Proteiner, tidigare oftaäggviteämnen, ärorganiskaämnen med relativt hög molekylvikt. Tillsammans medkolhydrater,lipider ochnukleinsyror utgör proteinerna huvudbeståndsdelen i alltlevande.Kemiskt består proteinerna av långa kedjor avaminosyror ihopbundna genompeptidbindningar. Om kedjan består av färre än 50aminosyror använder man oftast benämningenpeptid eller peptidkedja istället för protein. Det finns exempel på proteiner med upp till 27 000 aminosyror. Proteiner och deras beståndsdelar studeras i den del avbiokemin som kallas proteinkemi.
De flesta proteiner innehåller även andra beståndsdelar än aminosyresekvenser. De flesta är mer eller mindreglykosylerade, det vill säga de har genomgått en (av flera typer av)posttranslationell modifiering där längre eller kortare kedjor avkolhydrat bunditkovalent till proteinet. Dessa kallas förglykoproteiner. En grupp proteiner som innehåller mycket stora mängder kolhydrat ärproteoglykaner.
Proteiner kan även binda andra typer av molekyler till sig, som behövs för att proteinet ska kunna utföra sin uppgift. I de fall då proteinet även innehåller delar som inte är protein, till exempel ihemoglobin som även innehåller enorganisk molekyl kalladhemgrupp, benämnes den egentliga proteindelenapoprotein. Andra proteiner kan binda väsentliga beståndsdelar mer eller mindre löst till sig, och kallas dåkonjugerade proteiner. De benämns i allmänhet efter vad proteinet bundit, till exempelmetalloproteiner,fosfoproteiner ochlipoproteiner.
Proteinernas betydelse för de levande organismerna beror framförallt på deras komplexa och varierande tredimensionella form och därmed varierande funktion. Proteiner förekommer i praktiskt taget allacellens olika maskinerier och processer.
Proteiner ärmakromolekyler bestående avaminosyror i långa kedjor. Den ena aminosyransamingrupp binds till den andraskarboxylgrupp med enpeptidbindning. Två hopbundna aminosyror kallas fördipeptid. Tre stycken heter tripeptid och en kedja med upp till 50 aminosyror brukar kallaspolypeptid, medan längre kallas proteiner eller polypeptid. Gränsen på 50 aminosyror är tämligen godtycklig och kommer sig av attinsulin, som brukar betraktas som det minsta proteinet, består av 51 aminosyror.
Det finns hundratals olika aminosyror, men endast 20 stycken förekommer i de levande cellernas proteiner. Detta hänger samman med att proteinernas struktur bestäms av sekvenser avDNA som enligt dengenetiska koden anger vilkaaminosyror som ska användas vid tillverkningen av proteinerna.mRNA transporteras ut i ribosomerna som sitter påendoplasmatiska nätverket (som står i förbindelse med cellkärnans membran), därtranslationen frånRNA till protein sker. Proteinet finns efter translationen lokaliserat i den geléaktiga cytosolen.
Att proteiner kan ha så många varierande funktioner beror på deras komplexa och varierande form.De flesta proteiner är mer eller mindre runda och kallas globulära medan andra, till exempel hudens och skelettetskollagen, är fibrösa och bildar långa fibrer.
Strukturen beskrivs ofta i fyra nivåer[1], där strukturer på lägre nivå ingår som byggstenar i strukturer på högre nivå:
Primärstruktur (den ordning aminosyrorna kommer i)
Tertiärstruktur (ett helt protein, som kan innehålla flera olika domäner av samma protein som är geometriskt åtskiljda med olika uppgifter)
Kvartärstruktur (två eller flera protein som sitter ihop)
Vissa proteiner innehåller även andra beståndsdelar än aminosyresekvenser. Dessa proteiner kallaskonjugerande proteiner och indelas vanligen efter typen av annan beståndsdel, till exempel metall-, fosfo-, glyko-, nukleo- och lipoproteiner.
Proteinerna har en mängd viktiga och nödvändiga funktioner och grupperas ofta efter dessa. Proteinethemoglobin finns i alla våra röda blodkroppar och inuti hemoglobinet sitter järn. Järn kan binda sig med syre vilket gör att vi kan transportera runt syret i våra kroppar.
