మనం రోజువారీ తీసుకునే ఆహార పదార్థాల్లో ప్రోటీన్లు ఒకటి. వీటినే మాంసకృత్తులు అనికూడా అంటారు. పెరిగే పిల్లలకు ప్రోటీన్లు ఎంతో అవసరం. కార్బొహైడ్రేట్ల కంటే ప్రోటీన్ల నుంచి ఎక్కువ శక్తి విడుదలవుతుంది. ఇవి జంతు కణజాల నిర్మాణం, జీవ రసాయన చర్యల్లో ఉత్ప్రేరకాలుగా వ్యవహరిస్తాయి. జీవ ప్రక్రియలను నియంత్రించడంలో సమర్థ పాత్ర వహిస్తాయి. ప్రోటీన్లు ఎలా ఏర్పడతాయి, వాటిలోని రకాలు, అనువర్తనాల గురించి తెలుసుకుందాం.
*ప్రోటీన్లను బయో పాలీమర్లుగా చెప్పవచ్చు. అంటే ఎమినో ఆమ్లాలు ఒకదానితో మరొకటి కలిసి ఏర్పరచిన పెద్ద అణువునే ప్రోటీన్లు అంటారు.
* ఎమినో ఆమ్లాలు పాలీ ఎమినో ఆమ్లాలు లేదా ప్రోటీన్లు.
* గ్రీకు పదం 'ప్రోటియస్' నుంచి ప్రోటీన్ వచ్చింది. ప్రోటియస్ అంటే 'ప్రధాన ప్రాముఖ్యం' అని అర్థం. ప్రోటీన్లు C, H, O, N అనే మూలకాలతో ఏర్పడతాయి. మరికొన్ని ప్రోటీన్లలో సల్ఫర్ (S) మూలకం కూడా ఉంటుంది.
* ప్రోటీన్లు సహజంగా లభించే పాలీపెప్త్టెడ్ (Polypeptide) లు. సిల్క్, వెంట్రుకలు, కణజాలం, ఎంజైమ్లు, నూలు, హార్మోన్లు, యాంటీబాడీస్ మొదలైన వాటిని ప్రోటీన్లకు ఉదాహరణలుగా చెప్పవచ్చు. అదే విధంగా రక్తంలో ఉండే హిమోగ్లోబిన్ కూడా ఒక ప్రోటీన్. ఇది ఆక్సిజన్ను శరీరంలోని అన్ని కణజాలాలకు సరఫరా చేస్తుంది. మాంసం, చేపలు, పప్పు దినుసుల్లో ప్రోటీ న్లు ఎక్కువగా ఉంటాయి.
ఒకే అణువులో ఎమినో ( -NH2 గ్రూపు), యాసిడ్ (-COOH గ్రూపు) రెండూ ఉంటే వాటిని ఎమినో ఆమ్లాలు
అంటారు.
* ఒక ఎమినో ఆమ్లంలోని NH2 గ్రూపు, మరో ఎమినో ఆమ్లంలోని COOH గ్రూపుతో కలిసి H2O కోల్పోయిఅనే బంధాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. దీన్నే పెప్త్టెడ్ (Peptide) బంధం లేదా ఎమినో బంధం అంటారు. రెండు పెప్త్టెడ్ బంధాలు ఏర్పడితే డై పెప్త్టెడ్ అని, అంతకంటే ఎక్కువ ఏర్పడితే పాలీ పెప్త్టెడ్ అని అంటారు.
* ప్రోటీన్లలోని పెప్త్టెడ్ బంధాల సంఖ్యను n - 1 సూత్రం ద్వారా లెక్కించవచ్చు. n ఎమినో ఆమ్లాల సంఖ్యను తెలియజేస్తుంది. ఉదాహరణకు 100 ఎమినో ఆమ్లాలు కలిసి ఏర్పరచిన ప్రోటీన్ల్లోని పెప్త్టెడ్ బంధాలు (100 - 1) = 99 ఉంటాయి.
* ఎమినో ఆమ్లాలు అవి లభించే విధానాన్ని బట్టి వాటిని రెండు రకాలుగా చెప్పవచ్చు.
1. సహజ ఎమినో ఆమ్లాలు
2. కృత్రిమ ఎమినో ఆమ్లాలు
* ప్రోటీన్లను జలవిశ్లేషణ చేసినప్పుడు ఏర్పడే ఎమినో ఆమ్లాలను సహజ ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు. సాధారణంగా ప్రోటీన్లను జల విశ్లేషణ చేస్తే ఆల్ఫా () ఎమినో ఆమ్లాలు ఏర్పడతాయి.
* ప్రయోగశాలలో తయారయ్యే ఎమినో ఆమ్లాలను కృత్రిమ ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
* సహజ ఎమినో ఆమ్లాలను రెండు రకాలుగా చెప్పవచ్చు. అవి...
1) అత్యవసర ఎమినో ఆమ్లాలు
2) అత్యవసరం కాని ఎమినో ఆమ్లాలు
* మానవ శరీరం తయారు చేసుకోలేక ఆహారం ద్వారా గ్రహించిన వాటిని అత్యవసర ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు. ఉదాహరణకు వాలిన్, ల్యూసిన్, ఐసోల్యూసిన్, ఫినైల్ ఎలనిన్, లైసీన్, మిథియోసిన్ మొదలైనవి.
* మానవ శరీరంలో తయారు చేసుకునే ఎమినో ఆమ్లాలను అత్యవసరం కాని ఎమినో ఆమ్లాలు అంటారు.
