สารชีวโมเลกุล

1. สารชีวโมเลกุล เรื่อง โปรตีน โดย อ.วีระ รุดโถ

2. โปรตีน เป็นสารอินทรีย์ที่พบมากที่สุดในสิ่งมีชีวิต ถ้าไม่รวมน้ำอยู่ด้วย ในสิ่งมีชีวิตมีโปรตีนมากกว่าร้อยละ 50 โดยน้ำหนักโปรตีนเป็นสารประกอบประเภทอลิเมอร์ซึ่งเป็นสารที่มีขนาดใหญ่หรือมีมวลโมเลกุลมากคือประมาณ 5,000 จนถึงมากกว่า 40,000,000 ในโมเลกุลของโปรตีนประกอบด้วยหน่วยย่อยที่เรียกว่า กรดอะมิโน ซึ่งมีหลายชนิดและหลาย ๆ โมเลกุลมารวมตัวกันโปรตีนส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุคาร์บอน(C) ออกซิเจน(O) ไฮโดรเจน(H) และไนโตรเจน(N) ธาตุที่พบในโปรตีนรองลงมาคือ กำมะถัน(S) และฟอสฟอรส(P) นอกจากนั้นในโปรตีนบางชนิดยังอาจมีธาตุอื่นๆ อยู่ด้วยแต่พบฝนปริมาณน้อยมาก เช่น เหล็ก ทองแดง เป็นต้น

3. ถ้าเทียบในปริมาณที่เท่ากันแล้ว โปรตีนให้พลังงานใกล้เคียงกับพวกคาร์โบไฮเดรต  แต่น้อยกว่าไขมันประมาณ 2 เท่า (ประมาณนะ...ไม่ต้องหยิบปากกากับกระดาษมานั่งรอคำนวณ...)   แต่จุดเด่นของโปรตีน คือ มันเป็นสารอาหารพวกเดียวที่มีผลโดยตรงต่อการซ่อมแซมส่วนที่สึกหรอ ทำให้เกิดการเจริญเติบโต  พูดง่ายๆว่า ทำให้เซลล์มีการแบ่งตัวเกิดเป็นเนื้อเยื่อ ระบบต่างๆ ถ้าเราไม่กินอาหารที่มีสารอาหารพวกโปรตีน เราก็จะไม่เจริญเติบโต (แต่อาจอ้วนขึ้นได้....555555 จากการที่ร่างกายสะสมไขมัน ซึ่งไม่จัดเข้าข่ายของการเจริญเติบโต การค้นพบโปรตีนเริ่มจากการที่นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตซ์ชื่อ เกอร์ริท จัน มุลเดอร์ ค้นพบว่าในพืชและสัตว์มี สารสำคัญมากสำหรับการดำรงชีวิต จึงตั้งชื่อให้ว่า "โปรตีน" ซึ่งมีรากศัพท์มาจากภาษากรีก แปลว่า "สำคัญที่หนึ่ง"

4. โปรตีนเป็นส่วนประกอบของร่างกาย ที่มีมากเป็นอันดับสองรองจากน้ำ  สำหรับในร่างกายนั้น กล้ามเนื้อจะมีโปรตีนมากเป็น 1 ใน 3 ของโปรตีนทั้งหมด  ในกระดูกมีโปรตีนมากเป็น 1 ใน 5  ส่วนผิวหนังมีโปรตีนเป็น 1 ใน 10 ของทั้งหมดโปรตีน ในพืชและสัตว์จะแตกต่างกันตรงที่ พืชสามารถสร้างโปรตีนได้เอง โดยเอาไนไตรเจนจากดิน รวมเข้ากับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ แล้วสร้างเป็นโปรตีน แต่สำหรับสัตว์นั้น หากต้องการโปรตีน มีทางเดียวก็คือต้องกินสัตว์ด้วยกัน หรือไม่ก็กินพืชเอา...........ดังนั้น โปรตีนจากสัตว์ ที่จริงแล้วก็มาจากพืชอีกต่อหนึ่งนั่นเอง โปรตีนประกอบด้วยไนโตรเจน 16 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของกรดอะมิโน เมื่อร่างกายเราใช้โปรตีน หรือไม่ได้ใช้ก็ตาม โปรตีนก็จะถูกย่อย เป็นสารไนโตรเจนออกมากับเหงื่อบ้าง ออกมาเป็นผิวหนัง ,เล็บ และผม รวมทั้งถูกขจัดออกทางปัสสาวะในรูปของยูเรีย เราจึงถือว่าไนโตรเจน เป็นธาตุที่ใช้บอกสภาวะสมดุล ของโปรตีนในร่างกายด้วย ดังนั้นถ้าเกิดความเครียด ไม่ว่าจากอากาศร้อนเกินไป หนาวเกินไป เหงื่อออกมากไป   ก็แสดงว่าเราขาดสภาวะสมดุลของไนโตรเจน ร่างกายเราจึงต้องการกรดอะมิโนเพิ่มมากขึ้นกว่าปกติ

