L E P R O T E I N E

ASPETTI GENERALI

I protidi o proteine sono i costituenti principali delle cellule, sia animali che vegetali; sono

sempre presenti negli esseri viventi dei quali entrano a far parte in tutte le

strutture,come i "mattoncini" di una casa.

Nel corpo umano costituiscono circa il 18% del peso: dopo l'acqua,

quindi, sono i nutrienti presenti in maggiore quantità,in quanto

indispensabili per costruire e “ristrutturare“ le cellule di tutti i tessuti

.

Dal punto di vista chimico, sono composti organici quaternari, cioè

formate da quattro elementi: carbonio (C), idrogeno (H), ossigeno (O) e

azoto (N).

GLI AMMINOACIDI: i mattoni delle proteine

Le proteine sono macromolecole formate dall'unione di molte unità

elementari chiamate amminoacidi (AA).

Dal punto di vista chimico, ogni amminoacido è formato da un gruppo

amminico (-NH2) , da un gruppo acido carbossilico (-COOH), un

atomo di idrogeno ( H ) e una parte variabile (diversa nei vari

amminoacidi) , tutti legati ad un carbonio centrale.

Formula generica di un amminoacido

R è il radicale, cioè il gruppo di atomi che varia

da un amminoacido all’altro e ne determina le

caratteristiche specifiche

Gli amminoacidi si legano fra loro attraverso un legame detto peptidico,

dando origine a lunghe catene; l'unione di due amminoacidi forma un dipeptide,

P e r s a p e r n e d i p i ù Il legame peptidico è un legame di tipo covalente che si forma mediante

l'unione di un gruppo carbossilico e un gruppo amminico di due amminoacidi

consecutivi ; per ogni legame si libera una molecola di acqua.

Proteina - denominazione di

origine greca che significa

di “primaria importanza –

che occupa il primo posto”.

Il nome sta ad indicare il

ruolo fondamentale che le

proteine svolgono negli

organismi viventi.

Macromolecola - parola

composta dal prefisso macro

(grande, lungo) e molecola.

Legame peptidico -legame

che consente l’unione degli

amminoacidi; la sua

formazione avviene con

l’eliminazione di una

molecola di acqua.

R S

O A

ROSA; ORSA; ROSSO;

ARSO; RASO; ORSO….

quella di tre forma un tripeptide, e così via fino ad avere un peptide,

costituito da meno di 50 amminoacidi ,e infine una proteina ,con una

quantità di amminoacidi superiore a 50.

Esistono venti tipi di amminoacidi che unendosi a catena e

combinandosi tra loro danno origine alle proteine.

Gli amminoacidi si possono paragonare alle lettere dell’alfabeto: le

ventuno lettere si possono combinare in milioni di modi differenti,

consentendo la formazione del grandissimo numero di parole presenti nel

vocabolario; allo stesso modo le combinazioni degli amminoacidi

permettono la costruzione della grande varietà di proteine esistenti nel

nostro organismo.

combinazioni

LETTERE PAROLE

combinazioni

AMMINOACIDI PROTEINE (stessi AA disposti in diverse

sequenze formano proteine differenti)

Ricorda: il numero, il tipo e l’ordine di sequenza degli amminoacidi che formano

una proteina è geneticamente determinato all’interno della molecola di DNA.

Dei venti amminoacidi necessari per la formazione delle sue proteine, l’organismo

umano è capace di sintetizzarne alcuni e sono detti “ non essenziali”; gli altri deve

assumerli con gli alimenti e sono perciò definiti “amminoacidi essenziali" (AAE). Il

numero degli amminoacidi essenziali è di dieci nei primissimi anni di vita e otto

nell'adulto. Le carenze anche di un solo AAE può impedire la sintesi delle proteine di cui il

nostro organismo ha bisogno.

