Referat La Chimie [PDF]

Zitiervorschau

Referat la chimie Proteine si grasimi

Zimtea Laurentiu Florin

Proteinele sunt o clasa de compusi organici, cu structura complexa si masa moleculara mare, care prin hidroliza se transforma in amino-acizi. Proteinele sunt cei mai importanti compusi din regnul animal si vegetal. Astfel, impreuna cu apa, cu unele saruri anorganice, hidrati de carbon etc. Sunt componenti ai protoplasmei. Multe functiuni ale organismelor vii depind de proteine: enzimele – catalizatorii din organismele vii – hormonii – tot biocatalizatori – aticorpii, pigmentii respiratori s-au dovedit a fi proteine. Unele proteine formeaza parte componenta a corpului animal: tendoane, cartilaje etc.; altele au rol de protectie: par, lana, copite, coarne; multe constituie substante nutritive de rezerva. Plantele isi sintetizeaza proteinele din compusi anorganici ai azotului (amoniac si azotati) pe care ii extrag din sol; ele nu elimina azotul sub nici o forma. Spre deosebire de plante, organismul animal nu isi poate sintetiza toate proteinele de care are nevoie; ba mai mult, el elimina azotul sub diferite forme. De aceea, pentru mentinerea vietii, organismul animal necesita mereu noi cantitati de proteine, care sunt introduse in organism o data cu alimentatia (de origine vegetala sau animala). In organism, in timpul digestiei, proteinele sunt hidrolizate enzimatic pana la amino-acizi. Aceasta hidroliza se desfasoara in doua etape: in prima etapa proteinazele hidrolizeaza proteinele din alimente pana la peptide mari, care apoi, in a doua etapa, sunt hidrolizate in continuare de peptidaze pana la amino acizi. Proteinazele si peptidazele reprezinta grupuri de mai

multe enzime, fiecare din aceste enzime fiind specifica pentru hidroliza legaturii peptidice a unui anumit aminoacid. Amino-acizii sunt indispensabili functionarii organismului adult. Hrana animalelor trebuie sa comtina deci o cantitate suficienta din fiecare amino-acid indispensabil pentru sinteza proteinelor specifice. Asemenea amino-acizi se gasesc, de exemplu, in proteine din lapte, carne, oua, creier, peste etc., astfel incat proteinele respective pot fi inlocuite unele prin altele fara ca organismul sa sufere. Exista insa proteine in care lipsesc unii din amino-acizii indispensabili, ca de exemplu valina sau tirosina; de aceea folosirea in alimentatie numai a unora din aceste proteine poate duce la tulburari ale organismului. Sunt insa amino-acizi de care organismul se poate lipsi. Exemple de amino-acizi neesentiali sunt glicocolul, alanina. Organismul nu poate sa-si formeze rezerve de proteine. Prin aceasta rolul proteinelor se deosebeste de cel al hidratilor de carbon si grasimilor de care organismul se poate lipsi temporar.

Compzitia si structura proteinelor. Numarul proteinelor existente in natura este foarte mare; fiecare specie animala sau vegetala are proteinele ei specifice. De aceea este destul de greu sa se stabileasca structura proteinelor, cu atat mai mult cu cat ele se transforma cu usurinta sub actiunea diferitilor agenti fizici si chimici. Compozitia diferitelor proteine este relativ asemanatoare. Toate proteinele sunt formate din cinci elemente principale: carbon (50-52%), hidrogen (6,57,5%), oxigen (21-24%), azot (15-18%), sulf (0,5-2,5%); unele proteine cum este hemoglobina din sange mai

contin fier (o,3-0,5%), altele precum cazeina contin fosfor. Se cunosc si proteine care contin cupru, iod, etc. Pentru stabilirea structurii proteinelor s-a recurs la metode de hidroliza. Hidroliza se poate efectua cu acizi, cu baze sau cu enzime. Ca produs de hidroliza se obtine un amestec de diferiti amino-acizi (pana la 20), cum si amoniac, rezultat prin hidroliza grupelor CONH2 prezente in unii amino-acizi. Fiecare catena polipeptidica a unei proteine este formata dintr-un anumit numar de resturi de amino-acizi, dispusi intr-o succesiune determinata. Se observa ca la formarea polipeptidei intervin numai grupele functionale in pozitii a ; chiar daca amino acidul este un acid dicarboxilic sau o diamina, a doua grupare functionala COOH sau NH2 este cuprinsa in catenele laterale (R1,R2,. R n). Catenele laterale pot fi formate din resturi nepolare sau polare. Structura lor este una din cauzele varietatii proteinelor.

