1 OPŠTE OSOBINE PROTEINA
1.1 Klafikacija proteina
Istraživanja u drugoj polovini 19. veka su pokazala da su proteini složene azotne supstancije
velike molekulske težine koje pri razlaganju pomoću kiselina, baza ili enzima daju smešu
prostijih jedinjenja nazvanih amino kiseline. Proteini su bili nađeni u biljnim i životinjskim
ćelijama, tkivima i sekretima. Postalo je potpuno jasno da u prirodi postoje mnoge vrste proteina.
S tim se pojavio i problem njihove klasifikacije. Na osnovu rada Muldera i Libiga bilo je jasno da
se za ovu svrhu ne može iskoristiti elementarna analiza. Umesto toga, učinjen je pokušaj da se
proteini diferenciraju na osnovu rastvorljivosti. Na ovoj tački dobro je istaci da biohemičar, da bi
proučavao osobine hemijskih sastojaka žive materije, mora da odvoji date supstancije od drugih
supstancija sa kojima su udružene. Drugim rečima, on mora da razbije tkivo i na taj način uništi
intracelulamu organizaciju koja je karakteristična za mnoge životne pojave, i zatim da iz nastale
smeše izoluje supstanciju koju želi da ispituje. Kao posledica takvih napora da se izoluju i
karakterizuju proteini stečeno je mnogo saznanja o njihovoj rastvorljivosti. Možda najvažnija
istraživanja u ovom ranom periodu izvršili su Hajnrih Rithauzen i, još važnije, Tomas Ber
Osborn. Ova dva naučnika su razvila metode koji su zatim naširoko primenjivani za izolovanje
proteina kako iz biljnih, tako i iz životinjskih tkiva. U novije vreme su Edvin Kon i njegovi
saradnici razradili nove metode sa širokim mogućnostima primene za izolovanje proteina. Kon i
saradnici su radili pre svega sa proteinima iz krvne plazme čoveka.
Klasifikacija proteina koja se danas nalazi u opštoj primeni zasniva se na predlogu komiteta
Britanskog Fiziološkog društva iz 1907. godine, i Američkog Fiziološkog društva iz 1908.
godine. Glavne klase proteina su prema ovoj klasifikaciji sledeće:
- albumini: rastvorijivi u vodi i u sonim rastvorima,
- globulini: slabo rastvorljivi u vodi, ali rastvorljivi u sonim rastvorima,
- prolamini: rastvorljivi u 70-80% alkohola, ali nerastvorljivi u vodi i apsolutnom alkoholu,
- glutelini:nerastvorljivi u svim gorepomenutim rastvaračima, ali ra- stvorljivi u kiselinama
i alkalijama,
- skleroproteini: nerastvorljivi u rastvaračima koji sadrže vodu.
Proteini iz prve četiri grupe nalaze se u biljnom materijalu, ali gotovo nijedan protein iz
životinjskih tkiva ne ispoljava rastvorljivost pripisanu prolaminima ili glutelinima. Pored ovih pet
grupa, u predlozima iz 1907-1908. su predložene još mnoge druge grupe, ali je njihova vrednost
za opšte klasifikovanje proteina krajnje sumnjiva.
Gore pomenute grupe proteina nazvane su »prosti protini«, ne zbog toga da bi se ukazalo da
je njihova hemijska struktura prosta, što nije slučaj, već da bi se naznačilo da njihovom
hidrolizom kao isključivi proizvodi nastaju amino kiseline. »Prosti proteini« su na taj način
razdvojeni od takozvanih »konjugovanih proteina«, koji pri razlaganju oslobađaju organsku
komponentu koja nije ni protein, niti amino kiselina (»prostetična grupa«).U konjugovane
proteine spadaju nukleoproteini, glikoproteini, hromoproteini (pigment kao prostetična grupa) i
lipoproteini (lipid kao prostetična grupa).
Sa povećanjem znanja o proteinima, demarkacione linije ustanovljene pomoću gornje
klasifikacije postale su veoma razvodnjene. Između globulina i albumina nije mogućno povući
oštru liniju razdvajanja na osnovu njihove rastvorljivosti u vodi i sonim rastvorima. Zbog toga je
uvedena podela globulina na pseudoglobuline koji su rastvorljivi u vodi, i euglobuline koji se ne
rastvaraju u vodi. Za mnoge proteine za koje se ranije smatralo da predstavljaju »proste
proteine«, kao što je albumin iz jajeta, nađeno je da sadrže neproteinski materijal. I pored toga što
klasifikacija proteina ne zadovoljava, potrebno je poznavati izraze koje je postojeća klasifikacija
4
unela u literaturu. Malo je verovatno da će ova klasifikacija biti znatnije izmenjena u skoroj
budućnosti, pošto ostaje da se raščiste još mnoge stvari u vezi sa hemijskim osobinama proteina.
