A tejfehérjék szerkezete: globuláris és fibrilláris formák

A tej egyik legértékesebb tulajdonsága teljes értékű fehérje tartalma. Egy fehérje akkor teljes értékű vagy más néven komplett, ha mind a 9 esszenciális aminosavat tartalmazza. Ilyenek az állati eredetű élelmiszerek, a tejen kívül a tejtermékek, húsok, halak és a tojás. A tej és a belőle készült tejtermékek a jó minőségű fehérjetartalmukon kívül a legjobb kalciumforrások. A kalcium rendkívül fontos ásványi anyag, nélküle nincs élet, ugyanis minden sejtnek és szövetnek szüksége van rá.

Fehérje szerkezeti szintek

A fehérjemolekulák rendkívül összetett szerkezetek, melyek négy fő szinten írhatók le:

1. Elsődleges szerkezet

   A fehérjék elsődleges szerkezete az aminosavak kapcsolódási sorrendje. A valódi fehérjék nagy molekulasúlyú polipeptidek, amelyekben az aminosavak peptidkötéssel kapcsolódnak össze. A peptidkötések egy vízmolekula kilépésével jönnek létre az aminosavak karboxil- (-COOH) és aminocsoportja (-NH2) között. Annak ellenére, hogy közel kétszáz aminosavat azonosítottak, a fehérjék felépítésében csupán húsz-huszonkettő vesz részt.

   A természetben előforduló aminosavak a karboxil- és az aminocsoport egymáshoz való viszonyától függően lehetnek α, β, γ stb. helyzetűek. Az α helyzetű aminosavakban mindkét funkciós csoport ugyanahhoz a szénatomhoz kapcsolódik, a fehérjék kizárólag ilyen aminosavakból épülnek fel. A többi aminosav biológiai jelentőségét tekintve általában jelentéktelen. Élettani szempontból fontos, nem α helyzetű aminosav a β-alanin - ennek származékai a pantoténsav (B5-vitamin) és a koenzim-A -, a γ helyzetűek közül pedig a γ-aminovajsav (GABA), valamint a para-amino-benzoesav, amely a folsav előanyaga.

   

2. Másodlagos szerkezet

   A fehérjék másodlagos szerkezete az aminosavlánc térbeli elrendeződése. A polipeptidláncok szerkezete rendkívül szabályos, a peptidkötések és az oldalláncok távolsága állandó. Az egymás közelébe kerülő peptidkötések között hidrogénkötések jönnek létre, így alakul ki a fehérjék másodlagos szerkezete. A hosszabb oldalláncú aminosavak α-hélixbe, a rövidebb oldalláncúak pedig β-lemezbe rendeződnek.

   • Alfa-hélix: A polipeptidlánc jobbkezes spirálba csavarodik, melyet hidrogénkötések stabilizálnak a gerinc mentén.
   • Béta-lemez: A polipeptidlánc szakaszai egymás mellé rendeződnek, és hidrogénkötésekkel kapcsolódnak, lapos, redőzött szerkezetet alkotva. A béta-lemez méretének nincs határa.

3. Harmadlagos szerkezet

   A fehérjék harmadlagos szerkezetének a teljes polipeptidlánc konformációját, azaz a különböző másodlagos struktúrák egymáshoz való viszonyát nevezzük. A fehérjemolekulák harmadlagos szerkezetét az aminosav-egységek oldalláncai között létesülő első- és másodrendű kötések rögzítik. Az apoláris oldalláncok között diszperziós, a polárisak között dipólus-dipólus kölcsönhatás vagy hidrogénkötés jöhet létre. A savas és a bázikus oldalláncok ionkötéssel, egyes kéntartalmú aminosavak oldalláncai pedig kovalens kötéssel, ún. diszulfidhíddal kapcsolódhatnak egymáshoz.

   A legtöbb fehérje teljes szerkezetében az α-hélix, illetve a β-redő csak egyes szakaszokon alakul ki. A többi szakaszon egyedi struktúrák jönnek létre, ami azonban nem jelenti a teljes rendezetlenséget. A fehérje jellegzetes téralkatát a különféle szerkezetek (α-hélix, β-redő, egyedi struktúrák) térbeli elrendeződése, az egyes struktúrák egymáshoz való viszonya jelenti.

   

4. Negyedleges szerkezet

   Azoknak a fehérjéknek van negyedleges szerkezete is, amelyek több polipeptidláncból épülnek fel. Ezekben a polipeptidláncokat egy vagy több diszulfidhíd tartja össze. A fehérje negyedleges szerkezetét a különböző polipeptidláncok egymáshoz viszonyított helyzete, térbeli elrendeződése jelenti. A negyedleges szerkezetben összekapcsolódó molekularészleteket a fehérje alegységeinek nevezzük. A negyedleges szerkezet csak azokra a fehérjékre jellemző, amelyek több polipeptidláncból állnak.

Globuláris és fibrilláris fehérjék

A fehérjék térszerkezetük alapján végső soron két nagy csoportba sorolhatók: globuláris és fibrilláris fehérjék.