Proprietati.

Din punct de vedere al solubilitatii, unele proteine sunt solubile in apa sau in solutii diluate de electroliti ( de exemplu globulinele sau albuminele), iar altele sun insolubile in acesti dizolvanti (de ex keratina sau colagenul). Proteinele solubile formeaza solutii in care toate particulele dizolvate au aceeasi marime (solutii monodisperse). Unele proteine insolubile, prin incalzire prelungita in apa, se pot si ele solubiliza. In modul acesta, colagenul, dupa ce se imbiba, se dizolva transformanduse in gelatina, care se dizolva prin slaba incalzire cu apa. Masele moleculare ale proteinelor sunt foarte variate, de la zeci de mii la milioane. S-a constatat insa ca

foarte multe macromolecule de proteina sunt formate in realitate din asociatia mai multor catene polipeptidice, prin forte intermoleculare (forte de coeziune sau legaturi de hidrogen). Proteinele sunt amfioni macromoleculari. Ca si la amino acizi, punctul izoelectric este o constanta caracteristica proteinei respective. Fiind amfioni, proteinele pot neutraliza atat acizi, cat si baze, deci au proprietati de tampon.

Reactii de indentificare.

Proteinele dau o serie de reactii de culoare folosite pentru identificare. Cele mai importante sunt urmatoarele: 

Reactia biuretica consta in aparitia unei coloratii violete la tratarea cu o solutie de sulfat de cupru.



Reactia xantoproteica consta in aparitia unei coloratii galbene intense la tratarea solutiei de proteina cu acid azotic concentrat.

 Reactia Millon consta in aparitia unui precipitat de culoare rosie la tratarea proteinelor cu o solutie concentrata de azotat mercuric in acid azotic ce contine si acid azotos. 

Reactia Adamkiewiez-Hopkins consta in aparitia unei coloratii albastre-violete la tratarea proteinei cu acid sulfuric care contine si acid glioxilic.

 Reactia Pauly consta in aparitia unei coloratii rosii la tratarea cu acid diazobenzensulfuric a unei solutii de proteina alcanizata cu carbonat de sodiu.

Grasimile

sunt substante organice produse atat in renul animal il stocheaza in tesutul subcutan, in

epiploon sau in jurul oranelor interne iar plantele il acumuleaza in jurul elementelor reproducatoare.Din cele mai vechi timpuri grasimile si-au gasit diferite intrebuintari in alimentatie, medicina, industrie.

Sinteza naturala a grasimilor In plante, grasimea ia nastere prin transformarea glucidelor, sub influenta enzimelor. S-a constatat ca prin maturizare, plantele saracesc in amidon si zaharuri, imbogatindu-si continutul in ulei. Glucidele sunt sintetizate prim asimilatie clorofiliana in frunze, dupa urmatorul mecanism: CO2+H2O  O2+HCHO Aldehida formica Oxigenul se degaja, iar aldehida formica se condenseaza, formand glucoza 6HCHO C6H12O6 glucoza care formeaza produsi superiori, bioze, trioze, polioze (zaharuri si amidon) Principalele mecanisne chimice din plante care conduc la formarea grasimilor pornind de la glucide sunt: R-CHOH-CHOH-R’  R-CO-CH2-R’ R-CHOH-CH2-R’ RCH=CH-R’ R-CH2-CH2-R’ Polioza cetona alcool superior produs nesaturat produs saturat Aceste reactii succesive de deshidratare-hidrogenare au loc in tot lantul moleculei de polioza. La unul din

