نقش جالب پروتئین‌ها در موجودات زنده

پروتئین‌ها که یکی از واحد‌های سازنده زندگی در نظر گرفته می‌شوند، علاوه بر تغذیه بدن کار‌های دیگری نیز بر عهده دارند. احتمالاً می‌دانید که پروتئین درشت ماده مغذی ضروری و حیاتی برای حفظ سلامت بدن است. ولی، پروتئین‌ها دقیقاً چه کاری برای شما انجام می‌دهند؟ چرا به پروتئین‌ها نیاز داریم؟

ساختار پروتئین

درک ساختار مولکلول‌های پروتئینی که کارکرد آن را تعیین می‌کند مهم است. پروتئین ها مولکلو‌هایی هستند که زنجیره‌های پپتیدی تشکیل شده‌اند. یک مولکول پروتئینی می‌تواند از یک زنجیره پلی پپتید یا چندین زنجیره تشکیل شده باشد. هر زنجیره پلی پپتید شامل دسته‌ای طولانی و پیوسته از اسید‌های آمینه است که با پیوند‌های پپتیدی کنار هم نگه داشته می‌شوند. این پیوند‌ها بین گروه کربوکسیل یک اسید آمینه با گروه آمینو اسید آمینه مجاور تشکیل می‌شوند. نوع و تعداد این اسید‌های آمینه منجر به ایجاد انواع مختلف پروتئین‌ها می‌شود. پروتئین‌ها در سیتوپلاسم سلولی از طریق فرآیندی که ترجمه نامیده می‌شود سنتز می‌شوند. در این فرآیند mRNA تولید شده در هسته از طریق غشای هسته‌ای به سیتوپلاسم منتقل می‌شود. در اینجا ریبوزوم‌ها از mRNA به عنوان الگو استفاده و پروتئین تولید می‌کنند.

نقش پروتئین‌ها

پروتئین‌ها با گوارش به واحدهای سازنده خود اسید‌های آمینه تجزیه می‌شوند. اسید‌های آمینه به دو دسته اسید‌های آمینه ضروری و غیر ضروری تقسیم می‌شوند. بدن نمی‌تواند اسید‌های آمینه ضروری را سنتز کند از اینرو، باید از طریق منابع غذایی تأمین شوند. بدن می‌تواند اسید‌های آمینه غیر ضروری را سنتز کند.

منبع انرژی

پروتئین‌ها منبعی از انرژی مانند کربوهیدرات‌ها و چربی‌ها هستند. مقدار مساوی کربوهیدرات و پروتئین مقدار انرژی انرژی یکسانی فراهم می‌کنند. بدن از اسید‌های آمینه تجزیه شده از پروتئین‌ها برای ساختن عضلات جدید، غضروف و ترمیم بافت‌ها یا سلول‌های آسیب دیده استفاده می‌کند. پروتئین کازئین مواد مغذی لازم برای رشد و نمو استخوان‌ها و محافظت از عضلات را فراهم می‌کند. پروتئین‌های ذخیره شده به عنوان منبعی از نیتروژن برای جنین در حال رشد عمل می‌کنند و انرژی لازم برای جنین را فراهم می‌کنند. بدن ما قادر به ذخیره پروتئین‌ها بدین شکل نیست. مصرف اضافی پروتئین منجر به تبدیل پروتئین‌ها به چربی یا انرژی خواهد شد.

پشتیبانی ساختاری از سلول‌های زنده

یکی از مهم‌ترین کارکردهای پروتئین‌ها ایجاد هویت ساختاری برای موجودات زنده است. پروتئین‌های رشته‌ای که کلاژن نامیده می‌شوند، استحکام، سفتی و ساختار سلول‌ها و بافت‌های بدن را ایجاد می‌کنند و آن‌ها را در یکجا کنار همدیگر نگه می‌دارند. بدون وجود آن‌ها، سلول‌ها نمی‌توانند کنار یکدیگر باقی بمانند. بافت‌های همبند مانند بافت‌های چربی، بافت‌های غضروفی، تاندون‌ها و رباط‌ها از این پروتئین تشکیل شده‌اند. کراتین مانع محافظ برای اکثر موجودات زنده را تشکیل می‌دهد. کراتین بیرونی‌ترین لایه پوست، ناخن‌ها و موها را تشکیل می‌دهد.

