predavanja iz bromatologije 2014/2015

1. 6.11.2013
1
PROTEINI
Prof dr Ivan Stanković
PROTEINI
proteos - prvi, najvažniji
prisutni u svim živim organizmima od virusa do biljaka i
životinja
ulaze u sastav svake ćelije: protoplazama, jedro
(nukleoproteini)
uloga u organizmu:
gradivna (primarna funkcija)
kontraktilna (miogen)
katalitička (enzimi)
regulatorna (hormoni)
transportna (hemoglobin)
imunološka (antitela)
energetska (17.2 kJ/g)

2. 6.11.2013
2
elementarni sasatav:
C, O, H, N, S, (P)
hemijska definicija:
Proteini su makromolekulska jedinjenja izgrađena od
polipeptidnih lanaca koji se sastoje iz αααα-L-aminokiselina
povezanih peptidnom vezom.
Proteini omogućavaju rast i regeneraciju organizma, kao
i pravilan tok metaboličkih procesa.
Ljudski organizam može da izgrađuje sopstvene proteine
iz proteina hrane, odnosno aminokiselina.
Telesni sastav muškarca (25 god., 70kg) i žene (25 god., 58kg)
pol muškarac žena
telesni sastav kg % kg %
proteini 11.90 17.0 4.93 8.5
masti 9.45 13.5 12.76 22.0
ugljeni hidrati 1.05 1.5 0.87 1.5
voda 43.4 62.0 35.96 62
mineralne mat. 4.20 6.0 3.48 6.0
ukupno 70.0 100 58 100

3. 6.11.2013
3
Distribucija proteina u organizmu (% ukupnih telesnih proteona)
tkivo %
krv 10
masno tkivo 3-4
koža 9-9.5
kosti 18-19
mišići 46-47
Preporučen dnevni unos (RDA) proteina za različite starosne grupe i
posebna stanja
starost (godine)
ili stanje
RDA
(g proteina/dan)
0.0-0.5 telesna masa (kg) x 2.2
0.5-1 telesna masa (kg) x 2.0
1-3 23
4-6 30
7-10 34
11-14, muškarci 45
15-51+, muškarci (70kg) 56
11-18, žene 46
19-51+, žene (55 kg) 44
graviditet +30
laktacija +20

4. 6.11.2013
4
individualni faktori:
1. veličina tela
višlje i krupnije osobe imaju veće potrebe
2. starost
za vreme rasta potrebe su 2-3 puta veće po jedinici telesne mase
3. pol
muškarci imaju veće potrebe po jedinici mase jer imaju razvijeniju
muskulaturu
4. nutricioni status
pothranjene osobe i osobe na dijeti sa niskim sadržajem ugljenih
hidrata imaju veće potebe
5. Graviditet i laktacija
veće potrebe za razvoj fetusa i sintezu proteina mleka
6. klima
pri niskim temperaturama nije potreban povećan unos proteina
ukoliko se energija obezbeđuje iz ugljenih hidrata.
pri visokim temperaturama potrebno je malo povećati unos proteina
zbog povećanog gubitka azota tanspiracijom
7. fizička aktivnost
osobe koje treniraju ili se oporavlju posle mirovanja imaju veće potrebe
8. dijetarne komponente ishrane
osobe koje unose proteine niske biološke vrednosti moraju da ih unose u
većoj količini
važan je i odnos ugljenih hidrata i proteina u hrani jer ugljeni hidrati “štede”
proteine
9. emocionalna stabilnost
pokazano je da stresna stanja dovode do izlučivanja veće količine azota i
promena u hormonskom profilu
10. bolesti
uglavnom povećavaju potrebu za proteinima zbog regeneracije tkiva,
povećanog bazalnog metabolizma kod hipertermije, povećane siteze
antitela, perspiracije

5. 6.11.2013
5
Sadržaj proteina u namirnicama
namirnica sadržaj (%)
meso 18-20
ribe 18-20
jaja 12.5
mleko 3.5
žitarice 10-12
suve leguminoze 25-37
sveže povrće 1-3
sveže voće oko 1
masno voće (lešnik, orah, badem i dr.) 15-50
KLASIFIKACIJA PROTEINA (po Osborn-u):
A. Prosti proteini (homoproteini) sastoje se isključivo od
aminokiselina:
1. albumini
rastvorljivi u vodi i razblaženim rastvorima soli
talože se u zasićenom rastvoru amonijumsulfata
koagulišu na toploti
siromašni su u glikokolu
rasprostranjeni su u biljnom i životinjskom svetu.
2. globulini
nerastvorljivi u vodi, rastvorljivi u razblaženim rastvorima soli
koagulišu na toploti
talože se dodatkom zasićenog rastvora amonijumsulfata
(poluzasićenje), kao i uklanjanjem soli iz rastvora (dijaliza)
nalaze se u krvi, belancu jajeta, mleku i dr.

6. 6.11.2013
6
3. prolamini
rastvorljivi u 70-80% etanolu, nerastvorljivi u vodi, razblaženim
rastvorima soli, neutralnim rastvaračima i apsolutnom etanolu.
imaju visok sadržaj glutaminske kiseline i prolina, a siromašni su u
lizinu - spadaju u delimično nepotpune proteine
nalaze se u zrnu žitarica gde sa glutelinima čine gluten koji sa
vodom gradi lepak koji omogućava tehnološku obradu testa i
pecivost: glijadin (pšenica), sekalin (raž), hordein (ječam), avenin
(ovas), zein (kukuruz) i rizin (pirinač)
4. glutelini
nerastvorljivi u vodi i razblaženim rastvorima soli, rastvorljivi u
razblaženim rastvorima kiselina i alkalija
nalaze se u žitaricama: glutenin (pšenica). Sa prolaminima čine
glutensku proteinsku frakciju koja sa vodom gradi lepak
5. globini
prosti proteini koji se jedine sa pigmentima (hem) i daju
hromoproteine (hemoglobin, mioglobin i dr.)
sadrže histidin u većoj količini
pH oko 7
6. skleroproteini (albuminoidi)
nerastvorljivi, životinjskog porekla
po fizičkim i hemijskim osobinama dele se u tri grupe:
a) keratini
rastvorni u koncentrovanim rastvorima kiselina i baza uz zagrevanje,
ali i uz razlaganje i u sulfidima alkalnih i zemnoalkalnih metala.
svi čvrsti keratini imaju aminokiseline histidin, lizin i arginin u
odnosu: 1:4:12
glavni sastojci egzoskeletnih struktura: koža, kosa, nokti, rogovi,
perje

7. 6.11.2013
7
b) kolageni
imaju oblik dugačkih, delimično kristalnih vlakana
sastojci vezivnog tkiva, kostiju, žila, hrskavice
kuvanjem se rastvaraju, pri čemu se hidrolizom oslobađa jedan deo
aminokiselina i nastaje želatin koji hlađenjem rastvora prelazi u gel
koji se lako vari i dobro iskorišćava
želatin spada u nepotpune proteine
Karakteristične aminokiseline: hidroksiprolin i hidroksilizin
c) elastini
razlikuju se od kolagena po tome što kuvanjem ne daju želatin
sastojci žutih elastičnih vlakana vezivnog tkiva
7. histoni
rastvorljivi u vodi, razblaženim kiselinama i alkalijama, a nerastvorni
u razblaženom rastvoru amonijumhidroksida
toplota ih ne koaguliše
bogati su u argininu
alkalni proteini, obično se nalaze u obliku soli sa kiselim jedinjenjima
(npr. nukleinskim kiselinama)
ima ih u ikri riba
8. protamini
slično se rastvaraju kao histoni s tim što se rastvaraju i u amonijum
hidroksidu
male molekulske mase (peptidi)
toplota ih ne koaguliše
bogati su u argininu
alkalni proteini, obično se nalaze u obliku soli (nukleoproteini)
talože druge proteine iz rastvora
ima ih u ikri riba: salmin (ikra lososa)

