ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΝΩΣΕΙΣ: ΒΙΟΠΟΛΥΜΕΡΗ: ΟΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ 3Δ. Η ταξινόμηση των πρωτεϊνών σε απλές και σύνθετες πρωτεϊνες. Οι σύνθετες πρωτεϊνες. Οι Λιποπρωτεϊνες .

Δήμητρα Σπανού, Χημικός, καθηγήτρια Β/θμιας Εκπαίδευσης με οργανική θέση στο 1ο Γυμνάσιο Δάφνης

 

 

υπό κατασκευή

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

ΑΠΛΕΣ ΚΑΙ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΠΡΩΤΕΊΝΕΣ

Διακρίνουμε τις πρωτεϊνες στις απλές όταν αποτελούνται μόνο από μια σειρά αμινοξέων και στις σύνθετες πρωτεϊνες.

Οι απλές πρωτεϊνες διακρίνονται σε αλβουμίνες, σφαιρίνες, πρωταμίνες, ιστόνες, προλαμίνες, γλουτλίνες πρωτεϊνοειδή

 Οι σύνθετες πρωτεϊνες είναι σφαιρικές πρωτεϊνες*  που έχουν συνδεδεμένο και ένα μη πρωτεϊνικό τμήμα το οποίο αποτελεί την προσθετική τους ομάδα.

Ανάλογα με το μη πρωτεϊνικό μέρος που συνδέεται με την πρωτεϊνη, οι σύνθετες πρωτεϊνες διακρίνονται σε:

Χρωμοπρωτεϊνες , Γλυκοπρωτεϊνες  , Νουκλεοπρωτεϊνες , Λιποπρωτεϊνες , Φωσφοπρωτεϊνες, Μεταλλοπρωτεϊνες 

ΟΙ ΣΥΝΘΕΤΕΣ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

 Οι σύνθετες πρωτεϊνες είναι σφαιρικές πρωτεϊνες*  που έχουν συνδεδεμένο και ένα μη πρωτεϊνικό τμήμα το οποίο αποτελεί την προσθετική τους ομάδα.

Ανάλογα με το μη πρωτεϊνικό μέρος που συνδέεται με την πρωτεϊνη, οι σύνθετες πρωτεϊνες διακρίνονται σε:

Χρωμοπρωτεϊνες όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι μια έγχρωμη ομάδα,  Γλυκοπρωτεϊνες  όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι υδατάνθρακες, Νουκλεοπρωτεϊνες όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι νουκλεϊκά οξέα, Λιποπρωτεϊνες όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι λιπίδια, Φωσφοπρωτεϊνες όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι ένα υπόλειμμα φωσφορικού οξέος, Μεταλλοπρωτεϊνες όταν το μη πρωτείνικό τμήμα είναι σύνθετο δεσμευμένο μέταλλο

 

ΟΙ ΛΙΠΟΠΡΩΤΕΪΝΕΣ

Είναι κατηγορία σύνθετων πρωτεϊνών στις οποίες η προσθετική ομάδα είναι ένα λιπίδιο το λιπίδια μπορεί να είναι λίπαρά οξέα και εστέρες (τριγλυκερίδια, φωσφολιπίδια κ.α.) χοληστερόλη.

Οι λιποπρωτεϊνες διακρίνονται σε ελεύθερες υδατοδιαλυτές (στο γάλα, στο πλάσμα του αίματος κ.α.) και δομικές αδιάλυτες (στις κυτταρικές μεμβράνες, η μυελίνη στις νευρικές ίνες, χλωροπλάστες φυτών κ.α.)

Οι ελεύθερες λιποπρωτεϊνες

ΟΙ ελεύθερες λιποπρωτεϊνες παίζουν σημαντικό ρόλο σαν μεταφορείς λιπιδίων

Όλα τα λιπίδια είναι υδρόφοβα και αδιάλυτα στο αίμα. Γι αυτό για την μεταφορά τους απαιτείται η σύνδεσή τους με πρωτεϊνες και η δημιουργία λιποπρωτεϊνών

Οι λιποπρωτεϊνες έχουν έναν υδρόφοβο πυρήνα μη πολικών λιπιδίων, που περιβάλλεται από μια υδρόφιλη μεμβράνη από φωσφολιπίδια, αποπρωτεϊνες και ελεύθερη χοληστερόλη. 