capetele lantului are loc o oxidare cu formarea unui radical acid (-COOH) asa incat in final din polioza initiala cu formula: R-CHOH-CHOH-R’ in care R=CH2-CHOH-CHOH- etc R’=-CHO se obtine un compus cu formula generala : CH3-(CH2)n-COOH , adica acid Se obtin prin acest mecanism, acizi grasi saturati, care contin in moleculele lor un numar de atomi de carbon multiplu de 6. Formarea acizilor grasi nesaturati are loc cand zaharurile se degradeaza formand un compus numit metilglioxal (CH3-CO-CHO) care se condenseaza cu el insusi formand o poli-oxicetona-aldehida saturata, care prin hidrogenarii si deshidratari succesive se transforma intr-o aldehida superioara nesaturata. Aceasta la randul ei este oxidata la gruparea –CHO (aldehidica) transformandu-se in acidul gras nesaturat . corespunzator Glicerina se formeaza in plante prin reactii asemanatoare cu formarea acizilor grasi. Printr-o reactie de esterificare, acizii grasi se combina cu glicerina dand nastere grasimilor” CH2OH !

HOOC-R !

CH2-OOC-R

CHOH ! CH2OH

+

HOOC-R1  CH-OOC-R1+3H2O ! HOOC-R2 CH2-OOC-R2 Triclicerida

In plante materia grasa se concentreaza numai in anumite parti cum sunt semintele, fructele, samburii, jucand rolul unei substante de rezerva, pe care planta o utilizeaza in timpul dezvoltarii ei, drept sursa de energie.Grasimile prezinta avantajul ca puterea lor calorica este foarte ridicata si sunt lipsite de apa de cristalizare. Cele mai multe plante naturale au seminte oleaginoase. La cele de cultura predomina cele cu seminte amidonoase. Acumulari de grasimi de rezerva se produc si in tulpinile unor copaci. La germinatie, rezervele de grasimi sunt practic complet epuizate. Se produce o hidroliza a grasimilor la acizi grasi si glicerina, sub actiunea lipazelor vegetale prezente in toate semintele si in alte organe ale plantei.

Grasimile din regnul animal In organismul animal, sintetizarea grasimilor propriise face, fie in urma tranformarii altor componente ale alimentelor. Formarea grsimilor din glucide si proteine este legata de ciclul lui Krebs De remarcat este importanta pentru aceste transformariia unor substante care ocupa un loc central: acidul piruvic, acetilcoenzima A si subsatntele care constitue unele etape ale ciclului Krebs, precum si coenzimele procesului redox, care de asemenea au rolul unor substante active. Acesti metaboliti, care sunt comuni in metabolismul mai multor clase de substante, formeaza pentru organism asa-numitul “fond metabolic comun”.

Grasimile din tesuturile animale contin in structurile lor acizi grasi cu un numar pereche de atomi de carbon cuprins intre 4 si 24. Posibilitatile organismului de a sintetiza acesti acizi, sunt foare diferite de la tesut la tesut si de specie la specie. Comun penrtu toate speciile si toate tesuturile este faptul aratat mai sus, ca biosinteza porneste de la aceiasi substanta simpla care este acetilul coenzima A denumit acid acetic activat si care poate provenii din glucide, din aminoacizi, din alcool etilic si din acizi grasi. Dupa felul cum este folosit acetilul conezima A se poate realiza sinteza de acizi grasi, deci grasimi sau producere de energie prin oxidare pana la CO2 si H2O in ciclul citric. Dupa sintetizarea acizilor grasi, pentru formarea lipidelor propriu-zise, acestia rebuie sa se esterificecu glicerina, obtinuta in ciclul Krebs din glucide.Procesul de esterificare are loc dupa o prealabila fosforilare a glicerinei. Cea mai mare parte din grasimea animalelor se gaseste sub forma se tesuturi adipoase subcutante, tesuturi adipoase asezate pe membranele peritoneale care sustin stomacul si intestinele si grasimea depusa la suprafata organelor interne.Aceasta sursa o constituie principala sursa de lipide pentru organism, functionand in acelasi timp ca termoregulator.In functie de starea de ingrasare a animalului in carne se gaseste asa numita “grasime de marmorare” dintre muschi, si cea de perselare in interiorul muschiului. O cantitate mica de grasime se gaseste chiar in interiorul fibrei.