8. 6.11.2013
8
B. Složeni proteini (heteroproteini) sastoje se, pored aminokiselina i iz
neproteinskog dela (prostetične grupe):
1. fosfoproteini
sadrže fosfornu kiselinu najčešće vezanu za aminokiselinu serin
kazein (mleko), vitelin, vitelenin i fosfitin (žumance jajeta)
kazein se u mleku nalazi kao so Ca-kazeinat. Taloži se
zakišeljavanjem mleka do njegove izoelektrične tačke (pH 4.6)
P
HO
HO
O
O
CH2 CH COOH
NH2
fosfoserin
Ca-kazeinat + 2H+ kazein + Ca2+
Dejstvom enzima renina iz sirila (ekstrakt sluzokože goveđeg
želudca) na mleko taloži se Ca-parakazeinat, proizvod degradacije
Ca-kazeinata:
2. glikoproteini
satoje se iz proteina i heksoza ili heksozamina
teško hidrolizuju
mukoidi (ovomukoid belanceta) i mukoproteini (hondro-mukoprotein
hrskavice)
3. lipoproteini
kompleksi proteina sa lipidima
značajni za transport lipida
lipovitelin, lipovitelenin
Ca-kazeinat Ca-parakazeinat + peptid
renin

9. 6.11.2013
9
4. nukleoproteini
sastoje se iz alkalnih proteina protamina i histona i RNA i DNA
nalaze se u ikri riba, kvascu, klici žitarica
5. hromoproteini
sastoje se iz prostih proteina npr. globina i neke obojene supstance
(prostetična grupa)
hemoglobin, mioglobin, citohromi, flavoproteini, hlorofil, rodopsin,
karotenoproteini
Proteinski sastav nekih namirnica
namirnica proteini Vrsta % u namirnici
meso miogen
mioalbumin
miozin
aktin
mioglobin
ostali
albumin
albumin
globulin
globulin
hromoprotein
....
ukupno
2.0
1.2
10.4
4.2
0.2
2.0
20.0
mleko kazein
laktoalbumin
laktoglobulin
fosfoprotein
albumin
globulin
ukupno
2.7
0.2
0.4
3.3
jaje ovoalbumin
lizozim
ovoglobulin
ovomukoid
vitelin
fosfitin
ostali
albumin
globulin
globulin
glikoprotein
fosfoprotein
fosfoprotein
lipoproteini
ukupno
6.1
0.4
0.4
0.5
5.1
0.4
0.5
13.4

10. 6.11.2013
10
namirnica proteini vrsta % u namirnici
pasulj fazeolin
fazelin
ostali
globulin
globulin
....
ukupno
20.5
2.0
1.0
23.5
grašak legumilin
legumin
vicilin
proteoze
ostali
albumin
globulin
globulin
proteoze
....
ukupno
2.0
10.0
10.0
1.0
1.5
24.5
pšenično brašno glijadin
glutenin
globulin
leukozin
proteoze
ostali
prolamin
glutelin
globulin
albumin
proteoze
....
ukupno
3.9
4.2
0.6
0.4
0.4
1.1
10.6
kukuruzno brašno zein
zeanin
majsin
globulin
proteoze
ostali
prolamin
glutelin
albumin
globulin
proteoze
.....
ukupno
3.0
3.2
0.5
0.6
0.4
2.3
9.0
Podela proteina prema obliku molekule:
1. globularni
odnos dužina-širina molekule manji od 10
kompaktno izuvijani polopeptidni lanci
insulin, albumini, globulini, enzimi
2. fibrilarni
odnos dužina-širina molekule veći od 10
dugački polipeptidni lanci uvrnuti u spiralu poprečno
povezani disulfidnim ili vodoničnim vezama
keratin, kolagen, miozin

11. 6.11.2013
11
AMINOKISELINE
aminokiseline su jedinjenja koja sadrže najmanje jednu amino i
jednu karboksilnu grupu (prolin i hidroksiprolin sadrže imino grupu
koja takođe gradi peptidnu vezu)
sve aminokiseline koje ulaze u satav proteina su αααα-amino-kiseline i
mogu da se prikažu formulom:
sve aminokiseline biljnih i životinjskih proteina su L-konfiguracije
kapsule nekih bakterija izgrađene su od D-aminokiselina, pa pošto
digestivni sokovi ne mogu da ih hidrolizuju, one prolaze preko
digestivnog trakta u organizam.
zbog hiralnog C atoma aminokiseline su optički aktivne i mogu da
budu dekstrogirne (+) ili levogirne (-)
R CH COOH
NH2
αααα-L-AMINOKISELINE PROTEINA
1. alifati~ne monoamino-monokarboske kiseline:
glikokol ili glicin, Gly
αααα-aminosir} etna kiselina
alanin, Ala
αααα-aminopropionska kiselina
valin, V al
αααα-aminoiz ovalerijanska kiselina
leucin, Leu
αααα-aminoiz okapronska kiselina
iz oleucin, I le
αααα-amino- ββββ -metil- ββββ -etilpropionska kiselina
serin, S er
αααα-amino- ββββ -hidroksipropionska kiselina
treonin, T hr
αααα-amino- ββββ -hidroksibuterna kiselina
CH2 COOH
NH2
CH COOH
NH2
CH3
CH COOH
NH2
CH
CH3
CH3
CH COOH
NH2
CH2CH
CH3
CH3
CH COOH
NH2
CH2CH
CH3
C2H5
CH COOH
NH2
CH2
OH
CH COOH
NH2
CH
OH
CH3