Den mest välkända rollen hos proteiner i celler är somenzymer, vilkakatalyserar kemiska reaktioner. Enzymer är vanligtvis väldigt specialiserade och skyndar endast på en eller ett fåtal kemiska reaktioner. Enzymer startar de flesta av reaktionerna involverade i exempelvismetabolism och även vad gällerDNA-processer somreplikation,reparation ochtranskription. Vissa enzymer agerar på andra protein genom att lägga till, eller ta bort, kemiska grupper i en process som kallasposttranslationell modifiering. Cirka 4 000 reaktioner vet man med säkerhet katalyseras genom enzymer.[2] Den accelerationsgrad som enzymerna katalyserar är ofta enorm - upp till 1017-faldigt den okatalyserade reaktionen hosorotat dekarboxylas (78 miljoner år utan enzymet, 18 millisekunder med enzymet).[3]
De molekyler som binder till den aktiva ytan i ett enzym kallassubstrat. Även om enzym kan bestå av hundratalsaminosyror, så är det bara en liten del av dessa som är i kontakt med substratet och en ännu mindre del - genomsnittligen 3-4 aminosyror - som är direkt involverade i katalyseringen.[4]
Mångahormoner och andra signalmolekyler såsom inflammatoriskacytokiner är proteiner. Andra exempel är de proteiner som reglerar översättningen av DNA-sekvenser tillRNA-sekvenser vid tillverkningen av proteiner i den så kalladeproteinsyntesen.
Det finns proteiner som kan lagra ämnen och frigöra dem vid behov. Till exempelmyoglobin som lagrarsyre imuskelceller ochgluten som lagrar kväve i vetekornet.
En del proteiner kan transportera ämnen; uppta ämne på en plats, förflytta sig och frigöra ämnet. Iblod finnshemoglobin som transporterarsyre, och många andra ämnen som antingen är förhydrofobiska för att kunna färdas lösta i blodet eller, liksom syret, för farligt att ha löst om det inte var bundet till något. Exempel äralbumin som transporterar fettsyror ochprealbumin som transporterartyroxin(T4) ochtrijodtyronin (T3).Det finns flera typer av transportprotein som har olika strukturer. Den vanligaste formen som membrantransportprotein har är a-helix, som enskilda eller flera stycken som skapar porer i membranet. Flera b-sheets kan dessutom skapa så kallade b-barrels genom membran. Transportprotein som sitter i E.R. kallas "porin".
Ett motorprotein är ett protein som kan röra sig över en yta. Motorproteinetmyosin bygger tillsammans medaktin upp våramuskler och gör att dessa kan dras samman.Dynein förflyttar kromosomerna under celldelningen och flyttar också cellens organeller. Dynein finns även i cellenscilier ochflageller och gör att dessa kan röra på sig. Det är därmed avgörande för exempelvisspermiernas rörlighet.
Eftersom proteiner är kroppens byggstenar är det viktigt att man får i sig en mängd varje dag. Enligt Livsmedelsverket[5] bör 10-20 % av dagsbehovet av kalorier komma från protein, däremot bör proteinintaget per dag ligga på 1,5-2 g per kilo/kroppsvikt. Livsmedel baserade på kött, mjölk och ägg står i dag för en betydade del av proteinintaget. Det finns dock inga hinder att uppnå ett fullgott proteinintag även med en helt vegetabilisk (vegansk) kost.[6][7] Exempel på vegetariska livsmedel med hög proteinhalt är baljväxter, spannmålsprodukter, nötter och fröer.[7]
Ett fullvärdigt protein innehåller alla essentiella aminosyror i tillräckligt stor mängd.[7] Behovet av olika aminosyror varierar med ålder, där till exempel spädbarn har högre krav på proteinkvalitet än vad som gäller för fullvuxna.[8] Exempel på animaliska källor är kött, mjölk, ägg, och exempel på vegetabiliska källor är sojabönor, bovete, quinoa. Det är dock inte nödvändigt att äta livsmedel som i sig själv innehåller alla essentiella aminosyror. Helt vegetabilisk kost kan även den, vid rätt sammansättning, ge tillräckligt av alla essentiella aminosyror eftersom livsmedel med olika aminosyror kompletterar varandra.[7] Det är inte nödvändigt att äta kompletterande proteinkällor vid en och samma måltid.[7]
Protein är kroppens grundsten för att kunna bygga muskler, vilket gör proteinrik mat eftertraktat bland fysiskt aktiva och professionella idrottare. Behovet för idrottare kan variera mellan 1,2 och 2,0 gram av fullvärdigt protein per kg kroppsvikt beroende på typ av idrott.[9]