5. ความต้องการโปรตีน คนปกติทั่วไป ควรจะได้รับโปรตีนอย่างน้อยวันละ 1 กรัมต่อน้ำหนักตัว 1กก.   เช่นถ้าคุณหนัก 60 กก. ก็ควรรับโปรตีนเข้าไป 60 กรัม โดยคิดคร่าวๆเอาว่า เนื้อสัตว์ 1 ขีด (100 กรัม) จะให้โปรตีน 20 กรัม ก็คือควรทานวันละ 3 ขีดเป็นอย่างน้อย  ถ้าออกกำลังกาย หรือว่าเครียดกับการทำงาน คุณก็ต้องทานโปรตีนให้มากกว่านี้อีก นี่มั้งที่เวลาเครียดต้องกินถั่วชดเชยโปรตีน 555

6. กรดอะมิโนและพันธะเพปไทด์กรดอะมิโนและพันธะเพปไทด์ กรดอะมิโน คือ กรดอินทรีย์ชนิดหนึ่งที่มีหมู่คาร์บอกซิล และหมู่อะมิโนเป็นหมู่ฟังก์ชัน สูตรทั่วไป

7. กรดอะมิโนที่พบเป็นองค์ประกอบของโปรตีนมี 20 ชนิด และกรดอะมิโนจำเป็นมี 8 ชนิด คือ เมไทโอนีน ทรีโอนีน ไลซีน เวลีน ลิวซีน ไอโซลิวซีน เฟนิลอะลานิน และทริปโตเฟน มีความสำคัญสำหรับมนุษย์ สมบัติของกรดอะมิโน1. สภานะ ของแข็ง ไม่มีสี 2. การละลายน้ำ ละลายน้ำ เกิดพันธะไฮโดรเจนและแรงแวนเดอร์วาลส์ 3. จุดหลอมเหลว สูง อยู่ระหว่าง 150 - 300 C เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจน 4. ความเป็นกรด-เบส กรด-เบส Amphoteric substance

8. กรดอะมิโน 20 ชนิด ที่ พบ

10. การเกิดพันธะเพปไทด์ พันธะเพปไทด์คือ พันธะโคเวเลนต์ที่เกิดขึ้นระหว่าง C อะตอมในหมู่คาร์บอกซิล ของกรดอะมิโนโมเลกุลหนึ่งยึด กับ N อะตอม ในหมู่อะมิโน (-NH2) ของกรดอะมิโนอีกโมเลกุลหนึ่ง

11. สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 2 โมเลกุล เรียกว่า ไดเพปไทด์ สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโน 3 โมเลกุล เรียกว่า ไตรเพปไทด์ สารที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนตั้งแต่ 100 โมเลกุลขึ้นไป เรียกว่า พอลิเพปไทด์นี้ว่า โปรตีน อนึ่งสารสังเคราะห์บางชนิดก็เกิดพันธะเพปไทด์เหมือนกัน เช่น ไนลอน ดังนี้

12. พวกเพปไทด์ที่เป็นโมเลกุลเปิดไม่ดูดเป็นวง จะหาจำนวนพันธะเพปไทด์ได้ดังนี้ ถ้ากรดอะมิโน n ชนิด ชนิดละ 1 โมเลกุล มาทำปฏิกิริยาเกิดเป็นพอลิเพปไทด์แบบต่าง ๆ โดยที่พอลิเพปไทด์แต่ละแบบต่างประกอบด้วยกรดอะมิโนแต่ละชนิดเท่า ๆ กัน จะพบว่า