ఉదాహరణ: గ్లైసిన్, ఎలనైన్, సీరీన్, ఆస్పారిటిక్ ఆమ్లం, గ్లుటామిక్ ఆమ్లం, ప్రొలైన్ మొదలైనవి.
*మానవ శరీరంలో మొత్తం 26 ఎమినో ఆమ్లాలు ఉన్నాయి. వీటిలో కొన్నింటిని శరీరం స్వయంగా తయారుచేసుకుంటుంది. మరికొన్నింటిని ఆహారం ద్వారా గ్రహిస్తుంది.
* వీటిలో 9 ఎమినో ఆమ్లాలను అత్యవసర ఎమినో ఆమ్లాలని, 17 ఎమినో ఆమ్లాలను అత్యవసరం కాని ఎమినో ఆమ్లాలని అంటారు.
* ఎమినో ఆమ్లాల్లో అతిచిన్న ఎమినో ఆమ్లం గ్త్లెసిన్. ఇది సాధారణమైంది. దీని అణుభారం 75 గ్రా / మోల్
ఉంటుంది.
* ఎమినో ఆమ్లాలు స్ఫటికాకృతి ఉన్న ఘన పదార్థాలు. ఇవి నీటిలో కరగవు, కానీ కర్బన ద్రావణిలో పాక్షికంగా కరుగుతాయి. వీటికి అధిక ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత విలువలు ఉంటాయి.
*ఎమినో ఆమ్లాల్లో ఆమ్ల, క్షార రెండు గ్రూపులు ఉండటం వల్ల వాటిని 'జ్విట్టర్ అయాన్' లేదా 'డైపోలార్' లేదా అంతర లవణం అంటారు. ఈ విధంగా లవణ రూపంలో ఉండటం వల్ల బాష్పీభవన విలువలు ఎక్కువగా ఉంటాయి.
* ఎమినో ఆమ్లాల యూనిట్ల సంఖ్య 100 కు దాటి, వాటి అణుభారం పదివేల కంటే ఎక్కువగా ఉంటే వాటిని పాలీ పెప్త్టెడ్ ప్రోటీన్లు అంటారు.
*ప్రోటీన్లు అనేవి జీవ బృహదణువులు. వీటిలో అనేక సంఖ్యలో ఎమినో ఆమ్లాలు ఉంటాయి. ప్రోటీన్ల ఆకారాలను 4 రకాలుగా చెప్పవచ్చు. అవి..
1) ప్రాథమిక నిర్మాణం
2) ద్వితీయ నిర్మాణం
3) టెర్షరీ నిర్మాణం
4) క్వాటర్నరీ నిర్మాణం
* ప్రోటీన్లు శరీర పెరుగుదలకు తోడ్పడతాయి. ఇవి ప్రాణం ఉన్న మొక్కలు, జంతువుల కణజాలాల్లో ప్రధానంగా ఉంటాయి. మానవుడిలో ముఖ్యంగా కండరాలు, చర్మం, వెంట్రుకలు, గోళ్లు, టెండాన్ల్లో ఉంటాయి.
* ప్రోటీన్లు టెండాన్ల్లో కొల్లాజెన్ రూపంలో, వెంట్రుకల్లో కెరాటిన్ రూపంలో, కండరాల్లో మయోసిన్ రూపంలో, సిల్క్లో ఫైబ్రిన్ రూపంలో ఉంటాయి.
* రక్తంలో ప్రోటీన్ హిమోగ్లోబిన్ రూపంలో ఉంటుంది. ఇది ఆక్సిజన్ను అన్ని కణజాలాలకు సరఫరా చేస్తుంది. రవాణా ఏజెంట్గా పనిచేస్తుంది. ప్రోటీన్లు ఎంజైమ్లుగా, జీవక్రియ నియంత్రణ కారకంగా పని చేస్తాయి.
ఉదా: ఇన్సులిన్ అనే ప్రోటీన్ రక్తంలో గ్లూకోజ్ స్థాయిని నియంత్రిస్తుంది. మరికొన్ని ప్రోటీన్లు యాంటిబాడిస్ రూపంలో ఉండి, రోగకారక క్రిముల నుంచి రక్షణ కల్పిస్తాయి.
* వేడిచేసినప్పుడు లేదా pH వంటి రసాయన మార్పులకు గురిచేసినప్పుడు ప్రోటీన్ల అణువులోని హైడ్రోజన్ బంధాలు తెగిపోయి వాటి చర్యాశీలతను కోల్పోతాయి. ఇలా జరగడాన్ని ప్రోటీన్ల 'స్వభావ వికలత' అంటారు.
*ఎంజైమ్లు సహజంగా లభించే సాధారణ లేదా సంయుగ్మ ప్రోటీన్లు. ఇవి విశిష్ట ఉత్ప్రేరకాలుగా జీవ రసాయన క్రియల్లో పాల్గొంటాయి. అన్ని ఎంజైమ్లు మానవ శరీరంలో సుమారు 37ºC ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేస్తాయి.
* ఎమినో ఆమ్లాలను 'నిన్ హైడ్రిన్' పరీక్ష ద్వారా గుర్తిస్తారు.
*ఎమినో ఆమ్లాలు నిన్ హైడ్రిన్తో నీలి రంగును ఏర్పరుస్తుంది. అలాగే బైయూరేట్ పరీక్ష, జాంతో ప్రోటీన్ పరీక్ష, మిల్లోన్ పరీక్షల ద్వారా ప్రోటీన్లను గుర్తిస్తారు.
* అత్యవసర ఎమినో ఆమ్లాల లోపం వల్ల కలిగే వ్యాధిని 'క్వాషియోర్కర్' (Qwashiorkar) అంటారు.