Lidské tělo obsahuje více než padesát tisíc bílkovin, které se liší strukturou, strukturou a funkcí. Jsou tvořeny různými aminokyselinami, z nichž každá zaujímá jinou pozici v polypeptidovém řetězci. Dosud neexistuje jednotná klasifikace, která by zohledňovala různé parametry proteinů. Některé z nich se liší ve formě molekul, rozlišují se zde globulární a fibrilární proteiny, o kterých si dnes povíme.
Globulární proteiny
To zahrnuje takové proteiny, v jejichž molekulách jsou řetězce polypeptidů, které mají kulovitý tvar. Tato proteinová struktura je spojena s hydrofilními (mají sloučeniny vodíku s vodou) a hydrofobními (odpuzují vodu) interakcemi. Tento typ zahrnuje ekzymy, hormony, které jsou proteinové povahy, imunoglobuliny, proteiny, albuminy a také proteiny, které plní regulační a transportní funkce. To je většina lidských proteinů.
Exims
Eximes (enzymy)se nacházejí ve všech buňkách, s jejich pomocí se některé látky přeměňují na jiné, protože dramaticky mění rychlost přeměn, přispívají k rozkladu, štěpení a syntéze látek z produktů rozpadu. Ve všech reakcích probíhajících v těle hrají roli katalyzátoru, regulují metabolismus. Je známo více než pět tisíc různých enzymů. Všechny provedou až několik milionů akcí za sekundu. Přispívají však ke zrychlení určitých reakcí a mají vliv pouze na určité látky. Enzymy odstraňují odumřelé buňky, toxiny a jedy. Jsou katalyzátory všech procesů v těle, a pokud nestačí, pak se váha člověka zvyšuje v důsledku hromadění odpadu v těle.
Imunoglobuliny
Protilátky (imunoglobuliny) jsou sloučeniny proteinů, které se objevují jako výsledek reakce na příjem bakterií a virů a také toxinů. Neumožňují jim množit se a neutralizovat toxické látky. Imunoglobuliny rozpoznávají a vážou cizorodé látky, ničí je, vytvářejí imunitní komplexy a poté tyto komplexy odstraňují. Také chrání tělo před opětovnou infekcí, protože protilátky proti přeneseným nemocem zůstávají po dlouhou dobu. Někdy tělo produkuje abnormální protilátky, které napadají jeho vlastní tělo. Nejčastěji se to děje kvůli přítomnosti autoimunitních onemocnění. Takže globulární a fibrilární proteiny plní základní funkce v lidském těle a udržují jeho normální stavvitalita.
Hormony bílkovinné povahy
To zahrnuje hormony slinivky břišní, příštítných tělísek a hypofýzy (inzulín, glukagon, růstový hormon, TSH a další). Některé regulují metabolismus sacharidů zvýšením a snížením hladiny cukru v krvi, jiné stimulují růst buněk a činnost štítné žlázy a další regulují pohlavní žlázy. Všechny tedy regulují fyziologické funkce. Tato jejich práce spočívá buď v inhibici nebo aktivaci enzymových systémů.
Fibrilární proteiny
Fibrilární proteiny jsou ty, které mají strukturu ve formě vlákna. Nerozpouštějí se ve vodě a mají velmi velkou molekulovou hmotnost, jejíž struktura je vysoce regulační, do stabilního stavu se dostává díky interakcím mezi různými řetězci polypeptidů. Tyto řetězce jsou vzájemně synchronně ve stejné rovině a vytvářejí tzv. fibrily. Fibrilární proteiny zahrnují: keratin (vlasy a další zrohovatělé kůže), elastin (cévy a plíce), kolagen (šlachy a chrupavky). Všechny tyto proteiny plní v těle strukturální funkci. Patří sem také myosin (svalová kontrakce) a fibrin (srážlivost krve). Tento typ proteinu plní podpůrné funkce, které dodávají tkáním sílu. Všechny typy fibrilárních proteinů tedy hrají nepostradatelnou roli v anatomii a fyziologii. Vytvářejí se z nich ochranné kryty člověka, podílejí se také na tvorbě podpůrných prvků, protože jsou součástí pojivové tkáně, chrupavek, šlach, kostí a hlubokých vrstev kůže. Ve voděnerozpouštějí se.
Keratiny
Fibrilární proteiny zahrnují keratiny (alfa a beta). Alfa-keratiny jsou hlavní skupinou fibrilárních proteinů, tvoří obaly, které plní ochrannou funkci. Jsou prezentovány v suché hmotnosti vlasů, nehtů, peří, vlny, skořápek a tak dále. Různé proteiny mají podobnosti ve složení aminokyselin, obsahují cystein a mají polypeptidové řetězce, které jsou uspořádány stejným způsobem. Beta-keratiny obsahují alanin a glycin, jsou součástí sítě a hedvábí. Keratiny jsou tedy „tvrdé“a „měkké“.