P e r s a p e r n e d i p i ù Gli 8 amminoacidi essenziali sono: valina, leucina ,isoleucina ,treonina, fenilalanina, triptofano,metionina,

lisina. Essi devono essere assunti con gli alimenti. L’organismo dei bambini non sintetizza altri due

amminoacidi, istidina e arginina, perciò anche questi, limitatamente ai primi ani di vita, sono considerati

essenziali. Gli AAE devono essere presenti nei cibi nelle giuste proporzioni, perché la loro carenza rallenta la

sintesi delle proteine e perciò influisce sulla crescita.

Peptide – catena

formata da meno di

cinquanta amminoacidi.

I peptidi si suddividono

in oligosaccaridi (pochi

amminoacidi) e

polipeptidi (molti

amminoacidi, fino a 50)

DNA – molecola

presente nelle cellule di

tutti gli esseri viventi

che contiene le

informazioni necessarie

per il loro

funzionamento e la loro

riproduzione.

LA STRUTTURA DELLE PROTEINE

Le proteine svolgono nelle cellule molteplici funzioni e queste dipendono soprattutto dalla

forma che esse assumono nello spazio. Le molecole proteiche si organizzano in quattro

differenti strutture, di complessità crescente: struttura primaria, secondaria, terziaria e

quaternaria; ognuna di esse comprende quelle che la precedono nell’ordine.

La struttura primaria indica la sequenza degli amminoacidi all’interno della catena proteica;

determina quindi il numero, il tipo e la disposizione degli amminoacidi.

Struttura primaria: gli amminoacidi sono legati solo

dal legame peptidico

La struttura secondaria riguarda la disposizione che la catena proteica assume nello

spazio, che si piega formando una spirale (configurazione alfa-elica) o un foglietto

ripiegato (configurazione foglietto-beta).

Struttura secondaria: configurazione più stabile

per la presenza di altri legami, trasversali, lungo la catena

Alfa-elica Beta-foglietto

La struttura terziaria è relativa al modo in cui le spirali (o foglietti) si avvolgono su se

stesse ( come un gomitolo o una matassa ), assumendo una forma globulare.

Struttura terziaria: legami anche tra i gruppi R di amminoacidi lontani nella

sequenza

La struttura quaternaria è data dall’unione di più catene polipeptidiche (chiamate

subunità), uguali o diverse tra loro, aventi già la struttura terziaria .

Struttura quaternaria: legami tra più catene polipeptidiche (subunità)

P e r s a p e r n e d i p i ù Le proteine, in relazione al tipo di struttura della catena, assumono una particolare forma e funzione.

Ad esempio, la struttura secondaria è tipica delle proteine fibrose come ad esempio la cheratina, una

proteina della pelle e dei capelli; quella terziaria è caratteristica delle proteine globulari che

possiedono una attività specializzata,come ad esempio gli enzimi ed ormoni. Un esempio di

proteina a struttura quaternaria è l’emoglobina costituita da quattro subunità a due a due

uguali.

LA CLASSIFICAZIONE DELLE PROTEINE Le proteine si classificano secondo diversi criteri:in base alla forma, alla composizione chimica e al valore biologico. In base alla forma possono essere:

proteine fibrose,se si presentano come lunghe catene ;

proteine globulari che appaiono più o meno sferoidali e

compatte.

In base alla composizione chimica possono essere:

proteine semplici , se sono costituite solo da

amminoacidi;

proteine complesse o coniugate se oltre alla catena di

amminoacidi vi è la presenza di altre molecole.

In base al valore biologico (che stabilisce la qualità delle

proteine in relazione al contenuto di amminoacidi essenziali)

possono essere:

proteine ad alto valore biologico o complete,definite

anche “nobili”, sono quelle che contengono gli otto

amminoacidi essenziali in quantità adeguata alle

necessità dell’organismo;

proteine a medio valore biologico ,o parzialmente

complete,sono quelle che presentano un contenuto in

amminoacidi essenziali non equilibrato in quanto

qualcuno non copre le necessità dell’organismo ;

proteine a basso valore biologico, o incomplete, sono

quelle che non contengono uno o più amminoacidi essenziali.

Le proteine alimentari

Le proteine presenti negli alimenti variano tra loro per la composizione in amminoacidi,

pertanto hanno un valore diverso nel soddisfare alle necessità del nostro corpo.