Οι λιποπρωτεϊνες του πλάσματος, ταξινομούνται σε κατηγορίες ανάλογα με την πυκνότητά τους που σχετίζεται με την αναλογία των λιπιδίων

 

ΔΙΑΚΡΙΣΗ ΛΙΠΟΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΛΟΓΩ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΛΙΠΙΔΙΑ ΚΑΙ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ ΤΟΥΣ

Σαν παράδειγμα παίρνουμε τις λιποπρωτεϊνες του αίματος

Σχετικά μεταφέρω από το 6ο μέρος του άρθρου 

"Η σημασία των Βιομορίων στην λειτουργία του Ανθρώπινου Οργανισμού. Μέρος Έκτο. Η χοληστερόλη και ο ρόλος της στον ανθρώπινο οργανισμό"

τό απόσπασμα

 

Ο σημαντικός της ρόλος είναι η συμμετοχή της στην δημιουργία λιποπρωτεινών όπου λιπίδια όπως η χοληστερόλη, τα τριγλυκερίδια και τα φωσφολιπίδια ενώνεται με πρωτείνες - μεταφορείς για να μπορέσουν έτσι να κινηθούν μέσα σε ένα υδατικό διάλυμα όπως είναι το αίμα, σχηματίζοντας έτσι  πολυπλοκότερες ουσίες όπως οι λιποπρωτείνες. 
 
Στις λιποπρωτείνες το ποσοστό της χοληστερόλης δεν είναι παντού το ίδιο. 
Η χοληστερόλη μαζύ με τις υπόλοιπες στερόλες και τα πολικά λιπίδια φτάνουν μικρό  ποσοστό μικρότερο του 5% του συνολικού των λιπιδίων 
 όπου κατά τα αρχικά στάδια του μεταβολισμού υπερισχύουν τα τριγλυκερίδια. Στην συνέχεια το ποσοστό αυξάνει 
 
Στην συνέχεια όμως και ενώ τα τριγλυκεριδια μεταφέρονται όπου χρειάζονται, οι λιποπρωτείνες αλλάζουν και  η περικτκότητα των λιποπρωτεινών σε χοληστερόλη αυξάνει

 

έτσι διακρίνουμε,

στο αρχικό στάδιο 

τα  Χυλομικρά (διαστάσεων 75-1200nm) εντοπίζονται στα εντερικά κύτταρα και το λιπιδικό τμήμα τους περιέχει λίγη χοληστερόλη και πολλά τριγλυκερίδια  που συνδέονται με την πρωτεϊνη Β-48  και εισέρχονται στο αίμα όπου συνδέονται με δύο ακόμα πρωτεϊνες τις C και Ε και μεταφέρονται και απελευθερώνονται στον λιπώδη ιστό. Εκεί αποθέτουν λιπίδια,   και  ότι περισσεύει μεταφέρεται στην συνέχεια στο ήπαρ και είναι

οι Πολύ Χαμηλής Πυκνότητας Λιποπρωτείνες (VLDL), very low density lipoproteins) (διαστάσεων 30-80nm) εντοπίζονται στο ήπαρ  όπου στην συνέχεια, στα κύτταρα του ήπατος, από τα χυλομικρά ελευθερώνονται επιπλέον τριγλυκερίδια τα οποία μεταφέρονται στους ιστούς, ενώ η σχετική περιεκτικότητα  σε χοληστερόλη αυξάνεται, ενώ η διάμετρος των χυλομικρών μειώνεται . Η  πρωτεϊνη C απομακρύνεται, η Ε παραμένει και  σαν 

