Biol. - Sostanza organica complessa, presente in tutti gli organismi viventi. Di
fondamentale importanza biologica (basti pensare che il protoplasma cellulare
è costituito essenzialmente di
p.),
essa è
caratterizzata da un elevato peso molecolare e risulta costituita da
carbonio (50-55%), ossigeno (21-23%), azoto (15-19%), idrogeno (6-7%) e da altri
elementi secondari, non sempre presenti, come lo zolfo, il fosforo e metalli
quali il ferro e il rame. La
p. nasce dall'unione di una o
più catene di amminoacidi (V. AMMINOACIDO)
uniti tra loro da legami carboamminici (―CO―NH), o dall'unione di essi con altri composti
come glicidi, lipidi, fosfatidi. In base alla struttura chimica si distinguono
due gruppi di
p.: le
p. semplici e le
p. coniugate o
proteidi. Le prime, per idrolisi, danno origine solo ad amminoacidi; le
seconde, sempre per idrolisi, danno origine ad amminoacidi e a un gruppo
prostetico non proteico: le
nucleoproteine, per esempio, contengono acido
nucleico, e le
glicoproteine una porzione glicidica. All'interno
delle
p. animali esiste poi la distinzione tra
p. fibrose e
globulari. La
p. fibrosa presenta una catena allungata, spesso
costituita da più catene polipeptidiche a spirale, ed è
caratterizzata da un'elevata elasticità:
p. fra cui la
cheratina o il collagene, presenti nella pelle, nei tendini e nelle ossa,
presiedono alla creazione del materiale strutturale e svolgono funzioni
protettive, connettive e di supporto negli organismi viventi. Quanto alla
p. globulare, essa ha una forma compatta, grossolanamente sferica o
ellissoide, risultante da catene complessamente ripiegate su se stesse. Si
tratta di sostanze spesso cristallizzabili, facilmente solubili in acqua.
Appartengono a questa categoria gli enzimi, gli ormoni, i pigmenti respiratori,
gli anticorpi responsabili della difesa immunitaria, le
p. del sangue,
così come la caseina, la
p. del latte, e l'albumina,
presente nel bianco d'uovo. Le proprietà fondamentali delle
p. sono quelle di comportarsi in soluzione come colloidi e come
elettroliti anfoteri (di dissociarsi cioè contemporaneamente come acidi e
come basi). Tale proprietà è dovuta al fatto che la catena
polipeptidica presenta sempre ai suoi estremi un gruppo carbossilico e un gruppo
amminico, entrambi liberi: il primo, dissociandosi, libera uno ione idrogeno
comportandosi quindi da acido; il secondo, invece, si comporta come una base
perché libera, dissociandosi, un gruppo ossidrilico. La moderna
tecnologia ha individuato i 20 amminoacidi (glicocolla, alanina, cisteina,
serina, metionina, treonina, acido aspartico, acido glutammico, lisina,
idrossilisina, valina, arginina, istidina, fenilalanina, tirosina, triptofano,
prolina, idrossiprolina, leucina, isoleucina), ma non la loro elevatissima
sequenza combinatoria, necessaria per sintetizzare una
p. in laboratorio.
La prima
p. di cui è stata scoperta l'intera struttura
primaria è quella dell'insulina, a opera del biochimico Frederick
Sanger nel 1953. In generale, possiamo dire che le piante e i batteri sono in
grado di sintetizzare i propri amminoacidi, mentre sono gli animali più
evoluti a non essere capaci di sintetizzare tutti gli amminoacidi; l'uomo, per
esempio, non sa sintetizzare né la valina, né la metionina,
né la fenilalamina: questi tre amminoacidi sono perciò detti
"amminoacidi essenziali", perché devono essere introdotti sotto
forma di alimenti e la dieta alimentare non può esserne priva. Il
metabolismo animale presiede poi alla loro assimilazione: le
p.
alimentari vengono scomposte nello stomaco e nell'intestino grazie a
fermenti specifici (pepsina, tripsina, peptidasi), fino agli amminoacidi, poi
nuovamente utilizzati dall'organismo per provvedere al proprio fabbisogno
proteico. Processo fondamentale nella vita cellulare è la sintesi delle
p., o meglio la sintesi proteica degli amminoacidi, che nell'interno
delle cellule vengono elaborati mediante processi enzimatici che li rendono
utilizzabili a tal fine. Questa sintesi consiste in processi di amminazione e di
coordinamento degli amminoacidi in catene polipeptidiche; gli amminoacidi
vengono per così dire "montati" nel citoplasma cellulare, e
più precisamente entro piccole particelle dense, i ribosomi, costituiti
essenzialmente da acido ribonucleinico. Il principale prodotto di scarto del
metabolismo proteico è l'urea; scorie di minore importanza sono la
creatina, l'acido urico, le ammine biogene.