Proteine
Le proteine, sono copolimeri di elevata massa molecolare, i cui monomeri appartengono a una famiglia di composti, detti amminoacidi.
Sono costituenti fondamentali di tutte le cellule viventi; formano gli enzimi e altre sostanze indispensabili per la vita degli organismi.
Da alcuni decenni la chimica è in grado di determinarne la struttura e scinderle nei costituenti fondamentali.
Gli amminoacidí derivano il nome dalla presenza nella loro molecola di un gruppo acido -COOH e di un gruppo -NH2.
Ad esempio: H2N—CH2--COOH è l’ammínoacido più semplice e si chiama glicina
Gli amminoacidi, data la contemporanea presenza di un gruppo acido -COOH, donatore di protoni H+ e di un gruppo basico NH2, accettore di protoni H+, sono sostanze tipicamente anfotere. Infatti esse presentano un equilibrio tra due forme, basato sul trasferimento interno di un protone H+ dal gruppo carbossilico al gruppo ammínico. Il punto isolettrico é il pH al quale i due comportamenti acio e basico si equivalgono. In queste condizioni non si ha migrazione né verso l'anodo nè verso il catodo.
I diversi amminoacidí che costituiscono le proteine naturali sono complessivamente venti. Alcuni di essi sono definiti amminoacidi essenziali perché le cellule dell'uomo e di alcune specie animali non sono in grado di sintetizzarli; devono essere quindi assunti attraverso il cibo. Ecco sigle e nomi di questi composti:
Ala alanina Gly glicina Leu leucina Val valina Met metionina Gln glutammina Asn asparagina
His istidina Phe fenilalanina Thr treonina Ser serina Glu acido glutammico Asp acido aspartico
Arg arginina Lys lisina Trp triptofano Tyr tirosina Thr treonina He isoleucina Arg arginina
La formazione delle proteine a partire dagli amminoacidi consiste, schematicamente, nella reazione tra il gruppo NH2 di un amminoacido ed gruppo COOH di un altro amminoacido con eliminazione di una molecola d'acqua
la figura introduce il nome peptide attribuito al gruppo -CO-NH- . La reazione a catena tra i diversi amminoacidi dà luogo ad una struttura (primaria) che può essere assai complessa per via di eventuali ramificazioni. I legami tra le varie catene della sequenza può portare a forme diverse (elica, globulare ecc. ), che costituiscono la struttura secondaria della proteina, ad un ripiegamento della struttura per legami tra i vari rami della struttura secondaria. Tale ripiegamenti sono noti come struttura terziaria della proteina. Ulteriori aggregamenti delle proteine costituiscono la struttura quaternaria. Si verificano quando le unità risultanti dalla struttura terziaria agiscono come un insieme unico per esercitare una certa funzione nell'organismo vivente di cui fanno parte. Qui sotto é riportato un esempio assai schematico delle quattro strutture delle proteine.
la glicina é l'ammino-acido più semplice (due atomi di carbonio).
l'alanina é l'ammino-acido con tre atomi di carbonio Il carbonio centrale é legato a 4 gruppi diversi. E' asimmetrico e ciò comporta la deviazione del piano della luce polarizzata
Con un pH inferiore al punto isoelettrico prevale il segno + e si ha la migrazione verso il catodo.
Con un pH superiore al punto isoelettrico prevale il segno - e si ha la migrazione verso l'anodo .