εν τω μεταξύ,

Οι εστέρες (IDL intermediate-density). είναι ενδιάμεση μορφή και αναφέρονται και σαν κατάλοιπα των VLDL.  Η περιεκτικότητά τους σε χοληστερόλη είναι σχετκά αυξημένη, και ένα μέρος της εισέρχεται στα κύτταρα του ήπατος που έχουν τους κατάλληλους υποδοχείς αναγνώρισης εδικών πρωτεινών τους. 
 Το υπόλοιπο μετατρέπεται σε λιποπρωτείνες LDL  μετά την  υδρόλυση των λιπών
 
Χαμηλής πυκνότητας Λιποπρωτείνες LDL, low degrity lipoproteins) διαστάσεων 18-26nm εντοπίζονται στο αίμα των περιφεριακών ιστών, στο οπόιο μεταφέρεται από το ήπαρ  τα τριγλυκερίδια υδρολύονται, η σχετική περιεκτικότητα της χοληστερόλης αυξάνεται, οι πρωτεϊνες C2 και Ε επιστρέφουν στην HDL, η διάμετρος μειώνεται και απορροφάται από τα ηπατικά κύτταρα. 
Εν τω μεταξύ σε διάφορες περιπτώσεις παρεμβαίνει
 η Υψηλής πυκνότητας Λιπορωτεϊνη HDL (8-11nm) η οποία συντίθεται στο ήπαρ, ακολουθεί αντίστροφη πορεία και εξασφαλίζει την μεταφορά της  χοληστερόλης στο ήπαρ από τους εξωηπατικούς χώρους στο ήπαρ
 

 

Πως γίνεται η διάσπαση λιποπρωτεϊνών, αποδέσμευση λιπαρών

Ακόμα διάκριση γίνεται μεταξύ των πρωτεϊνών λόγω της  περιεκτικότητας σε λιπίδια και λόγω της πολικότητας των λιπιδίων.

Οι λιποπρωτεϊνες του πλάσματος περιέχουν πολικά και μη πολικά λιπίδια σε διαφορετικές αναλογίες

Η σύνδεση μεταξύ πρωτεϊνών και λιπιδίων, πραγματοποιείται μέσω υδρόφοβων και ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων και είναι καθοριστικής βιολογικής  σημασίας γιατί καθορίζει την δυνατότητα ελεύθερης ανταλλαγής λιπιδίων. Ότι απομένει μετά την απελευθέρωση του λιπιδίου ονομάζεται αποπρωτεϊνηα

 και  ότι περισσεύει μεταφέρεται στην συνέχεια στο ήπαρ.
 
 
Η δράση της λιποπρωτεϊνικής λιπάσης
Στο εσωτερικό των τριχοειδών αγγείων των σκελετικών μυών και του λιπωδους ιστού, βρίσκεται προσδεμένο το ένζυμο λιποπρωτεινική λιπάση
  προορισμένο να υδρολύει τα τριγλυκερίδια των λιποπρωτεϊνών που είναι πλούσιες σε λιπίδια όπως τα χυλομικρά και πετυχαίνει την την απελευθέρωση λιπαρών οξέων που είναι δεσμευμένα σε πρωτείνες . Τα λιπίδια αυτά που αποδεσμεύονται, προορίζονται για αποθήκευση ή γιακαύση στα κύτταρα και τα χυλομικρά μετατρέπονται σε LDL και LDL. 
Επίδραση της ηπατικής λιπάσης (LIPC ) 
που παράγεται στο ήπαρ και ελευθερώνεται στο αίμα. Συνδέεται με το τοίχωμα του αγγείου στο ήπαρ και διασπά τα λιπίδια των λιποπρωτεϊνών LDL 

Σαν αποτέλεσμα παράγονται λιποπρωτεϊνες χαμηλής πυκνότητας LDL που απορροφώνται από το ήπαρ

Κατά αντίστοιχο τρόπο καταβολίζονται από την λιποπρωτεινική λιπάση και μετατρέπονται σε εστέρες των λιποπρωτεινών IDL.

 

Οι δομικές αδιάλυτες λιποπρωτεϊνες

Οι αδιάλυτες λιποπρωτεϊνες αποτελούν δομικά στοιχεία κυτταρικών μεμβρανών