سنتز آنزیم ریبونوکلئاز را اعلام کردند .