Valgud ehk proteiinid

Valgud ehk proteiinid on biopolümeerid, mille monomeerideks on aminohappejäägid.

Kõik valgud on kuni kahekümnest erinevad aminohappejäägist koosnevad ühendid. Aminohappejäägid on molekulis omavahel ühendatud peptiidsidemetega. Peptiidside moodustub ühe aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe aminorühma vahel. Valkude erinevad omadused tulenevad aminohapete erinevast hulgast ja paiknevusest molekulis.

Valgud on orgaanilised ained, mida võib pidada elu aluseks. Valkudele kuulub organismi ehituses ja talitluses keskne koht. Valkudega on seotud kõik organismi elulised protsessid, alates uute ainete sünteesist kuni laguproduktide eemaldamiseni.

Valgud on unikaalsed ja asendamatud toitained, sest nad osalevad paljudes organismi füsioloogilistes protsessides (ensüümid katalüüsivad reaktsioone, antikehad kaitsevad organismi jne.).

Valkude sünteesi eelduseks on vabade aminohapete olemasolu organismis. Kuna aminohappeid peab olema nõutavates vahekordades ja piisavates hulkades omandab õige toitumine erilise tähtsuse. Ööpäevas lammutab inimorganism umbes 400 grammi kehavalke ja samapalju ka sünteesitakse, et säiliks tasakaal. Kõige kiiremini uuenevad soole limaskesta valgud, samuti maksa, pankrease, neerude ja vereplasma valgud. Aeglaselt asenduvad lihaste ja naha valgud.

Toiduvalgud peavad tagama kudede kasvu ja säilimise. Seega mõjutavad iga ja füüsiline seisukord vajaminevat valguhulka. Imikutele ja lastele on vaja valku koguseliselt kehakaalu kg kohta rohkem kui täiskasvanul. 

Valgud jagunevad koostise alusel kaheks:

• Lihtvalgud - koosnevad ainult aminohappejääkidest.
• Liitvalgud - koosnevad valgulisest ja mittevalgulisest osast (n: valk + nukleiinhape = nukleoproteiin, mida leidub kromosoomides ja ribosoomides).

Ehituse alusel jaotatakse valgud samuti kaheks:

• Globulaarsed valgud - lahutuvad enamasti vees, denatrueeruvad kergesti (n. histoonid, ensüümvalgud).
• Fibrillaarsed valgud - enamasti ei lahustu vees, denaturatsioonile vastupidav (n. keratiin, lihasvalgud, kollageen).

Valkudel eristatakse nelja erinevat struktuuri:

• primaarne struktuur näitab aminohapete järjestust valgus, mis omakorda määrab valkude spetsiifilisuse
• sekundaarne struktuur iseloomustab valku molekuli ahela spiraalset keerdumist
• tertsiaarne struktuur iseloomustab valgu ahela ruumilist kokkukeerdumist
• kvaternaarne struktuur iseloomustab mitme valgu-ahela omavahelist ruumilist paiknemist.

Valkudel on võime denatureeruda. See on valgu bioloogilise aktiivsuse kadumine seoses kõrgemat järku struktuuride lagunemisega (NB! alles jääb primaarstruktuur). Denaturatsiooni võivad põhjustada: mehhaaniline töö, temperatuur, kiirgused, happed, alused jms.

Denaturatsiooni bioloogiline tähtsus:

• Teatud määral kaitse võõrvalkude eest (näiteks palavik).
• Denatureeruvad valgud muutuvad hõlpsamini hüdrolüüsivateks (näiteks maos HCl-line denaturatsioon).

Renaturatsioon on denaturatsiooni pöördprotsess. Avaldub suhteliselt pehme denaturatsiooni korral ning eeldusel, et denaturatsioonifaktorid peavad olema kõrvaldatud. Selle tulemusena taastub primaarstruktuurist kõrgemat järku struktuur ja taas ilmneb valgu bioloogiline aktiivsus (NB! kui denaturatsiooni põhjustas temperatuur, siis renaturatsiooni ei toimu).

Renaturatsiooni bioloogiline tähtsus:

• Väga lihtsate mõjutuste korral (näiteks pH muutused) ei toimu valkude pöördumatut inaktivatsiooni.
• Hüdrolüüs – peptiidsideme lagunemine ja vabade aminohapete teke. See toimub kas tugevalt keemiliste mõjutustega või ensümaatiliselt (spetsiaalsete proteolüütiliste ensüümide toimel).