Introdotte con i cibi, le proteine

alimentari vengono “smontate”

(proteolisi o idrolisi proteica) durante

il processo della digestione; i singoli

amminoacidi ottenuti passano nel

sangue e poi nelle cellule che li

utilizzano per la sintesi di nuove

proteine, in relazione alle necessità

dell’organismo. Per questo motivo è

importante conoscere le principali fonti di proteine,in particolare di quelle che ci

forniscono nelle giuste proporzioni gli amminoacidi essenziali in quanto la

carenza di questi rallenta la sintesi delle proteine, influendo sulla crescita.

Valore biologico – esprime la

qualità nutritiva di una proteina

che dipende dal contenuto in

AAE, ma anche da altri fattori,

come la digeribilità delle diverse

proteine, cioè la quantità di

ciascuna che viene

effettivamente assorbita dall’

organismo. Si può stabilire

attraverso la seguente formula:

che indica la quantità di

proteina (espressa in %) che è

assimilata dall’ organismo

rispetto a 100 g di proteine

ingerite.

Proteolisi- reazione che

determina la rottura del legame

peptidico con la conseguente

liberazione degli AA;avviene in

presenza di acqua

Le fonti proteiche per l’alimentazione umana sono sia di origine animale che vegetale.

Fonti di proteine complete, ad alto valore biologico,

sono gli alimenti di origine animale quali uova, carne, pesce,

latte e derivati, che forniscono gli amminoacidi essenziali in

quantità sufficiente a soddisfare le necessità dell’organismo.

Fonti di proteine parzialmente complete, a medio valore

biologico, sono i legumi, che forniscono gli

amminoacidi essenziali in proporzioni non bene

equilibrate tra loro.

Fonti di proteine a basso valore biologico,

incomplete perché non contengono uno

degli amminoacidi essenziali,sono i cereali e

loro derivati.

Le proteine di origine animale vengono considerate “nobili” rispetto a quelle vegetali.

Tuttavia si può ottenere un insieme ben bilanciato di proteine

associando proteine vegetali di diversa origine.

Combinando in un piatto unico legumi e cereali (pasta e fagioli,riso

e piselli ,ecc.) o altre preparazioni tipiche della cucina

mediterranea, si raggiunge un apporto proteico di qualità paragonabile a

quello degli alimenti di origine animale – complementarietà delle proteine.

LE FUNZIONI DELLE PROTEINE

Le proteine costituiscono circa il 18% in peso del corpo umano dove svolgono

diverse funzioni.

La funzione principale delle proteine è

quella di fornire “materiale da

costruzione”, sia per la formazione delle

nuove cellule sia per la riparazione di

quelle esistenti che quotidianamente si

logorano.

Svolgono quindi principalmente funzione

plastica o strutturale.

Oltre alla funzione plastica,le proteine svolgono altre funzioni fondamentali:

funzione regolatrice, poiché costituiscono gli enzimi

e gli ormoni proteici che controllano le attività

metaboliche del corpo umano;

funzione di difesa, in quanto costituiscono gli

anticorpi che difendono l’organismo dalle infezioni;

funzione di trasporto, infatti veicolano diverse

molecole da un organo all’altro, ad esempio

l’emoglobina trasporta ossigeno ai tessuti e anidride

carbonica ai polmoni;

funzione energetica, in caso di necessità forniscono

energia, sviluppando 4 Kcal per grammo; il loro

utilizzo come fonte di energia avviene solo se

introdotte in eccesso o quando risulta insufficiente l’

introduzione di glucidi.

La loro funzione energetica è perciò secondaria.

Enzima -proteina particolare che

agisce da catalizzatore biologico,

cioè capace di aumentare la

velocità delle reazioni

cellulari;senza gli enzimi, queste

reazioni sarebbero talmente lente

da essere incompatibili con la vita.

Ormone- sostanza prodotta dalle

ghiandole endocrine, capace di

agire in modo specifico su singoli

organi,regolando il metabolismo.