12. 6.11.2013
12
2. monoamino-dikarbonske kiseline:
asparaginska kiselina, Asp
αααα- amino} ilibarna kiselina
asparagin, Asn
amid asparaginske kiseline
glutaminska kiselina, Glu
αααα- aminoglutarna kiselina
glutamin, Gln
amid glutaminske kiseline
3. diamino-monokarbonske kiseline
liz in, Lys
αααα ,,,, εεεε -diaminokapronska kiselina
arginin, Arg
αααα- amino- δδδδ-gvanidinovalerijanska
kiselina
histidin, His
αααα- amino- ββββ -imidaz olilpropionska kiselina
CH COOH
NH2
CH2CH2HOOC
CH COOH
NH2
CH2CH2CH2CH2
NH2
CH COOH
NH2
CH2CH2CH2NH
C NH
NH2
CH COOH
NH2
CH2
HN N
CH COOH
NH2
CH2HOOC
CH COOH
NH2
CH2H2NOC
CH COOH
NH2
CH2CH2H2NOC
4 . a minokis eline s a sumporom:
c istein, Cy s
αααα -a mino- ββββ-tiopropionska k iselina
c istin
di-( αααα-amino- ββββ-tiopropionska k iselina)
metionin, M e t
αααα -a mino- γγγγ -me tiltiobute rna kis elina
5 . a roma ti~ne a minokis eline
fe nilala nin, P he
αααα -a mino- ββββ-fenilpropionska kise lina
tiroz in, T yr
αααα -a mino- ββββ-p-hidroksife nilpropions ka
k iselina
6 . heteroc ikli~ne aminok iseline
triptofan, T rp
αααα -a mino- ββββ-indolilpropions ka
k iselina
prolin, P ro
pirolidin-2-karbonsk a kise lina
hidrok siprolin, Hpr
4 -hidrok sipirolidin-2-k arbonska k iselina
CH COOH
NH2
CH2CH
S CH3
CH COOH
NH2
CH2
SH
CH COOH
NH2
CH2
SS
CH2CHHOOC
NH
CH2 CH COOH
NH2
NH
COOH
NH
COOH
HO
CH2
NH2
COOHCH
CH2
NH2
COOHCH
OH

13. 6.11.2013
13
Osobine aminokiselina ne zavise samo od NH2 i COOH grupe već i od
R koji može da bude:
- H (glicin)
- alifatični ugljovodonični niz (alanin, valin, leucin, izoleucin)
- alkohol (serin, treonin)
- tiol (cistein)
- tioetar (metionin)
- fenol (tirozin)
- heterociklus (histidin, triptofan)
- organska kiselina (asparaginska kiselina, gltaminska kiselina)
- amid organske kiseline (asparagin, glutamin)
- alifatični amin (lizin)
- derivat gvanidina (arginin)
- umesto slobodne amino grupe mogu da imaju imino grupu u sastavu
pirolidinskog prstena: prolin, hidroksiprolin
Aminokiselina treonin ima dva C* atoma, pa ima četiri
stereoizomera:
Prema mogućnosti sinteze u organizmu aminokiseline se dele na:
1. esencijalne - u organizmu ne mogu da se sintetišu i moraju da
se unose hranom
2. poluesencijalne - pod određenim uslovima mogu da zamene
esencijalne aminokiseline, neophodne su u dečijem uzrastu
3. neesencijalne - organizam ih sintetiše
CH3
COOH
NH2
OHH
H
CH3
COOH
H
HOH
NH2
CH3
COOH
NH2
HOH
H
CH3
COOH
NH2
HOH
H
L-treonin D-treonin L-alotreonin D-alotreonin
(enantiomeri) (enantiomeri)

14. 6.11.2013
14
esencijalne
aminokiseline
poluesencijalne
aminokiseline
neesencijalne
aminokiseline
metionin arginin alanin
valin histidin asparagin
fenilalanin asparaginska kiselina
treonin cistein
triptofan cistin
izoleucin glutamin
leucin glutaminska kiselina
lizin glicin
prolin
serin
tirozin
FIZIČKE OSOBINE AMINOKISELINA
jedinjenja male molekulske mase 75-240
imaju visoku tačku topljenja iznad 200oC, a neke i iznad
300oC, pri čemu se zagrevanjem na visokim
temperaturama često i raspadaju
rastvorljivost u vodi je različita i zavisi od njihove
izoelektrične tačke i polarnosti radikala
optički aktivne (+) i (-) zbog hiralnog C atoma
većina aminokiselina je slatkog ukusa, leucin je bez
ukusa, a arginin i izoleucin su gorki. Glutaminska kiselina
i njene soli su prijatnog ukusa i koriste se kao pojačivači
aroma.

15. 6.11.2013
15
HEMIJSKE OSOBINE AMINOKISELINA
I Amfoternost aminokiselina
kisela (karboksilna) i bazna (amino) grupa u molekuli
aminokiselina odgovorne su za njihovo ponašanje kao
organskih kiselina i baza
prema Bronsted-u kiselina je svako jedinjenje koje može
da posluži kao donor, a baza je svako jedinjenje koje
može da bude akceptor protona.
aminokiseline sadrže kiselu karboksilnu grupu koja može
da otpušta proton i baznu amino grupu koja može da ga
primi.
otpuštanjem protona anjonski oblik aminokiseline stiče
odlike baze jer može da primi natrag proton, a isto tako,
primanjem protona u amino grupu katjonski oblik
aminokiseline stiče odlike kiseline jer taj proton može da
otpusti.
H2N-CHR-COOH → H2N-CHR-COO- + H+
kiselina
H2N-CHR-COO- + H+ → H2N-CHR-COOH
baza
H2N-CHR-COOH + H+ → +H3N-CHR-COOH
baza
+H3N-CHR-COOH → H2N-CHR-COOH + H+
kiselina

16. 6.11.2013
16
U kristalnom stanju monoamino monokarbonske kiseline
imaju oblik dvopolnog, hibridnog jona - zwitter jon
+H3N-CHR-COOH +H3N-CHR-COO- H2N-CHR-COO-
H2N-CHR-COOH
(pH < pI) (pH = pI) (pH > pI)
zwitter jon je oblik koji sadrži isti broj pozitivnog i
negativnog naelektrisanja, a dipolnost molekule je
izražena samo unutrašnjim premeštanjem protona
zwitter jon se ne kreće u električnom polju i taloži se iz
rastvora. Ima odlike slabe kiseline zbog jače kiselosti
karboksilne grupe (Ka = 1.6x10-9)
nejonizovani oblik se nalazi samo u tragovima, dok
jonizacija zavisi od pH rastvora.
Ponoviti iz organske hemije
dodatkom kiseline u vodeni rastvor aminokiseline suzbija
se disocijacija NH3
+ grupe zwitter jona i pomera se
ravnoteža u smeru stvaranja katjonskog oblika
aminokiseline:
+H3N-CHR-COO- + HCl → +H3N-CHR-COOH + Cl-
dodatkom baze oslobađa se H+ jon iz NH3
+ grupe i
ravnoteža se pomera u pravcu nastajanja anjonskog
oblika aminokiseline:
+H3N-CHR-COO- + NaOH → H2N-CHR-COO- + Na+ + H2O
Ponoviti iz organske hemije

17. 6.11.2013
17
ako se aminokiseline rastvore u čistoj vodi vrednosti za
izoelektrični i izojonski pH će se podudarati. Međutim,
pošto su aminokiseline slabo rastvorljive na
izoelektričnom pH, moraju da se rastvaraju u prisustvu
različitih pufera (soli), gde će usled reakcije sa jonima iz
pufera da nastane razlika između izojonskog i
izoelektričnog pH.
kod peptida i proteina koji sadrže slobodne amino i
karboksilne grupe (iz bočnih nizova i terminalnih
aminokiselina) uticaj prisustva soli na razliku između
izojonskog i izoelektričnog pH je daleko izraženiji npr. u
0.15 M NaCl izojonska tačka goveđeg albumina je na pH
5,37, a izoelektrična tačka je na pH 4,40
Ponoviti iz organske hemije
Zbog toga postoje teoretske i eksperimentalne definicije
izojonske i izoelektrične vrednosti pH:
a) teoretske (neoperativne):
izojonski pH je ona vrednost pH pri kojoj je broj protona
koje supstanca (aminokiselina, peptid ili preotein) otpusti u
vodeni rastvor jednaka broju protona koje iz rastvora
prima
izoelektrični pH je ona vrednost pH pri kojoj je ukupan
električni naboj supstance jednak nuli
b) eksperimentalne (operativne):
izojonska tačka je vrednost pH koju daje rastvor čiste
supstance u čistoj vodi
izoelektrična tačka je vrednost pH pufera definisanog
sasatava pri kojoj supstanca ne migrira u električnom polju
Ponoviti iz organske hemije