• Fibrilláris (fonalas, rostszerű) fehérjék

  A fibrilláris fehérjék szálas, rostos szerkezetűek, vízben nem oldódnak. Az ún. fibrilláris fehérjék teljes polipeptidlánca egyféle másodlagos struktúrát tartalmaz: például a haj keratinmolekulája végig α-hélix, a selymet alkotó fibroin pedig β-redő szerkezetű. A fibrilláris fehérjéket jellemzően végig α-hélixbe vagy β-lemezbe rendeződött polipeptidláncok építik fel. Szerkezeti anyagok, ilyen például a szaru anyagát adó keratin is, amely a szőrök, tollak, karmok stb. alkotója. A keratin α-hélix egységekből áll.

  A fibrilláris fehérjék csak és kizárólag az állati szervezetben fordulnak elő.

• Globuláris (gömbszerű) fehérjék

  A legtöbb fehérjében nem az a helyzet, hogy a polipeptidlánc teljes egészében egyféle másodlagos struktúrát tartalmazna. Ezeknek az ún. globuláris fehérjéknek a szerkezetét az oldalláncok közötti különféle kötéstípusok tartják fenn. Az α-hélixben és a β-redőben is kialakuló másodrendű kötéseken kívül az ionos oldallánc végek között kialakuló kötések, illetve a ciszteinmolekulák közötti kovalens kötések, a diszulfidhidak jelentős szerepet játszanak a globuláris fehérjék természetes lánckonformációjának stabilizálásában.

  A globuláris fehérjék vízben jól oldódó, gombolyagszerű molekulák. Molekuláikban α-hélix, β-lemez és szabálytalan szakaszok váltakoznak. A globuláris fehérjék molekulaméretüknél fogva kolloid oldatot képeznek. Vizes közegben a molekulák felszínére poláris, belsejébe pedig főképp apoláris oldalláncok kerülnek. Térszerkezetük bizonyos hatásokra, például a hőmérséklet vagy a kémhatás változására könnyen módosul.

  A globuláris fehérjék megtalálhatók mind az állati, mind a növényi szervezetben. Az aminosav-összetételük alapján a globuláris fehérjék jelentőségteljesebbek, fontosabbak a kutyák számára, de nem elhanyagolható a fibrilláris fehérjék fontossága sem a takarmányokban.

  

A tejfehérjék jelentősége és emészthetősége

A különböző módszerek mind alátámasztják, hogy a tejfehérje értékes és könnyen emészthető. A tejsavófehérje pedig a vázizomzat működéséhez szükséges egyik legjobb fehérjeforrás.

A fehérjék minőségének értékelésére több mérőszám is létezik:

• Biológiai érték (BV vagy BÉ): Megmutatja, hogy 100g fehérjét tartalmazó élelmiszer elfogyasztásakor hány %-ban hasznosul a bevitt fehérje a szervezetben.
• Fehérje emészthetőséggel korrigált aminosav pontszám (PDCAAS): Az értékek 0 és 1.00 közé esnek.
• Emészthető nélkülözhetetlen aminosav pontszám (DIAAS): Ez a legújabb mérőmódszer. Meghatározza a szervezet által abszorbeált aminosavak mennyiségét és emészthetőségét a vékonybélben. A PDCAAS pontokhoz képest a DIAAS módszerben már különbségek mutatkoznak meg, a savófehérje 1.09, a teljes tejfehérje-koncentrátum pontszáma 1.18.

Aminosavak a tejfehérjékben és azok szerepe

A fehérjék aminosavakat tartalmaznak, olyan szerves vegyületeket, amelyek elengedhetetlenek a szervezet sejtjeinek, szöveteinek, illetőleg a belső szerveknek a felépítéséhez és működéséhez. Ezek építik fel a test izomzatát, nagy szerepük van az izmok regenerálódásában is. Az immunrendszer megfelelő működésében is jelentőségteljes szerepe van, de még a bevitt táplálék tápanyagainak felszívódása is nagy mértékben függ az aminosavak meglététől, mennyiségétől, megfelelő arányától.

Esszenciális és nem esszenciális aminosavak

Megkülönböztetünk esszenciális és nem esszenciális aminosavakat. Az esszenciális aminosavak azok, amelyek nélkülözhetetlenek az élethez, és csak a takarmányokon keresztül képes hozzájutni a szervezetük. Ezzel szemben a nem esszenciális, azaz nélkülözhető aminosavakat a szervezet képes maga előállítani.

Van egy köztes csoport is, a feltételesen esszenciális aminosavak, amelyeket a szervezet csak más aminosavakból képes előállítani. Ezeket a feltételesen esszenciális aminosavakat csak abban az esetben szükséges pótolni, amennyiben nincs elegendő mennyiség a takarmányban azokból az aminosavakból, amelyekből a szervezet elő tudná állítani ezeket. A limitáló aminosav az, amelyik a legkisebb mennyiségben van jelen a takarmányban. Ezt azért fontos figyelembe venni, mivel a többi aminosav is csak ebben a mennyiségben képes felszívódni, hiába van belőle több a takarmányadagban.

