Γιατί οι πρωτεΐνες και το αμινοξύ θεωρούνται φυσικά ρυθμιστικά διαλύματα;
* αμινοξέα ως ρυθμιστικά: Τα αμινοξέα έχουν και μια ομάδα αμινο (-NH2) και μια καρβοξυλική ομάδα (-COOH). Αυτές οι ομάδες μπορούν να λειτουργήσουν τόσο ως οξέα (δωρεά πρωτόνια) όσο και ως βάσεις (αποδοχή πρωτονίων) ανάλογα με το pH του περιβάλλοντος.
* σε χαμηλό pH: Η καρβοξυλική ομάδα είναι πρωτονιωμένη (COOH), καθιστώντας το αμινοξέο να δρα ως βάση.
* σε υψηλό pH: Η αμινομάδα είναι αποπρωτονιωμένη (NH2), καθιστώντας το αμινοξέο να δρα ως οξύ.
* Πλευρικές αλυσίδες πρωτεϊνών: Πολλές πλευρικές αλυσίδες αμινοξέων σε πρωτεΐνες περιέχουν επίσης ιονίζείς ομάδες, όπως:
* Ομάδες καρβοξυλίου: Γλουταμικό οξύ και ασπαρτικό οξύ
* Ομάδες αμινομάδων: Λυσίνη και αργινίνη
* ομάδες ιμιδαζόλης: Ιστιδίνη
* Ομάδες σουλφυδρυλ: Κυματοειδής
* φωσφορικές ομάδες: Σερίνη, θρεονίνη και τυροσίνη
Αυτές οι πλευρικές αλυσίδες μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως ρυθμιστικά, συμβάλλοντας στη συνολική ικανότητα αποβολής της πρωτεΐνης.
Γιατί το buffering είναι σημαντικό;
* Διατήρηση ομοιόστασης pH: Οι πρωτεΐνες και τα αμινοξέα συμβάλλουν στη διατήρηση ενός σταθερού ρΗ εντός των κυττάρων και του σώματος. Αυτό είναι ζωτικής σημασίας για την κατάλληλη δραστικότητα ενζύμου, την κυτταρική σηματοδότηση και τις συνολικές βιολογικές διεργασίες.
* Αντίσταση αλλαγών pH: Τα ρυθμιστικά συστήματα που παρέχονται από πρωτεΐνες και αμινοξέα μπορούν να απορροφήσουν ή να απελευθερώνουν ιόντα Η+ σε απόκριση μεταβολών στο ρΗ, αποτρέποντας μεγάλες διακυμάνσεις.
Παραδείγματα:
* πλάσμα αίματος: Η αλβουμίνη πρωτεΐνης είναι ένα σημαντικό ρυθμιστικό διάλυμα στο πλάσμα αίματος, βοηθώντας στη διατήρηση του ρΗ του σε ένα στενό εύρος.
* μυϊκός ιστός: Η μυοσφαιρίνη πρωτεΐνης δρα ως ρυθμιστικό διάλυμα στα μυϊκά κύτταρα, εμποδίζοντας τις μεταβολές του ρΗ κατά τη διάρκεια της άσκησης.
Συνοπτικά: Η παρουσία ιονίζουσων ομάδων σε αμινοξέα και οι πλευρικές τους αλυσίδες σε πρωτεΐνες τους επιτρέπει να δρουν ως ρυθμιστικά, συμβάλλοντας στη διατήρηση της ομοιόστασης του ρΗ στα βιολογικά συστήματα.