Při vzniku rozdílů mezi epiteliálními buňkami v procesu vývoje jedince dochází k jejich keratinizaci, zastavení jejich metabolismu, odumírání buňky a její keratinizaci. Kožní buňky obsahují keratin, který spolu s kolagenem a elastinem tvoří vrstvu epidermis odolnou proti vlhkosti, pokožka se stává elastickou a odolnou. Pod třením a tlakem buňky produkují keratin ve velkém množství pro ochranný účel. V důsledku toho se objevují kuří oka nebo výrůstky. Odumřelé kožní buňky se začnou nepřetržitě odlupovat a jsou nahrazovány novými. Beta-keratiny tedy hrají důležitou roli v živočišné říši, neboť jsou hlavní složkou rohů a zobáků. Alfa-keratiny jsou charakteristické pro lidské tělo, jsou nedílnou součástí vlasů, kůže a nehtů a také vstupují do kostry kostí a určují její pevnost.
Kolagen
Fibrillarproteiny, zejména kolagen s elastinem, jsou součástí pojivové tkáně, tvoří většinu chrupavek, cévních stěn, šlach a dalších věcí. Kolagen je u obratlovců zastoupen třetinou celkové hmotnosti bílkovin. Jeho molekuly produkují polymery zvané kolagenní fibrily. Jsou velmi pevné, vydrží obrovskou zátěž a nenatahují se. Kolagen se skládá z glycinu, prolinu a alaninu, neobsahuje cystein a tryptofan, v malém množství je zde přítomen tyrosin a methionin.
Hydroxyprolin a hydroxylysin hrají rovněž důležitou roli při tvorbě fibril. Změny ve struktuře kolagenu vedou ke vzniku dědičných onemocnění. Kolagen je velmi pevný a nevytahuje se. Každá tkáň má svůj vlastní typ kolagenu. Tento protein má mnoho funkcí:
- ochranný, vyznačující se tím, že zajišťuje pevnost tkání a chrání je před zraněním;
- podpora díky spojení orgánů a formování jejich forem;
- výživný, charakterizovaný regenerací na buněčné úrovni.
Také kolageny dodávají tkáním pružnost, zabraňují rozvoji kožních melanomů a podílejí se na tvorbě buněčných membrán.
Elastin
Výše jsme zkoumali, které proteiny jsou fibrilární. Patří sem také elastin, který má vlastnosti podobné pryži. Jeho vlákna, která se nacházejí v plicní tkáni, cévních stěnách a vazech, se mohou natáhnout mnohonásobně své obvyklé délky. Po zastavení zátěžejejich dopadu se vrátí do původní polohy. Složení elastinu obsahuje nejvíce prolin a lysin, hydroxylysin zde není. Funkce fibrilárních proteinů jsou tedy zřejmé. Hrají důležitou roli ve vývoji těla. Elastin zajišťuje protahování a stahování orgánů, tepen, šlach, kůže a dalších. Pomáhá orgánům obnovit jejich původní rozměry po protažení. Pokud lidskému tělu chybí elastin, tvoří se kardiovaskulární změny ve formě aneuryzmat, vad srdečních chlopní a tak dále.
Porovnání globulárních a fibrilárních proteinů
Tyto dvě skupiny proteinů se liší tvarem molekul. Globulární proteiny mají polypeptidové řetězce, které jsou velmi těsně stočeny do oválných struktur. Fibrilární proteiny mají polypeptidové řetězce, které jsou vzájemně paralelní a tvoří vrstvu. GB se podle mechanických vlastností nestlačují ani nenarovnávají, zatímco FB takovou schopnost naopak mají. GB se ve vodě nerozpouštějí, ale FB ano. Tyto proteiny se také liší svými funkcemi. První plní dynamickou funkci, zatímco druhé plní strukturální. Globulární proteiny mohou být prezentovány ve formě enzymů a protilátek, stejně jako hemoglobin, inzulín a další. Příklady fibrilárních proteinů: kolagen, keratin, fibroin a další. Všechny tyto typy bílkovin jsou nenahraditelné, jejich nedostatečné množství v těle vede k vážným poruchám a patologiím.
Kulární a fibrilární proteiny tedy hrají v normálním životě nepostradatelnou roliorganismy obratlovců. Zajišťují činnost orgánů, tkání, kůže a dalších věcí, plní mnoho funkcí nezbytných pro plný vývoj těla.