A fehérjék 20 féle aminosavat tartalmaznak.

Az aminosavak funkciói és forrásai (kiemelve a tejfehérjék szerepét)

Az aminosavak egy részéből testfehérje szintetizálódik (képződik), míg a másik része lebomlik (dekarboxiláció, dezamináció és transzamináció során) és felhasználásra kerül a szénhidrát- és/vagy zsír-anyagforgalomban, energia (glükóz keletkezik) lesz belőle, illetve keletkeznek belőle a szervezet számára elengedhetetlen vegyületek, mint például hormonok is.

Esszenciális aminosavak:

• Arginin:
  • Szerepe: Részvétel a karbamid ciklusban, ammónia méregtelenítése, hormonok felszabadulásának stimulációja (gasztrin, glükagon, inzulin).
  • Fő argininforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Fenilalanin és Tirozin:
  • Szerepe: Sejtfejlődés, tirozin kináz enzim működése, DOPA előállítása (dopamin és noradrenalin hormonok), melanin pigment termelésében való részvétel, tiroxin és trijódtironin hormonok termelése, növekedés.
  • Fő fenilalanin források: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Hisztidin:
  • Szerepe: Hemoglobinban nagy mennyiségben jelen van, ezáltal az oxigéncserében fontos a szerepe, hisztamin és karnozin kialakulása.
  • Hisztidinforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Izoleucin, Leucin, Valin (elágazó láncú aminosavak - BCAA):
  • Szerepe: Izmok felépítése, izomlerakódás elősegítése, fehérjeszintézis.
  • Izoleucin, leucin és valinforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Lizin:
  • Szerepe: A fehérjék másodlagos szerkezetének felépítése, részt vesz a karnitin és kollagén termelésében, sejtek anyagcseréjének szabályozása, segíti a kalcium felszívódását.
  • Lizinforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek (gabonaféléknél csak kis mennyiségben). Általában limitáló aminosav a takarmányokban.
• Metionin és Cisztin:
  • Szerepe: Növekedés, tápanyagok feldolgozásának szabályozása, részt vesz a taurin termelésében.
  • Metioninforrások: Színhús, belsőségek, tojás (kisebb mennyiségben a tejfehérjében is jelen van). Általában limitáló aminosav a takarmányokban.
• Treonin:
  • Szerepe: Részt vesz az inzulin felszabadításában, fehérjefelépítő, szerepe van a sejthalálban és mértékének szabályozásában, segíti az emésztőrendszer megfelelő működését, csontok felépítése, segít a szív- és érrendszer megfelelő működésében.
  • Treoninforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Triptofán:
  • Szerepe: Lebomlásából NAD és NADP képződik, amelyeknek jelentős szerepe van a sejtek anyagcseréjében, a sérült DNS helyreállításában, az öregedési folyamatok normál mértékben tartásánál. Részt vesz a szerotonin és ezáltal a melatonin termelésében.
  • Triptofánforrások: Színhús, tejfehérje (kazein), tojás, hüvelyesek, gabonafélék. Általában limitáló aminosav a takarmányokban.

Nem esszenciális aminosavak:

• Alanin:
  • Szerepe: Triptofán és B6 vitamin bontása, immunrendszer fenntartása, részt vesz a takarmánnyal bevitt cukrok feldolgozásában, az alacsony vércukorszint ellen véd.
  • Alaninforrások: Színhús (kis mennyiségben tojás, tejfehérje).
• Aszparagin:
  • Szerepe: Ammónia bontása, agyban ingerületátvitel.
  • Aszparaginforrások: Színhús, tojás, hüvelyesek, gabonafélék.
• Aszparaginsav:
  • Szerepe: Idegrendszer megfelelő működésének elősegítése, részt vesz más aminosavak képződésében, részt vesz a hormontermelésben és a hormonfelszabadulásban.
  • Aszparaginsavforrások: Színhús, tejtermékek, tojás, melasz.
• Glutamin:
  • Szerepe: Elősegíti az emésztést, elősegíti az agy megfelelő működését, részt vesz az immunrendszer működésében.
  • Glutaminforrások: Színhús, tejtermékek, tojás, rizs, kukorica.
• Glutaminsav:
  • Szerepe: Részt vesz az agy idegsejtjeinek megfelelő működésében, gyomorsav szabályozás, vércukorszint szabályozás.
  • Glutaminsavforrások: Színhús, tejtermékek, tojás.
• Prolin:
  • Szerepe: Fehérjeszintézis, sebgyógyulás elősegítése, részt vesz a megfelelő immunválaszban.
  • Prolinforrások: Marhahús, tejtermékek, tojásfehérje, napraforgó, tengeri algák.
• Szerin:
  • Szerepe: Fehérjeszintézis, agyban ingerületátvitel...
  • Szerinforrások: ...

tags: #tejfeherje #globularis #vagy #fibrillaris