Anticorpo- molecola proteica

prodotta da speciali cellule

dell’organismo in risposta alla

presenza di agenti esterni in esso

penetrati.

IL FABBISOGNO PROTEICO

Il fabbisogno proteico quotidiano corrisponde al 10-15% circa delle calorie totali

giornaliere.

La quantità che soddisfa questo fabbisogno varia, in base all’età e all’attività

svolta, da 1 a 1,5 grammi per ogni kilogrammo di peso corporeo.

Ricorda: ci si deve riferire non al peso reale del soggetto ma al peso ideale!

Il fabbisogno proteico non è costante per tutta per tutta la vita:

è maggiore durante la

crescita, periodo in cui si

devono costruire molte cellule

nuove, si riduce nell’età

adulta, in quanto si deve

provvedere soprattutto al loro

mantenimento e diminuisce

ulteriormente nell’anziano,

fase in cui il rinnovamento

delle cellule avviene sempre più lentamente.

Nel periodo della crescita le

“proteine animali” e quelle “vegetali”

devono essere ripartite in parti

uguali.

Nell’uomo adulto è considerato ottimale il

consumo di 1/3 di “proteine animali” e 2/3 di

“proteine vegetali”.

Errori alimentari: quali effetti sull’organismo?

Una alimentazione corretta ed equilibrata comporta buona nutrizione e quindi

salute; assunzione sbagliata qualitativamente e/o quantitativamente degli

alimenti e quindi dei principi nutritivi è causa di diversi effetti sull’organismo

umano.

Un eccesso di proteine nella dieta è dannoso in quanto contribuisce all’aumento

di peso, determina, inoltre, un superlavoro per fegato e reni, i

quali invecchiano precocemente.

La carenza proteica, invece, può provocare deperimento

organico e la comparsa di svariati sintomi, quali crescita ridotta,

caduta dei capelli, maggiore predisposizione alle malattie infettive

ed altri più o meno gravi.

P e r s a p e r n e d i p i ù

Nell’organismo umano non esiste una riserva proteica; pertanto, le proteine assunte in eccedenza, al

di là dell’ effettivo bisogno, non avendo la possibilità di essere accumulate, vengono trasformate in

grassi e depositate nel tessuto adiposo, favorendo perciò l’ obesità.

Nei bambini una grave carenza di proteine porta a una patologia detta kwashiorkor “malattia del

bambino che non è più allattato”, tipica delle zone sottosviluppate dell’ Africa , dell’Asia e dell’America

meridionale, che colpisce i bambini piccoli, i quali, dopo lo svezzamento, ricevono un’ alimentazione

scarsa e povera di proteine. Nei bambini che manifestano questa patologia, lo sviluppo fisico e

mentale è gravemente compromesso, tanto da provocare danni permanenti.

Deperimento-

indebolimento delle

condizioni generali

dell’individuo dovuto a

malattie o a carenze

nutritive .

T E S T D I V E R I F I C A

Vero/Falso

Indica Vero (V) o Falso (F) e riscrivi le false in modo che risultino vere

1. La funzione principale delle proteine è energetica V F

………………………………………………………………………………………………………………………

2. Carni e pesce sono fonti di proteine nobili V F

………………………………………………………………………………………………………………………

3. Il valore biologico delle proteine dipende dal loro contenuto in AA V F

………………………………………………………………………………………………………………………

4. Le proteine sono composti organici quaternari V F

……………………………………………………………………………………………………………………..

5. La carenza di AAE nell’alimentazione non provoca danni nell’organismo V F

………………………………………………………………………………………………………………………

6. La struttura primaria delle proteine è definita dalla sequenza degli AA V F

………………………………………………………………………………………………………………………

7. Il legame che unisce gli AA si chiama amminico V F

………………………………………………………………………………………………………………………

8. Gli enzimi sono proteine specializzate V F

………………………………………………………………………………………………………………………

9. Le proteine forniscono 4 kcal per ogni grammo V F

………………………………………………………………………………………………………………………

10. Con l’idrolisi completa delle proteine si ottiene un insieme di AA liberi V F

………………………………………………………………………………………………………………………

11. Le proteine dei legumi sono a basso valore biologico V F

………………………………………………………………………………………………………………………

12. Il fabbisogno proteico deve coprire il 20-30% delle calorie totali giornaliere V F

………………………………………………………………………………………………………………………

Domande aperte

Rispondi alle seguenti domande:

