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La chimica del carbonio

Proteine

Le proteine sono composti a elevata massa molecolare che derivano dall'unione di un numero molto elevato di molecole di amminoacidi. L'enorme varietà di proteine esistenti è dovuta all'elevato numero di possibili combinazioni tra la ventina di amminoacidi naturali (v. tab. 20.2). Gli amminoacidi si uniscono |l'un l'altro attraverso la formazione di un legame peptidico tra l'azoto del gruppo amminico di una molecola e il carbonio del gruppo carbossilico di un'altra, con eliminazione di una molecola d'acqua (reazione di condensazione).

Si parla di proteine quando la massa molecolare relativa è superiore a 10 000, altrimenti di polipeptidi. La reazione inversa a quella di formazione delle proteine è detta idrolisi, nel corso della quale avviene la scissione negli amminoacidi di costituenti (è ciò che si verifica nella digestione delle proteine).

Struttura delle proteine

Si possono individuare i seguenti quattro livelli di organizzazione spaziale di una molecola proteica:

  1. struttura primaria, rappresentata dalla sequenza degli amminoacidi che costituiscono la catena polipeptidica;
  2. struttura secondaria, che può essere a elica (stabilizzata da numerosi legami a idrogeno tra i vari amminoacidi della catena) o, meno frequentemente, a foglio pieghettato;
  3. struttura terziaria, determinata dal ripiegamento su se stessa della catena polipeptidica, in seguito all'instaurarsi di legami intramolecolari;
  4. struttura quaternaria, caratteristica di proteine formate da più sub-unità (catene polipeptidiche) e relativa al modo in cui tali sub-unità sono disposte spazialmente (l'emoglobina del sangue è un esempio di proteina a struttura quaternaria formata da quattro sub-unità);

A temperature superiori a 70 °C circa e in ambiente fortemente acido o basico, i legami deboli delle strutture secondarie, terziarie e quaternarie si rompono nella maggior parte delle proteine, che perdono la loro funzionalità biologica: tale processo è detto denaturazione.

Classificazione e funzione delle proteine

Si distinguono due grandi classi di proteine: le proteine semplici, costituite esclusivamente di amminoacidi, e le proteine complesse o coniugate in cui sono presenti anche molecole di natura diversa, in genere a basso peso molecolare (detti gruppi prostetici). Le proteine semplici comprendono due sottoclassi:

— le proteine globulari, solubili in acqua, includenti, per esempio, l'albumina (contenuta nel bianco d'uovo), le proteine del sangue e alcuni enzimi ;

— le proteine fibrose, dette anche strutturali in quanto contribuiscono alla formazione delle strutture degli organismi, includenti, per esempio, il collagene (presente nella pelle e nel tessuto connettivo) e la cheratina (costituente delle unghie e dei capelli).

Le proteine svolgono una grandissima varietà di funzioni biologiche, riassunte nella tabella 20.3.

Tab. 20.2: Amminoacidi naturali

Tabella 20.2 AMMINOACIDI NATURALI
nome comune sigla
alanina ala
arginina* arg
asparagina asn
aspartico, acido asp
cisteina cys
fenilalanina* phe
glicina gly
glutammico, acido glu
idrossiprolina hy-pro
isoleucina ile
istidina* his
leucina* leu
lisina* lys
metionina* met
prolina pro
serina ser
tirosina tyr
treonina* thr
triptofano* try
valina* val

* amminoacido essenziale

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