Deci, numarul proteinelor care se observa in natura este extrem de mare.
Pe baza de solubilitate se disting doua clase de proteine : proteine insolubile si solubile. Cele dintai, numite proteine fibroase, se gasesc in organismul animal in stare solida si confera tesuturilor rezistenta mecanica( proteine de schelet) sau protectie impotriva agentilor exteriori. De exemplu, keratina din par, unghii, copite, epiderma, colagenul din piele, oase si tendoane,miosina din muschi si fibroina din matase. In vegetale nu se gasesc proteine fibroase; functiunea lor este indeplinita in plante de celuloza. Proteinele fibroase se dizolva numai in acizi si baze concentrate, la cald, dar aceasta dizolvare este insotita de o degradare a macromoleculelor; din solutiile obtinute nu se mai regenereaza proteina initiala.
Proteinele solubile sau globulare apar in celule in stare dizolvata sau sub forma de geluri hidratate. Albuminele sunt solubile in apa si in solutii diluate de electroliti (acizi, baze, saruri); globulinele sunt solubile numai in solutii de electroliti. Din categoria aceasta fac parte toate proteinele cu proprietati fiziologice specifice : poteinele din serul sanguin, enzimele, hormonii proteici, anticorpii si toxinele.
O categorie importanta sunt proteidele sau proteinele conjugate, combinatii ale unei proteine cu o componenta neproteica.
IZOLARE SI PURIFICARE
Proteinele insolubile pot fi usor separate de compusii care le insotesc in organismele animale, grasimi, hidrati de carbon sau proteine solubile, asa ca izolarea lor nu prezinta dificultati. Din cauza insolubilitatii lor, nu pot fi purificate prin dizolvare.
Proteinele solubile sufera usor la incalzire, sau sub actiunea acizilor, a bazelor, a dizolvantilor organici si a altor compusi chimici, o transformare numita denaturare, prin care se pierde activitatea biologica specifica.
Proteina se extrage din materialele biologice in care se gaseste cu o solutie salina, mai rar cu dizolvanti organici ca glicerina sau acetona, diluate cu apa. Solutiile acestea cintin si substante neproteice; indepartarea acestora se face cu ajutorul dializei prin membrane permeabile pt aceste substante dar impermeabile pt proteine. Proteinele insolubile in apa distilata se precipita la sfarsitul dializei. Indepartarea ionilor straini poate fi accelerata prin suprapunerea unei electrolize, intr-un dispozitiv special (electrodializa).
Metoda obisnuita pt obtinerea proteinelor din solutiile purificate prin dializa consta in precipitare cu saruri neutre, sulfat de amoniu sau sulfat de sodiu, in stare solida sau in solutie saturata. Dupa un alt procedeu, precipitarea proteinei se face cu etanol.
COMPOZITIA PROTEINELOR
Toate proteinele contin elementele: C, H, O, N SI S; in unele proteine se mai gasesc, in cantitati mici: P, FE, Cu, I, Cl, si Br. Continutul procentual al elementelor principale este de: C 50-52 %, H 6,8-7,7 %, S 0,5-2 %, N 15-18 %.
Prin hidroliza, proteinele se transforma in amino-acizi. Hidroliza proteinelor se poate efectua cu acizi, cu baze sau cu enzime. Hidroliza acida se face prin fierbere indelungata (12-48 ore) cu acid clorhidric de 20% sau mai bine cu acid formic continand HCl (2 ore). Hidroliza cu hidroxizi alcalini sau cu hidroxid de bariu are loc intr-un timp mai scurt. Prin hidroliza se obtine un amestec care poate sa contina circa 20 L-amino-acizi. Se formeaza si amoniac prin hidroliza grupelor CONH2 ale asparaginei si glutaminei.
STRUCTURILE PROTEINELOR NATURALE
Se disting patru grade structurale sau niveluri de organizare dupa complexitatea lor. Acestea au fost numite structuri primare, secundare, tertiare si cuaternare.
Structura primara a unei proteine este determinata prin numarul si succesiunea specifica a amino-acizilor din catena polipeptidica. Structura secundara a unei proteine este determinata de aranjarea in spatiu a catenei polipeptidice si de legaturile care se stabilesc intre catene. Cercetarile in domeniu au sugerat ca macromolecula peptidica nu are forma extinsa, ci adopta o forma rasucita sau incretita. Structurile tertiare : structurile secundare sunt determinate de legaturile de hidrogen dintre grupele CO si NH ale catenelor polipeptidice. Intr-o elice L foarte lunga , se pot stabili legaturi slabe, dar numeroase , si intre grupele R proeminente spre exterior , ale amino-acizilor. Sunt folosite 4 feluri de legaturi intre grupe R apartinand aceleiasi catene polipeptidice prin care se poate realiza o structura tertiara. La adoptarea si mentinerea unei anumite conformatii tertiare contribuie uneori ioni metalici sau, in proteide, grupele prostetice.
Un model de structura tertiara este aceea a mioglobinei; iar un model de structura secundara este acela al keratinei.