18. 6.11.2013
18
izoelektrični pH aminokiselina:
neutralne: 4.8-6.3
kisele: 2.7-3.2
bazne: 7.8-10.8
poznavanje vrednosti izoelektričnog pH proteina je
značajno za njihovo odvajanje taloženjem i
elektroforetskim tehnikama.
II Reakcije amino grupe
1. građenje soli
bazni karakter amino grupe omogućava građenje soli sa
drugim kiselinama: pikrati lizina i hidroksilizina, flavinati
lizina, histidina i arginina i.t.d.
2. alkilovanje
dobijaju se N-mono, -di i -tri alkil (metil, etil) derivati.
eksperimentalno se ove reakcije teško kontrolišu zbog
mogućnosti supstitucije alkil radikalima i vodonikovih
atoma van amino grupa

19. 6.11.2013
19
3. arilovanje
dinitro fenil derivati (DNP) aminokiselina se koriste za
identifikaciju N-terminalnih aminokiselina peptida u toku
određivanja sekvence aminokiselina proteina
F
NO2
NO2
+ COOH
CH
R
H2N
NO2
NO2
NH
CH
COOH
R
-HF
N-aril sulfonil derivati se često koriste za identifikaciju N-
terminalnih aminokiselina. Hidrolizom peptidnih veza
izdvajaju se aminokiseline od kojih je samo N-terminalna
supstituisana
J
SO2Cl
+ CO NH
CH
R
H2N
CH
CO
R'
J
SO2 NH
CH
R
CO NH
CH
R'
CO
-HCl

20. 6.11.2013
20
4. dezaminacija
dejstvom HNO2 u prisustvu NaNO3 nastaju hidroksi
aminokiseline uz oslobađanje azota.
R CH COOH
NH2
+ HONO + N2 + H2O
NaNO3 R CH COOH
OH
reakcija je kvantitativna i predstavlja osnovu Van Slyke-
ove metode određivanja azota αααα-amino grupa
aminokiselina, peptida i proteina
oksidativnom dezaminacijom pod dejstvom oksidacionih
sredstava kao što su KMnO4, H2O2 ili u tkivima
katalitičkim dejstvom enzima dehidrogenaza nastaju
prvo αααα-iminokiseline, a zatim αααα-ketokiseline uz
oslobađanje amonijaka
R CH COOH
NH2
R C COOH
NHdehidrogenaza -NH3
R C COOH
O
III reakcije karboksilne grupe
1. Sorensen-ova formol titracija
Aminokiseline ne mogu da se u vodenom rastvoru
direktno titriraju bazom jer zwitter jon sporo reaguje, a
dodata baza trenutno utiče na promenu boje indikatora.
Formaldehid dodat rastvoru aminokiselina u velikom
višku vezuje se za aminogrupu i sprečava vezivanje
protona iz karboksilne grupe. Tada aminokiselina može
da se titrira bazom uz indikator na uobičajen način.
CH COO-+H3N
R
+ 2HCHO CH COOHN
R
HOH2C
HOH2C
• ova reakcija se primenjuje za određivanje proteina u mleku

21. 6.11.2013
21
2. estri aminokiselina
dejstvom alkohola na aminokiseline u prisustvu HCl,
nastaju estri hidrohlorida amino kiselina iz kojih dejstvom
razblaženih alkalija, nastaju estri aminokiselina:
H2N CH COOH
R
+ HO R'
HCl NaOH
ClH3N CH COOR'
R
-H2O -NaCl
-H2O
H2N CH COOR'
R
estri aminokiselina se koriste za sintezu dipeptida preko
diketo-piperazina.
Hidrolizom jedne peptidne veze diketopiperazina
pomoću HCl nastaje smesa dva izomerna peptida:
H2N CH COOC2H5
CH3
H2N CH COOC2H5
CH2OH
HOH
CH CONH
CH3
CH
CH2OH
CONH
H2N CH CONH
CH3 CH2OH
COOHCH H2N CH CONH
CH2OH
CH
CH3
COOH
diketopiperazin
alanilserin serilalanin
Ponoviti iz organske hemije

22. 6.11.2013
22
3. hloridi aminokiselina
dobijaju se dejstvom fosfopentahlorida na aminokiselinu
čija je amino grupa prethodno zaštićena (acetil ili
karbobenzoksi grupom):
CHCH3CONH COOH
R
+ PCl5 CHCH3CONH
R
COCl + POCl3 + HCl
CHCH3CONH
R
COCl + HCl CHClN3H
R
COCl
hlorid hidrohlorida
aminokiseline
ako se za zaštitu aminogrupe upotrebi
karbobenzoksihlorid pri hloriranju sa fosfopentahloridom
dobiće se karbobenzoksihlorid aminokiseline koji se
koristi za sintezu polipeptida.
Ponoviti iz organske hemije
4. dekarboksilacija aminokiselina
dekarboksilacijom aminokiselina, pri zagrevanju
u prisustvu barijumhidroksida, ili u tkivima u
prisustvu enzima karboksilaze aminokiselina,
nastaju amini sa jednim C atomom manje:
H N N
CH2-CH(NH2)-COOH
-CO2
N N
CH2-CH2-NH2
histidin histamin
H

23. 6.11.2013
23
5. stvaranje helata
joni metala: Cd2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+, Co2+ i dr. sa
aminokiselinama obrazuju koordinativne komplekse -
helate.
pored karboksilne grupe u stvaranju helata učestvuju i
druge grupe (NH2, SH).
glikokol sa Cu2+ jonom gradi kompleksno jedinjenje kod
koga je Cu2+ jon vezan za karboksilne grupe kovalentnim,
a za amino grupe koordinativnim vezama:
CH2
H2N C
O
OH
CH2
H2N C
O
OH
CH2
H2N C
O
O
Cu
O
O
CH2N
CH2
Cu2+
IV reakcije funkcionalnih grupa sa
sumporom
funkcionalne grupe sa sumporom sadrže :
cistein - tiolska (sulfhidrilna) grupa (-SH)
cistin - disulfidna grupa (-S-S-)
metionin - metilovana tiolska grupa (-S-CH3)
1. oksidacija tiola do disulfida
4R-SH → 2R-S-S-R + 2H2O
O2