1.2 Sastav proteina
Kada se proučava hemijska struktura nekog organskog jedinjenja, ono se obično pre svega
analizira u pogledu zastupljenosti raznih elemenata. Ovo je učinio i Mulder otpočinjući
sistematsko proučavanje proteina. Od njegovog vremena određen je elementarni sastav mnogih
proteina. Preparati proteina obično sadrže izvesnu količinu neorganskog materijala i vezane vode.
Uobičajeno je da se analitički podaci izražavaju na težinu brižljivo osušenog uzorka proteina.
Takođe se vrše korekcije na težinu neorganskog pepela. Može se uzeti da proteini sadrže oko 50-
55% ugljenika, 6-7% vodonika, 20-23% kiseonika (koji se obično određuje kao razlika između
svih nađenih težina i 100%), i 12-19% azota.
Azot je najkarakterističniji element proteina, te se sadržaj ovog elementa u nekom tkivu ili
hrani često koristi kao merilo sadržaja proteina. Vrlo često se uzima da proteini sadrže oko 16%
azota, i sadržaj proteina u ispitivanom biljnom ili životinjskom materijalu onda određuje množeći
procentni sadržaj azota sa faktorom 6,25 (100/16). Pošto sadržaj azota kod raznih prečišćenih
proteina varira od 12 do 19%, i pošto azot iz hrane ili tkiva nije isključivo proteinski azot,
korišćenje faktora 6,25 u najboljem slučaju predstavlja grubu približnost.
Najpouzdaniji metod za kvantitativno određivanje azotnog sadržaja proteina je Kjeldalov
metod. Pri kjeldalizaciji, vezani azot se prevodi u amonijum jon razaranjem sa koncentrovanom
sumpornom kiselinom u prisustvu pogodnog katalizatora (npr. merkuri sulfat, kurpi sulfat, selen
oksihlorid). Digestiona smeša se zatim alkaliniše i amonijak predestiluje pomoću vodene pare u
sud koji sadrži višak standardnog rastvora podesne kiseline, pa se zatim ostatak kiseline
titrimetriski odredi. Mnogo se primenjuje mikro-modifikacija ovog opšteg metoda koji su opisali
Miler i Hofton.
4
Nešto je manje lačan ali je zato brži metod gde se amonijak određuje preko boje
nastale pri dodavanju Neslerovog reagensa (rastvora merkuri kalijum jodida u natrijum
hidroksidu).
Pored gore pomenutih elemenata, proteini sadrže u malim količinama i neke druge. Još
Mulder je ustanovio da proteini sadrže sumpor (0,2-3,0%) i fosfor (0-6%). Ovo gledište ubrzo je
bilo odbačeno, ali je Mulderov rad dao podstreka za ispitivanje sadržaja sumpora u raznim vrsta-
ma proteina. Ovde je naročito važan rad Osborna koji je oko 1900. brižljivo analizirao najbolji
postojeći preparat albumina jajeta i našao da taj protein sadrži 1,62% S, 52,75% C, 7,10% H i
15,51% N.
Na osnovu elementarne analize proteina dobijeni su prvi dokazi da su u pitanju supstancije
koje imaju velike molekulske težine. Izračunavanje minimalne molekulske težine nekog jedinjena
na osnovu elementarne analize predstavlja standardnu proceduru organske hemije, i vrši se na
osnovu jednostavnog odnosa:
Minimalna molekulska težina = atomska težina elementa broj atoma 100/ procenat
elementa u jedinjenju
Osborn je pretpostavio da svaki molekul albumina jajeta sadrži 8 atoma sumpora, i tako je
dobio vrednost od 15.700 kao minimalnu molekulsku težinu za ovaj protein. Ovakva računica
nije uvek mogućna, pošto većina proteina ne sadrži ni jedan element u dovoljno maloj količini.
Zbog toga proteinski hemičari ponekad koriste jednu ili više amino kiselina koje se mogu tačno
4
Hofton J., Miler L.,
Opšta biohemija
, 1955., str. 159
5