انتقال دهنده

مطابق نظریه موزاییک سیال بدن ما از غشاهای سلولی متشکل از پروتئین‌ها و لیپید‌ها تشکیل شده است. پروتئین‌های حلقوی و پروتئین‌های گذرنده از غشاء به تنظیم جریان یون‌های کوچک و مولکول‌هایی ماند سدیم و گلوکز از طریق سلول‌ها کمک می‌کنند. انتقال چنین مولکول‌هایی از طریق فرآیند انتشار اتفاق می‌افتد. پروتئین‌های گذرنده از غشاء در اطراف غشای سلولی قرار دارند و اجازه ورود یون‌ها و مولکول‌های خاصی را می‌دهند. پروتئین‌های حلقوی به عنوان حامل با اتصال به مولکول‌ها و تسهیل انتقال به غشای سلولی عمل می‌کنند. با انتقال، این پروتئین‌ها خود را از مولکول‌ها جدا می‌کنند. ترانسفرین نمونه‌ای از این پروتئین‌هاست که آهن را در دستگاه ایمنی حمل می‌کند.

کاتالیزور بیوشیمیایی

آنزیم‌ها ماهیت پروتئینی دارند. آ‌ن‌ها به کاتالیز فرآیند‌های بیوشیمیایی مهم مختلف مانند گلیکولیز کمک می‌کنند. آن‌ها با این کار را با کاهش حداقل انرژی لازم برای انجام فرآیندی بیوشیمیایی انجام می‌دهند. هر آنزیم به تنها زیرلایه خاصی متصل می‌شود و سرعت تبدیل زیرلایه به محصولات دیگر را افزایش می‌دهد. این محصولات به آسانی توسط سلول‌های زنده برای حفظ رشد و نمو طبیعی بدن استفاده می‌شوند. برای مثال، آنزیم هگزوکیناز روی زیرلایه گلوکز عمل می‌کند تا محصولات خاصی را به وجود آورد.

هورمون‌ها

هورمون‌ها پروتئین‌هایی هستند که به عنوان پیام‌رسان‌های شیمیایی عمل می‌کنند. هورمون‌ها به گیرنده‌های خاص موجود در سطح هدف می‌چسبند. با انجام اتصال، آن‌ها منجر به ایجاد مجموعه‌ای از واکنش‌ها می‌شوند. این واکنش‌ها برای سلامت جسمی و ذهنی فرد ضروری هستند. گیاهان نیز هورمون دارند که هورمون‌های گیاهی نامیده می‌شوند. یکی از نمونه‌های هورمون‌های انسانی هورمون رشد است. همانطور که از نام آن مشخص است، هورمون رشد به رشد کلی بدن کمک می‌کند.

سربازان دستگاه ایمنی

دستگاه ایمنی به محافظت از بدن در مقابل عاومل بیماری‌زا کمک می‌کند. اکثر واکنش‌های ایمنی توسط واحد‌های پروتئینی انجام می‌شوند. برای مثال، پادتن‌ها توسط سلول‌های B دستگاه ایمنی تولید می‌شوند که برای آنتی ژن‌ها خاص هستند. این پادتن‌ها به از بین بردن و خنثی کردن عوامل بیماری‌زای مضر کمک می‌کنند. همچنین، سیستم کمپلمان دستگاه ایمنی ما نیز دارای تعدادی پروتئین کوچک است.

بافر

می‌دانیم که خون به عنوان واسطه در بدن انسان و حیوانات عمل می‌کند. خون مواد مغذی، هورمون‌ها، پادتن‌ها و مواد لازم دیگر برای اندام‌های بدن را فراهم می‌کند. ولی، برای انجام این کار به حفظ pH محیط نیاز دارد. این pH توسط پروتئین سیستم بافر به همراه بیکربنات و فسفات حفظ می‌شود. پروتئین‌ها حاوی گروه‌های آمینو و کربوکسیل هستند که آن‌ها را قادر می‌سازد تا یون‌های هیدورژن را بگیرند یا بدهند. از اینرو، هنگامی که خون زیاد اسیدی یا قلیایی می‌شود، آن‌ها یون هیدروژن می‌گیرند یا می‌دهند. این باعث حفظ pH طبیعی خون می‌شود.
ما سعی کردیم خلاصه‌ای از اهمیت پروتئین‌ها ارائه کنیم ولی، میلیون‌ها پروتئین در بدن ما وجود دارند. آن‌ها به طور متوالی کار می‌کنند تا زندگی ما را حفظ کنند. از اینرو، مصرف پروتئین‌های لازم در رژیم غذایی ضروری است. این کار به رشد و نمو طبیعی بدن هم از لحاظ جسمی و هم از لحاظ روانی کمک خواهد کرد. کمبود پروتئین‌ها می‌تواند منجر به بروز بیماری‌های مختلف شود.