1. Che cosa sono le proteine ? Da quali molecole di base sono formate le proteine ?

2. Quali funzioni svolgono le proteine nell’organismo umano ?

3. Che cosa si intende per valore biologico di una proteina ? Scrivi alcuni alimenti che contengono

proteine ad alto, medio e basso valore biologico.

Scelta multipla

Barra con una crocetta la risposta esatta (una sola risposta)

1. La funzione principale delle proteine è la seguente:

Bioregolatrice

Plastica

Energetica

Di difesa dalle malattie

8. Sono fonti di proteine nobili:

Burro e olio

Pesce e uova

Pasta e ceci

Nessuna delle precedenti

2. Gli amminoacidi essenziali nell’adulto sono:

8

10

20

3

9. 40 g di proteine forniscono:

360

160

40

80

3. Non è un alimento fonte di proteine ad alto valore biologico:

Carne

Latte

Legumi

Formaggi

10. Gli enzimi sono proteine specializzate

a:

Accelerare le reazioni biologiche

Rallentare le reazioni biologiche

Trasportare molecole

Nessuna delle precedenti

4. La percentuale delle calorie totali che i protidi devono fornire nella dieta è:

10-15%

8-10%

18-20%

Nessuna delle precedenti

11. Il legame peptidico si forma:

Tra due monosaccaridi

Tra due catene proteiche

Tra due amminoacidi consecutivi

Nessuna delle precedenti

5. L’alfa-elica è tipica della struttura:

Primaria

Secondaria

Terziaria

Quaternaria

12. L’emoglobina è una proteina a struttura:

Primaria

Secondaria

Terziaria

Quaternaria

6. Le proteine costituiscono circa il:

10% del peso corporeo

60% del peso corporeo

18% del peso corporeo

4% del peso corporeo

13. Sono fonti di proteine a basso valore biologico:

Legumi

Cereali

Frutta

Latte

7. Sono fonti di proteine vegetali a basso valore biologico:

Ceci, fagioli, lenticchie

Pasta, riso, pane

Frutta e verdura

Tutti gli alimenti precedenti

14. Gli amminoacidi essenziali sono quelli che:

Non servono all’organismo umano

L’organismo umano non è in grado di

costruire

Non è necessario introdurli con gli

alimenti

Nessuna delle precedenti

GIOCHI DI…..PAROLE - giochiamo con le parole della scienza

Cruciverba

Trova le parole in base alle definizioni date e riportale nelle righe in orizzontale del diagramma. Le

lettere contenute nella colonna verticale evidenziata formeranno il nome di un effetto sull’organismo

da carenza proteica.

1. Così è il valore biologico delle proteine presenti nei legumi.

2. Funzione secondaria delle proteine.

3. Legame che unisce gli amminoacidi.

4. Sono così detti gli amminoacidi che l’organismo non produce.

5. Struttura proteica definita da più catene polipeptidiche.

6. Principale funzione delle proteine.

7. Sono fonte di proteine a medio valore biologico.

8. Numero complessivo degli amminoacidi.

9. La struttura della configurazione alfa-elica

10. Numero degli amminoacidi essenziali nell’adulto.

11. Proteine con funzione di difesa

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Bibliografia:

- “PRINCIPI DI ALIMENTAZIONE” - A. MACHADO – POSEIDONIA SCUOLA

- “ESSE A SCIENZA DEGLI ALIMENTI” – DONATELLA IANELLI – LE MONNIER

SCUOLA

- “NUOVA EDUCAZIONE ALIMENTARE” - S. RODATO I. GOLA – CLIT

- “SCIENZA DELL’ALIMENTAZIONE” – C. PAMPANA C. ZOLFINO – BULGARINI