Hvordan er proteiner opbygget? Aminosyrer og struktur

Proteiner er lange kæder af aminosyrer, der er bundet sammen med peptidbindinger og foldet til en bestemt tredimensionel form. Der findes 20 aminosyrer, og rækkefølgen af dem afgør, hvordan kæden folder sig — og formen afgør, hvad proteinet kan.

Aminosyren

Alle 20 aminosyrer er bygget over samme skabelon:

• Et centralt kulstofatom
• En aminogruppe (−NH₂)
• En carboxylgruppe (−COOH)
• Et brintatom
• En sidekæde (R-gruppe) — den eneste del, der er forskellig fra aminosyre til aminosyre

Sidekæden er hele forklaringen på mangfoldigheden. Nogle sidekæder er vandelskende, andre vandskyende, nogle er ladede, nogle indeholder svovl. Det er dem, der bestemmer, hvordan kæden folder sig.

Peptidbindingen

To aminosyrer bindes ved, at den enes carboxylgruppe reagerer med den andens aminogruppe. Der fraspaltes et vandmolekyle — en kondensationsreaktion — og tilbage står en peptidbinding.

• 2 aminosyrer = et dipeptid
• Få aminosyrer = et peptid
• Mange (typisk over 50) = et protein

Kæden har en fri aminogruppe i den ene ende (N-terminalen) og en fri carboxylgruppe i den anden (C-terminalen). Den bygges altid fra N mod C.

De fire strukturniveauer

Hæmoglobin er det klassiske eksempel på kvaternærstruktur: fire kæder, der arbejder sammen om at transportere ilt.

Formen bestemmer funktionen

Det er den vigtigste pointe i hele emnet. Et proteins funktion afhænger ikke af, hvad det er lavet af — alle proteiner er lavet af de samme 20 byggesten — men af, hvilken form det folder sig til.

Derfor er denaturering så afgørende: bliver proteinet udsat for varme, stærk syre, base eller kraftig mekanisk påvirkning, brydes de svage bindinger, formen går tabt, og funktionen forsvinder. Peptidbindingerne er intakte — kæden er der stadig — men den er foldet forkert.

Et æg, der bliver hårdt i panden, er denaturerede proteiner. Det kan ikke gøres om.

Hvad proteiner bruges til

• Enzymer — sætter fart på kemiske reaktioner i cellerne.
• Struktur — kollagen i hud og sener, keratin i hår og negle.
• Transport — hæmoglobin bærer ilt, andre proteiner transporterer stoffer over cellemembranen.
• Forsvar — antistoffer.
• Signalstoffer — insulin og andre hormoner.
• Bevægelse — aktin og myosin i musklerne.
• Energi — men kun som nødløsning, når der ikke er kulhydrat og fedt nok.

Hvordan dannes de?

Proteinsyntesen foregår i to trin:

1. Transskription i cellekernen: dna-opskriften kopieres til mRNA.
2. Translation ved ribosomet: mRNA aflæses tre baser ad gangen. Hver triplet (kodon) svarer til én aminosyre, som tRNA bringer til stedet.

Rækkefølgen af baser i dna bestemmer altså rækkefølgen af aminosyrer — som bestemmer foldningen — som bestemmer funktionen. Det er den kæde, der forbinder gener med egenskaber.

Essentielle aminosyrer

Kroppen kan selv danne de fleste aminosyrer, men ni er essentielle og skal komme fra kosten:

histidin, isoleucin, leucin, lysin, methionin, phenylalanin, threonin, tryptofan og valin.

• Animalske proteinkilder — kød, fisk, æg, mejeriprodukter — indeholder alle ni i gode mængder.
• Vegetabilske kilder mangler ofte en enkelt. Bønner er lave på methionin, korn på lysin. Kombineres de i løbet af dagen, dækkes behovet — det er derfor, ris og bønner er et grundmåltid i så mange køkkener.

Fordøjelsen

Du optager ikke proteiner — du optager aminosyrer. Mavesyren denaturerer proteinet, enzymer klipper kæden i stykker, og de enkelte aminosyrer og korte peptider optages i tyndtarmen. Derfra samler kroppen sine egne proteiner efter sin egen opskrift.

Det er grunden til, at det er ligegyldigt, hvilken form proteinet havde i maden. Kroppen skiller det ad under alle omstændigheder.

Hvor meget har man brug for?

• Voksne generelt: omkring 0,8-1,0 g pr. kg kropsvægt om dagen.
• Ved styrketræning: 1,4-2,0 g pr. kg.
• Under vægttab: 1,6-2,0 g pr. kg for at bevare muskelmassen.
• Ældre: et højere indtag end de 0,8 g anbefales for at modvirke tab af muskelmasse.

100 gram protein om dagen svarer omtrent til: 150 g kylling, 200 g skyr, 3 æg, en håndfuld nødder og en portion linser. Det er langt lettere at nå end de fleste tror — og der er ingen dokumenteret gevinst ved at gå væsentligt over anbefalingerne for raske voksne.