Baltymų klasifikacija

Universalios baltymų klasifikacijos nėra. Baltymai gali būti klasifikuojami, atsižvelgiant į tirpumą, molekulinę formą, biologines funkcijas ir kt. požymius. Remiantis baltymų tirpumu vandenyje, vadinamuose druskų tirpaluose, praskiestame ar absoliučiame etanolyje, baltymai skirstomi į albuminus, globulinus, prolaminus, histonus ir skleroproteinus. Globulinai dar skirstomi į lengvai tirpstančius pseudoglobulinus ir netirpstančius vandenyje euglobulinus. Atsižvelgiant į molekulės formą, baltymai skirstomi į globulinius ir fibrilinius. Globulinių baltymų ilgio ir pločio santykis yra mažesnis daugiau nei 10 kartų, (dažniausiai jis ne didesnis kaip 3–4 kartai). Fibrilinių baltymų šis santykis didesnis daugiau nei 10 kartų.

Globuliniams baltymams būdingas kompaktinis polipeptidinių grandinių išsidėstymas, susidaro panaši į rutulį (globulę) forma. Globuliniai baltymai yra insulinas, kraujo plazmos baltymai, pernašos baltymai, fermentai, tam tikri struktūriniai baltymai ir kt.

Fibriliniai baltymai sudaryti iš polipeptidinių grandinių, kurios susuktos viena ant kitos ir sujungtos tarpusavyje skersiniais kovalentiniais ir vandeniliniais ryšiais. Fibriliniai baltymai yra kolagenas, keratinas, miozinas, fibrinogenas ir kt.

Remiantis atliekamomis biologinėmis funkcijomis, baltymai gali būti skirstomi į struktūrinius, katalizinius, pernašos, reguliacinius, apsauginius ir kt. Remiantis hidrolizės produktais, baltymai skirstomi į paprastuosius (proteinus) ir sudėtinguosius (proteidus).

Baltymai, kurie sudaryti tik iš aminorūgščių, vadinami paprastaisiais baltymais. Sudėtingieji baltymai yra paprastųjų ir tam tikrų nebaltyminių medžiagų junginiai. Jų nebaltyminė dalis vadinama prostetine grupe. Ja gali būti nukleorūgštys, angliavandeniai, lipidai, fosfato rūgštys, metalo jonai, hemas, flavinai ir kt. Baltymų skirstymas į paprastuosius ir sudėtinguosius yra santykinis.

Baltymai gali būti klasifikuojami, atsižvelgiant į funkcijas:

– Fermentai – specifiniai baltymai, greitinantys chemines reakcijas, vykstančias organizme. Fermentai dėka cheminės reakcijos pagreitėja tūkstančius kartų (žr. Fermentai).

– Reguliaciniai baltymai – jiems priklauso baltyminiai hormonai. Tai – baltymai, kurie prisijungę prie kito baltymo arba kitų ląstelės struktūrų, reguliuoja jų funkciją. Jiems priklauso ir DNR prijungiantys baltymai. Jie, jungdamiesi prie DNR specifinių vietų, gali reguliuoti genetinės informacijos greitį.

– Receptoriniai baltymai. Signalinės molekulės (hormonai, neuromediatoriai) veikia viduląstelinius procesus, sąveikaudami su specifiniais baltymais – receptoriais.

– Pernašos baltymai. Daugelis kraujo baltymų dalyvauja pernešant specifinius ligandus nuo vieno organo prie kito. Dažniausiai drauge su baltymais pernešamos blogai vandenyje tirpstančios molekulės. Taigi kraujo plazmos baltymai albuminai perneša bilirubiną, o eritrocitų hemoglobinas perneša deguonį. Pernašos baltymai dalyvauja, pernešant hidrofilines medžiagas pro ląstelių membranas. Taip į ląsteles patenka gliukozė, aminorūgštys, jonai ir kitos molekulės.

– Struktūriniai baltymai. Baltymai, tam tikra tvarka išsidėstę audiniuose, suteikia jiems formą, sudaro atramą, apibrėžia tam tikro audinio mechanines savybes. Sausgyslių ir kremzlių komponentas yra fibrilinis baltymas kolagenas, pasižymintis dideliu atsparumu. Kitas struktūrinis baltymas elastinas tam tikriems audiniams suteikia plastiškumo.