24. 6.11.2013
24
2. formiranje tioestara
3. reakcije disulfida sa tiolima
R-S-S-R + 2R’-SH → 2R-SH + R’-S-S-R’
R C
O
OH + R' SH R C
S
R'
OH
OH R C
O
S R' + H2O
4. reakcije izmene disulfida
R-S-S-R + R’-S-S-R’ → R-S-S-R’ + R’-S-S-R
5. formiranje kompleksa sa metalnim jonima
Co2+, Cu2+, Mn2+, Cd2+ i dr.
6. reakcije sa sulfitima
raskidanje disulfidne veze
R-S-S-R + SO3
2- → R-S- + R-S-SO3
većina proteina optimalno učestvuje u ovim reakcijama
tek posle denaturacije, što se objašnjava na dva načina:
1. aktivne grupe su skrivene usled konformacije nativne molekule
2. aktivne grupe učestvuju u formiranju labilnih hemijskih veza koje
se raskidaju denaturacijom

25. 6.11.2013
25
V bojene reakcije
aminokiselina reagensi trivijalni naziv
glicin o-ftalaldehid
arginin α-naftol, hipobromit Sakaguci-jeva reakcija
metionin jodoplatinat
histidin diazosulfanilna kiselina Pauli-jev test
histidin bromfenol plavo, merkuri-hlorid
triptofan p-dimetilaminobenzaldehid Ehrlich-ova reakcija
tirozin Hg soli, azotna kiselina Millon-ova reakcija
tirozin α-nitrozo-β-naftol
prolin izatin
hidroksi kiseline perjodna kis., Nessler-ov reag.
cisteop nitroprusid
sve a.k. ninhidrin
peptidna veza bakar-sulfat, hidroksid biuretska reakcija
Ninhidrinska reakcija
Ninhidrin se redukuje do hidrindantina, aminokiselina preko imino I
keto kiseline dekarboksilacijom prelazi u odgovarajući aldehid.
Oslobiđeni amonijak, hindrindantin i višak ninhidrina formiraju plavo
kondenzaciono jedinjenje

26. 6.11.2013
26
PEPTIDI
Peptidna veza nastaje kondenzacijom karboksilne grupe
jedne i amino grupe druge aminokiseline.
Karbonilna (C=O) i imino (N-H) grupa leže u istoj ravni
jer peptidna veza ima delimično karakter dvogube veze
čime je praktično onemogućena rotacija
Kod većine aminokiselina kondenzacija je linearna
Izuzetak je prolin

27. 6.11.2013
27
Sinteza peptida nije jednostavna i vrši se prevođenjem
karboksilne grupe u njen hlorid, pri čemu je potrebno
predhodno zaštititi amino grupu npr. acetil grupom ili
karbobenzoksihloridom
peptіdі dobіjaju oѕnovno іme prema C termіnalnoj amіnokіѕelіnі, a
oѕtale amіnokіѕelіne ѕe оznačаvајu kао radіkalі роčеv od N
termіnalne amіnokіѕelіne npr. trіpeptіd glutatіon je glutamіl-
cіѕteіnіl-glіcіn
рерtidnі nіz моžе da bude гаzlіčіtоg oblіka:
1. linеаran
2. rаčvаѕt zbog prіѕuѕtva dіamіnomonokarbonѕkіh i monoamіnodіkarbonѕkіh
kіѕelіna
3. ѕеmісіklіčаn uѕled ѕtvaranja іntramolekulѕkіh vоdоničnіh veza
4. cikličan usled stvaranja intramolekulskih peptidnih veza

28. 6.11.2013
28
molekule proteіna ѕaѕtoje ѕe іz jednog іlі vіšе polіpeptіdnіh lаnаса, a
broj amіnokіѕeiіnѕkіh ostataka kгеćе ѕe і do nekoiіko deѕetіna
hіljada.
ѕtruktura proteіna моžе da ѕe izučаvа nа čеtігі nіvoa:
1.рrіmаrnа ѕtruktura
redoѕled (ѕekvenca) amіnokіѕelіnѕkіh oѕtataka u molekulі proteіna
određіvanje prіmarne ѕtrukture je dugotrajna і ѕloženа procedura
prvo ѕe vršі raѕkіdanje (hіdrolizа) dіѕuіfіdnіh veza permravіjom
kіѕelіnom іlі merkaptoetanolom prі čеmu ѕe odvajaju polіpeptіdnі
lancі
prіmarna ѕtruktura ѕe zatіm određuje hemіjѕkіm і enzіmatѕkіm
metodama koje ѕe zaѕnіvaju na poѕtepanoj hіdrolіzі proteіna і
іdentіfіkovanju oѕlobodenіh amіnokіѕelіna.
ЅTRUKTURA PROTEІNA
N termіnalna analіza
a) Ѕangerov poѕtupak (dіnіtrofenіl poѕtupak)
DNP derivat aminokiseline je žuto obojen i može da se ekstrahuje
etrom i identifikuje hromatografski

29. 6.11.2013
29
b) Edman-ova degradacija
Feniltiohidantoinski derivati aminokiselina se ekstrahuju etilacetatom i
određuju hromatografski
C terminalna analiza
a) Enzimska metoda
Enzim karboksipeptidaza katalizuje hidrolizu peptidne
veze kojom je vezana C terminalna aminokiselina
Sekvencioniranje DNK
Sekvencioniranje DNK gena koji kodira ispitivani protein
Zbog analitičkih problema najbolje je koristiti više tehnika

30. 6.11.2013
30
Prvi protein čija je primarna struktura bila potpuno
rasvetljena je hormon insulin
2 lanca povezana sa 2 -S-S- mosta
lanac A: 21 a.k.,1 -S-S- most, kiseo (2 Glu)
lanac B: 30 a.k., bazan (1 Lys, 1 Arg, 2 His, 2 Glu
Redosled aminokiselina u goveđem insulinu

31. 6.11.2013
31
2. Sekundarna struktura
prostorni raspored aminokiselina koje su u primarnoj strukturi blizu
jedna drugoj i periodično ponavljanje strukture.
ispituje se fizičkim metodama (difrakcija x zraka i dr.)
peptidna veza je uvek u ravni zbog delimičnog karaktera dvogube
veze
teoretski period identičnosti je 7,27 Å, ali svaka peptidna veza može
da nagradi 2 vodonične veze sa drugim polipeptidnim lancem ili
unutar samog lanca, pa se period identičnosti skraćuje

32. 6.11.2013
32
Postoje tri tipa sekundarme strukture: β-plisirani list, α-
spirala i slobodni niz
1. β-plisirani list
Strukturu čine dva lanca povezana vodoničnim vezama
Lanci mogu da budu paralelni i anti-paralelni
peptidne grupe se nalaze u istoj ravni
α-C atomi pripadaju susednim ravnima koje zaklapaju
određeni ugao
radikali zauzimaju vertikalni položaj
ovu strukturu imaju neki skleroproteini npr. β−keratin

33. 6.11.2013
33
2. α-spirala
vodonične veze koje se obrazuju unutar lanca dovode do
njegovog savijanja u konformaciju spirale
svaki zavoj spirale se satoji iz 3,7 ostataka aminokiselina
period identičnosti je oko 5,4 Å
peptidne veze su u jednoj ravni, a CO i NH grupe koje
stoje jedna iznad druge obrazuju vodonične veze koje
stabilizuju molekulu
Period identičnisti keratina kose i perja je 5,1 Å a ne 5,4 Å. To je
zato što su kod njega 2 ili više polipeptidnih nizova spiralne strukture
upleteni u obliku konopca što dovodi do skraćivanja duž ose
zakedničkog savijanja.
Fibrile kolagena se sastoje iz 7 trostrukih spirala upredenih u obliku
konopca

34. 6.11.2013
34
Nastajanje želatina kuvanjem i hlađenjem kolagena rezultat je
odvrtanja spirale i raskidanja vodoničnih veza pri čemu odvojeni
polipeptidni nizovi hidratišu
Neke aminokiseline remete pravilnost strukture:
imino grupa prolina je deo krutog prstena i nema rotacije oko N-C veze
a.k. sa naelektrisanim ili voluminoznim R grupama elektrostatički ili
fizički remete formiranje heliksa
3. Slobodan niz
Konformacija koju poprima polipeptidna molekula u rastvoru, kada
se raskine najveći broj vodoničnih veza
Peptidne grupe su i dalje u istoj ravni, ali niz rotira oko C atoma za
koje su vezani radikali
3. Tercijerna struktura
α- i β- strukture, kao i molekule proteina koje nemaju
sekundarnu strukturu mogu da se savijaju i grade
globularne, elipsaste ili vretenaste strukture
savijeni delovi polipeptidnog niza međusobno su
povezani disulfidnim, vodoničnim ili jonskim vezama
preko bočnih ostataka aminokiselina
U održavanju stabilnosti ovih struktura mogu da
učestvuju i nepolarni bočni lanci aminokiselina
međusobnim privlačenjem Van-der-Vals-ovim silama

35. 6.11.2013
35
4. Kvaternerna struktura
Imaju je neki oligomerni proteini koji predstavljaju asocijaciju nekoliko
globula povezanih vezama koje nisu kovalentne (peptidne ni
disulfidne), npr hemoglobin
Primer: struktura hemoglobina
Primarna struktura: polipeptidni niz se sastoji iz 574 a.k. u određenom
redosledu
Sekundarna struktura: polipeptidni niz je uvrnut u α-spiralu
Tercijerna struktura: α-spirala je smotana u klupko
Kvaternerna struktura: 4 klupka formiraju tetramer

36. 6.11.2013
36
FIZIČKE I HEMIJSKE OSOBINE PROTEINA
Mm peptida: do 10 000
Mm proteina: 10 000 - 25 000 000
prema veličini čestica (1-100 mµ) spadaju u koloide
predstavljaju smešu više proteinskih frakcija različitih
Mm (npr. glijadini se nalaze u opsegu Mm 15 – 90 kD)
za prečišćavanje proteina koristi se dijaliza. Ne prolaze
kroz polupropustljive membrane creva za dijalizu čiji su
prečnici pora manji od njihovih prečnika.
proteini su koloidni elektroliti i talože se na
izoelektričnom pH.
mogu da se razdvoje elektroforezom. U rastvoru čiji je
pH manji od izoelektrične tačke putuju prema katodi, a
kada je pH viši od izoelektrične tačke prema anodi.
Određivanje Mt proteina:
1. Ultracentrifugiranje (6 000 o/min)
2. SDS PAGE
3. Gel filtracija

37. 6.11.2013
37
optičke osobine proteina
interakcije proteina ili njihovih konstituenata (aminokiselina
i peptida) i elektromagnetog zračenja deli se na:
1. neapsorptivne interakcije:
• polarizacija
• difrakcija x zraka
• optička anizotropija
• refrakcija i disperzija
• skatering
2. apsorptivne interakcije
• apsorpcija u UV oblasti
• apsorpcija u IR oblasti
apsorpciona kriva proteina u UV oblasti ima dva apsortivna
područja:
180-250 nm - peptidna veza i funkcionalne grupe aminokiselina sa
sumporom (cistina, cisteina i metionina)
oko 280 nm - funkcionalne grupe tirozina, triptofana, fenilalanina
fenilalanin malo utiče na apsorpcioni spektar proteina jer
ima mali molarni ekstincioni koeficijent i nizak sadržaj u
proteinima (odnos Try:Tyr:Phe ~ 27:7:1)
aminokiselina funkcionalna grupa maksimum apsorpcije Em
tirozin fenol 275 1340
triptofan indol 280 5010
fenilalanin fenil 258 206
cistin disulfid 250
cistein tiol 200
metionin alkilsulfid 200

38. 6.11.2013
38
UV apsorpcija na 280 nm koristi se za određivanje sadržaja proteina
Apsorpcioni spektar glijadina 1 mg/ml u 1% SDS u UV oblasti od 250 do 400 nm
Standardna kriva za glijadin (Sigma) za određivanje sadržaja prolamina
apsorpcijom u UV oblasti na 280 nm

39. 6.11.2013
39
Denaturacija proteina
Denaturacija je promena nativne strukture proteina
Faktori koji dovode do denaturacije:
povišena ili snižena temperatura
kiseline ili baze
ultrazvuk
UV svetlost
jonizujuća zračenja
teški metali
enzimi
organski rastvarači i dr.
denaturisanjem proteini
prelaze iz visoko
organizovanog u
neorganizovano stanje uz
promenu konformacije
(odmotavanje, ispravljanje
molekula)
denaturisani proteini se lakše
hidrolizuju dejstvom enzima
pokazuju povećanu optičku
rotaciju i viskozitet
povećana reaktivnost aktivnih
grupa i smanjena rastvorljivost
denaturisani enzimi i peptidi
gube biološku aktivnost

40. 6.11.2013
40
koagulacija proteina
pojava kada se čestice proteina talože usled smanjenog
Braunovog kretanja
pri manjim koncentracijama čestice se talože, a pri većim
dolazi do očvršćavanja celog sistema – prelazak u gel
denaturacija je jednaka koagulaciji kada nastane talog
neki koagulisani proteini su svarljiviji (npr. ovoalbumin)
koagulacija eliminiše antivitaminsko dejstvo avidina
(antivitamin vitamina H)
koagulisani gluten ne može da veže vodu (sušenje
hleba)
AZOTNA RAVNOTEŽA
proteinske potrebe organizma obično se izražavaju
preko azotnog bilansa:
1. pozitivan azotni bilans - količina izlučenog azota je
manja od količine unetog. Karakterističan za mlade
organizme, jer se uneti proteini koriste ne samo za
regeneraciju tkiva, već i za izgradnju novih tkiva -
povećanja telesne mase
2. negativan azotni bilans - količina izlučenog azota je
veća nego količina unetog. Troše se sopstvena tkiva -
dolazi do smanjenja telesne mase
3. azotna ravnoteža - količina izlučenog azota je jednaka
količini unetog - telesna masa se ne menja

41. 6.11.2013
41
biskoristljivost proteina zavisi od njihovog aminokiselinskog
sastava
indeks efikasnosti proteina - PER
pretstavlja sposobnost proteina da u datom momentu
regenerišu stara i izgrađuju nova tkiva
povećanje telesne mase
PER =
masa unetog proteina
biološka vrednost proteina - BV
pretstavlja deo iskorišćenog proteinskog azota u organizmu
količina zadržanog azota
BV =
količina unetog azota
za određivanje BV i PER koriste se:
1. biološke metode - zasnivaju se na praćenju azotnog bilansa i
promena telesne mase eksperimentalnih životinja
2. hemijske metode - zasnivaju se na određivanju sadržaja
amino-kiselina u hidrolizatu ispitivanog proteina
Formule Block-a i Mitchel-a:
PER = 3.77 - 0.0321 · x
BV = 102 - 0.634 · x
• limitirajući faktor (limitirajuća aminokiselina) je ona
esencijalna aminokiselina čiji je sadržaj najmanji u odnosu na
sadržaj iste aminokiseline u ukupnim proteinima jajeta čiji se
sadržaj dogovorno uzima kao 100%
• x - procenat deficita limitirajuće aminokiseline - dobija se
oduzimanjem od 100 vrednosti procenta limitirajuće
aminokiseline (% od iste amino-kiseline proteina jajeta)

42. 6.11.2013
42
% esencijelnih aminokiselina u proteinima jajeta
(FAO)
lizin 6,88
Treonin 5,01
Valin 6,75
Metionin 5,71
Izoleucin 8,70
Leucin 6,20
Tirozin 4,10
fenilalanin 5,65
primer: u proteinima pasulja limitirajuća a.k. je metionin
1.92 % (5.71 % u proteinima jajeta)
1.92 · 100 / 5.71 = 33.6 %
100 - 33.6 = 66.4 - procenat deficita limitirajuće a.k.
BV = 102 - 0.634 · 66.4 = 59.9
PER = 3.77 - 0.0321 · 66.4 = 1.64
Podela proteina prema biološkoj vrednosti:
1. potpuni proteini (BV > 75)
- omogućavaju normalan rast i regeneraciju organizma
- proteini: mesa (sem proteina vezivnog tkiva), mleka, jaja
2. delimično nepotpuni proteini (BV = 55-75)
- omogućavaju samo održavanje telesne mase
- većina biljnih proteina: proteini žitarica su deficitarni u
lizinu, a proteini leguminoza u metioninu
3. nepotpuni proteini (BV < 55)
- ne omogućavaju ni održavanje telesne mase
- proteini vezivnog tkiva: kolagen, elastin.
- zein iz kukuruza je veoma deficitaran u lizinu

43. 6.11.2013
43
Poboljšanje biološke vrednosti proteina
komplementacija kombinovanjem proteina
dodavanje deficitarnih a.k. u dijetetske proizvode
genetske modifikacije – hibridi sa većim sadržajem deficitarnih a.k.
UTICAJ TERMIČKOG TRETMANA NA
BIOISKORISTLJIVOST PROTEINA
Denaturacija i koagulacija proteina imaju povoljno dejstvo na
digestivnu iskoristljivost proteina zbog promene konformacije
polipeptidnih lanaca što omogućava lakši pristup enzimima
Formiranje unutrašnjih peptidnih veza između ε-amino grupe
lizina i amidne karboksilne grupe glutaminske i asparaginske
kiseline pri veoma visokim temperaturama usled sternih smetnji
onemogućava pristup digestivnim enzimima.
Digestivna iskoristljivost proteina pasterizovanog mleka je veća
nego UHT sterilizoivanog.
Racemizacija aminokiselina usled uticaja alkalne sredine prilikom
tehnoloških procesa pripremanja proteinskih koncentrata (kazeinata,
proteina kvasca, soje) dovodi do smanjenja bioskoristljivosti jer se
D-aminokiseline ne metabolišu u organizmu

44. 6.11.2013
44
Nastajanje lizinoalanina (LAL) tretiranjem proteina alkalijama na
visokoj temperaturi smanjuje digestibilnost proteina i iskoristljivost
lizina, a kod eksperimentalnih životinja izaziva renalna oštećenja.
• LAL se satoji iz lizina čija je εεεε-amino grupa vezana za metil grupu
ostataka alanina, nije dipeptid i hidrolizom ne daje dve
aminokiseline.
• U alkalnoj sredini lizin se vezuje sa ostatkom dehidroalanina koji
nastaje reakcijom ββββ-eliminacije iz cisteina i serina
Cistein
Serin
baza
-H2S
CH2
C
dehidroalaninski
ostatak
+L-lizin
C-H
(CH2)4
NH
CH2
*C-H
LAL
-H2O
interakcija proteina i ugljenih hidrata
• Pri zagrevanju dolazi do reakcije neenzimskog tamnjenja - Millard-ove reakcije.
Lizin najviše učestvuje u ovoj reakciji jer su slobodne i terminalne amino grupe
najaktivnije. Zbog toga pri reakciji neenzimskog tamnjenja dolazi do smanjenja
iskoristljivosti proteina jer je deo lizina blokiran.
H-C-OH
H-C-OH
HO-C-H
H-C-OH
H-C
H2C-OH
O
aldoza aldozamin
R-NH2
H-C-NHR
H-C-OH
HO-C-H
H-C-OH
H-C
H2C-OH
O
H-C-OH
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H2C
H-C=O
HO-C-H
H-C-OH
H-C-OH
H2C-OH
O
1-amino-1-dezoksi-2-ketoza
Amadorijevo
premestanje
CH2-NHR
CH2-NHR
•U prvoj fazi kondenzuje se karbonilna grupa šećera i slobodna
amino grupa proteina (lizina ili terminalna) pri čemu se formira
aldozamin ili ketozamin
•Druga faza je Amadorijevo premeštanje pri čemu nastaje N-
supstituisana-1-amino-1-dezoksi-2-ketoza
•U trećoj fazi dolazi do stvaranja više stotina različitih jedinjenja
koja su odgovorna za za brojne arome boju i ukus termički
tretirane hrane, a na kraju nastaju tamni pigmenti melanoidini.

45. 6.11.2013
45
interakcija proteina i masti
• Oksidativnom razgradnjom nezasićenih masnih kiselina i
holesterola nastaju proizvodi koji mogu da reaguju sa
amino grupama proteina, naročito lizina, čime se
smanjuje njihova iskoristljivost.
DIGESTIBILNOST PROTEINA
Faktori koji utiču na digestibilnost proteina:
poreklo (biljni proteini imaju manju digestibilnost zbog manje
digestibilnih ćelijskih memebrana)
fizikohemijski faktori (konformacija molekula, tipovi veza)
prisustvo sastojaka hrane koji modifikuju digestiju (vlakna, tanini)
prisustvo antifizioloških faktora koji utiču na digestiju (tripsin
inhibitori, lektini)
termički tretman (Millard-ova reakcija, stvaranje lizinoalanina,
racemizacija i dr.)
Izračunavanje digestibilnosti:
[Ni - (Nf - Ne)] x 100
Ni
Ni - uneti azot
Nf - fekalni azot
Ne - endogeni fekalni azot (na dijeti bez proteina, oko 14mg/kg za
odrasle, 20 mg/kg za decu)

46. 6.11.2013
46
Namirnica Digestibilnost proteina (%)
Belance jajeta 97
Celo jaje, govedina, živina, riba 95
Pšenično belo brašno 95
Soja protein izolat 94
Polirani pirinač 88
Sojino brašno 86
Integralna pšenica 86
Kukuruzni proizvodi 86
Integralni pirinač 84
pasulj 69
DIJETE Digestibilnost proteina (%)
SAD 96
Kina 94
Kolumbija (viša klasa) 93
Filipini (urbana) 88
Čile (srednja klasa) 82
Meksiko (ruralna) 80
Gvatemala (ruralna) 79
Brazil (ruralna) 78
Indija (vegetarijanska) 78
Izračunavanje digestibilnosti proteina mešovitog obroka od pirinča pasulja,
pšenice i jaja
Namirnica digestibilnost proteina zastupljenost u obroku (%)
Poliran pirinač 88 40
Crni pasulj 69 35
Integralna pšenica 86 15
Celo jaje 95 10
Digestibilnost: (0,88 x 40) + (0,69 x 35) + (0,86 x 15) + (0,95 x 10) = 82%

47. 6.11.2013
47
DIGESTIJA PROTEINA
1. usta
mehaničko usitnjavanje hrane
2. želudac
pepsin - prekurzor: pepsinogen, aktivator: HCl, pH 1-
2 raskida endogene peptidne veze proteina, naročito
između aromatičnih i dikarbonskih kiselina pri čemu
nastaju proteoze i peptoni
renin - potrebno prisustvo Ca2+, pH 4 dovodi do
koagulacije mleka pri čemu kazein prelazi u
parakazein pa se duže zadržava u želudcu. Važan je
kod dece dok ga kod odraslih nema. Koristi se u
proizvodnji sira.
3. tanko crevo
a) enzimi pankreasnog soka:
tripsin (prekurzor: tripsinogen, aktivator: enterokinaza, pH 7.9) -
raskida endogene peptidne veze proteina, proteoza i peptona,
naročito između baznih aminokiselina pri čemu nastaju polipeptidi i
dipeptidi
himotripsin (prekurzor: himotripsinogen, aktivator: tripsin, pH 8) -
raskida endogene peptidne veze proteina, proteoza i peptona,
naročito između neutralnih aminokiselina pri čemu nastaju polipeptidi
i dipeptidi
elastaza (prekurzor: proeleastaza, aktivator: tripsin, pH 8) - raskida
endogene peptidne veze proteina, proteoza i peptona, naročito
između malih aminokiselina (glicin, alanin, serin) pri čemu nastaju
polipeptidi i dipeptidi
karboksipeptidaza (prekurzor: prokarboksipeptidaza, aktivator:
tripsin, pH 8) - raskida egzogene peptidne veze polipeptida na
slobodnom karboksilnom delu lanca pri čemu nastaju aminokiseline i
peptidi

48. 6.11.2013
48
b) enzimi crevnog soka
aminopeptidaza raskida egzogene peptidne veze
polipeptida na slobodnom amino kraju lanca pri čemu
nastaju aminokiseline i peptidi
dipeptidaze raskidaju peptidnu vezu dipeptida pri čemu
nastaju aminokiseline
APSORPCIJA PROTEINA
D-aminokiseline se apsorbuju prostom difuzijom
L-aminokiseline (prirodni izomeri) se apsorbuju aktivnim
transportom u kome ima ulogu vitamin B6
u apsorpciji postoji kompeticija između aminokiselina
tako da suviše velika količina jedne aminokiseline može
da uspori apsorpciju druge
apsorbovane aminokiseline putuju portalnim venskim
krvotokom do jetre
moguće je da poneki polipeptidni lanac, koji iz određenih
razloga ne može da se digestira, bude apsorbovan. Te
molekule ne mogu da se koriste u sintezi proteina, već
dovode do razvoja imunosti i preosetljivosti na proteine
pojedinih namirnica (nutritivni alergeni)

49. 6.11.2013
49
METABOLIZAM PROTEINA
biljni i životinjski proteini izgrađeni su od oko 20
aminokiselina
esencijalne aminokiseline: izoleucin, leucin, lizin,
metionin, fenilalanin, treonin, triptofan i valin (arginin i
histidin su poluesencijalne) ne mogu da se sintetišu u
organizmu i moraju da se unose hranom
neesencijalne aminokiseline mogu da se sitetišu iz
drugih aminokiselina, Ac-koenzima A ili piruvata
reakcijama aminovanja, transaminacije, dezaminacije i
defosforilacije koje su enzimski katalizovane
Ponoviti iz biohemije

50. 6.11.2013
50
Ponoviti iz biohemije
Sinteza proteina
Ponoviti iz biohemije

51. 6.11.2013
51
ANALITIKA PROTEINA
1. određivanje ukupnih proteina
- metoda po Kjeldahl-u
koncentrovana sumporna kiselina vrši razaranje
materijala pri čemu se ugljenik oksidiše do ugljen-
dioksida, vodonik do vode, a azot se redukuje do
amonijaka koji se destiliše vodenom parom i hvata u
određenu zapreminu kiseline poznatog titra, nakon čega
se višak kiseline se retitrira bazom
U zavisnosti od sadržaja azota u proteinima pojedinih
namirnica (FAO tablice) sadržaj proteina se izračunava
množenjem dobijenog sadržaja azota faktorom iz tablice
(npr. 5.7 za proteine pšenice, 6.25 za proteine drugih
žitarica)
- određivanje belančevina mleka formol titracijom
dodatkom formaldehida blokiraju se amino grupe belančevina, a
karboksilne grupe mogu da se titriraju bazom
R CH
NH2
COOH
CH
H
O
R CH
N(CH2OH)2
COOH
+
2. određivanje određenih frakcija proteina
- taloženje na izoelektričnom pH
npr. kazein se izdvaja iz mleka taloženjem na pH 4.6 i može da se
odredi po Kjeldahl-u
- ekstrakcija određenim rastvaračima (po Osborn-u)
ekstahovani proteini mogu da se odrede po Kjeldahl-u ili metodama
za određivanje proteina u rastvoru: po Lowry-u, BCA, Biuret-skom
metodom, merenjem apsorpcije u UV oblasti i dr.
- elektroforezom i gel filtracijom
izdvojene frakcije mogu da se odrede pomenutim metodama

52. 6.11.2013
52
3. određivanje aminokiselinskog sastava i biološke
vrednosti proteina
Proteini se hidrolizuju do aminokiselina kiselom ili baznom
hidrolizom.
Baznom hidrolizom dolazi do razlaganja većeg broja aminokiselina.
Kiselom hidrolizom triptofan se potpuno razlaže, a dolazi i do
delimičnog razlaganja aminokiselina sa sumporom, ali, obzirom da
se sadržaj aminokiselina određuje u odnosu na kiselo hidrolizovan
standard ovi gubitci se eliminišu.
Kisela hidroliza se izvodi 6M HCl u zatopljenim ampulama na 110oC
u toku 20h. Višak kiseline se ukloni višestrukim ispiranjem i
uparavanjem, a hidrolizat se rastvara u citratnom puferu pH 2.2 i
sadržaj aminokiselina određuje aminoanlizatorom (ninhidrinska
reakcija), ili HPLC tehnikom nakon PTC derivatizacije (UV detektor)
Iz sadržaja esencijelnih aminokiselina izračunavaju se parametri
hranljive vrednoeti proteina: BV, PER, EAAI
4. određivanje primarne, sekundarne, tercijarne i
kvaternerne strukture proteina
sekvenciona analiza
rentgenske metode
5. ispitivanje imunogenosti proteina namirnica
važno je kod ispitivanja dijetetskih preparata za pojedine
grupe preosetljivih osoba: npr. gluten-free preparati za
celijačne bolesnike
imunohemijske metode: ELISA, imunobloting tehnike,
imunoprecipitacija RIA i dr.