– Gynybiniai (apsauginiai) baltymai. Tam tikri baltymai, pvz., imunoglobulinai, gali atpažinti ir prijungti svetimas molekules, virusus, bakterijas ir juos neutralizuoti. Saugos funkcijomis pasižymi ir kraujo krešumo sistemos baltymai, pvz., fibrinogenas, trombinas.

– Sutraukiamieji (kontraktiliniai) baltymai pasižymi tuo, kad sugeba susitraukti ir atsipalaiduoti. Ląstelės dalijimosi metu reguliuoja chromatino pasiskirstymą. Tokiems baltymams pirmiausia priklauso miozinas ir aktinas, kurie garantuoja griaučių raumenų darbą. Tubulinas, iš kurio sudarytos ląstelių organelės ir mikrovamzdeliai, svarbūs ląstelės judėjimui.

Baltymų konformacija (angl. protein conformation)

Tai – tiksli trimatė baltymo forma, nustatyta, atsižvelgiant į erdvinį atomų išsidėstymą molekulėje. Baltymo konformacija dažniausiai nustatoma rentgenostruktūrinės analizės metodu. Nežymūs baltymų konformacijos pokyčiai gali labai pakeisti jų aktyvumą.

Baltyminio maitinimo (mitybos) visavertiškumas

Evoliucijos metu žmogus prarado galimybes sintetinti beveik pusę iš 20 α-aminorūgščių, įeinančių į baltymo struktūrą. Šios α-aminorūgštys vadinamos nepakeičiamosiomis. Joms priklauso: fenilalaninas, metioninas, treoninas, triptofanas, valinas, lizinas, leucinas, izoleucinas. Dviejų aminorūgščių (arginino ir histidino) suaugusio žmogaus organizme susidaro pakankamas kiekis. Vaikų normaliam vystymuisi reikia papildomo jų kiekio. Jos vadinamos iš dalies pakeičiamosiomis. Dvi aminorūgštys (tirozinas ir cisteinas) yra sąlygiškai pakeičiamosios. Tirozinas sintetinamas iš fenilalanino, o cisteinui susidaryti reikia metionino sieros atomų. Likusios aminorūgštys yra pakeičiamosios, nes lengvai sintetinamos organizme (glicinas, asparagino rūgštis, asparaginas, glutamo rūgštis, glutaminas, serinas, prolinas, valinas). Trūkstant bent vienos nepakeičiamosios aminorūgšties, yra neigiama azoto pusiausvyra, sutrinka vystymasis, pažeidžiama nervų sistemos funkcija. Pagrindinis baltymų šaltinis yra maisto baltymai, kurių daugiausiai yra gyvulinės kilmės maisto produktuose. Jeigu baltymuose yra visų nepakeičiamųjų aminorūgščių tinkamas santykis ir jos lengvai veikiamos proteazių, tai biologinė tokių baltymų vertė atitinka 100 – jie yra visaverčiai. Tokiems baltymams priklauso kiaušinio, pieno baltymai. Jautienos biologinė vertė – 48 proc. Augaliniai baltymai savo biologine verte nusileidžia gyvuliniams, nes sunkiau virškinami – mažiau turi lizino, metionino ir triptofano. Tačiau vartojant augalinių baltymų derinius, galima sudaryti tinkamą aminorūgščių mišinį. Pavyzdžiui, kukurūzų baltymuose (biologinė vertė – 36 proc.) yra mažai lizino, bet pakankamai triptofano, o pupų baltymuose yra daug lizino, bet mažai triptofano. Kukurūzų ir pupų mišinys garantuoja visavertį baltymų kiekį. Azoto pusiausvyrai palaikyti pakaktų 30–50 proc. baltymų per parą. Tačiau toks jų kiekis negarantuotų žmogaus darbingumo ir sveikatos.

Baltymų mitybos normos priklauso nuo žmogaus amžiaus, darbo pobūdžio, klimato ir t. t. Vidutiniškai fiziologinė norma yra 100–120 g per parą. Sunkiai dirbančiam žmogui reikia 130–150 g, o vaikui iki 12 metų – 50–70 g baltymų per parą.

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė