Valgud. Peptiidside

valgud, kõigis organismides sisalduvad polüpeptiidsed makromolekulaarsed orgaanilised ühendid, milles aminohappejäägid on peptiidsidemete abil ühinenud pikaahelalisteks liitseteks molekulideks; elusaine tähtsaimaid koostisosi. Erinevais valkudes on valgumolekuli aminohappejääkide hulk erinev: neid võib olla seal kümneid, sadu või isegi tuhandeid. Olenevalt sellest on valkude molekulmass 10⁴–6·10⁷.

Lihtvalgud ehk proteiinid koosnevad ainult aminohappejääkidest, liitvalkude ehk proteiidide molekulides on peale lihtvalgulise osise ka sellega seostunud mittevalguline prosteetiline rühm. Aminohappeliselt koostiselt on valgud polüpeptiidid, mis puhtal kujul on harilikult kristalsed ained. Nende eriomadused (biokeemiline aktiivsus, ehituse muutuvus, koaguleeruvus jms) ilmnevad järk-järgult aminohappejääkide arvu tõustes ühes valgumolekulis üle 70–80 (tüüpiliste valkude tinglik piir). Erisuguse molekulide suuruse ja aminohappelise koostise tõttu erinevad valgud üksteisest rohkem kui mis tahes muud organismides sisalduvad ained. Kokku on valgumolekulides sisalduvaid aminohappeid 22, kuid enamik valke sisaldab 12–16 aminohappejääki. Need on ahelaks seostunud peptiidsidemete abil. Aminohappejääkide järjestus valgumolekulis on füüsikaliselt ja keemiliselt mitmekesine. Valgud on ehituselt keerukad, see tuleneb nende suurusest. Aminohappejääkide suhtelise ja absoluuthulga ning nende järjestuse molekuliahelas – valgumolekuli pri­maarstruktuuri – määrab DNA-st lähtuv geneetiline informatsioon, mille alusel toimub kõigi elusrakkude ribosoomides valkude biosüntees. Valkude bioloogilis-biokeemilise aktiivsuse eeltingimus on keskkonnale vastav konformatsioon, sest konformeerumine koon­dab aminohappejääkide aktiivrühmad valgumolekuli aktiivtsentrisse. Ühtlasi tagavad suurte valgumolekulide konformatsioonist sõltuvad elektrilised ja hüdratatsioonilised omadused valkude püsimise rakkude sisemuses ja koevedelikes.

Valkude liigitamine

Valke liigitatakse näiteks nende molekuli kuju (nt fibrillaar- ja globulaarvalgud) ja lahustuvuse alusel (nt albumiinid, globuliinid, histoonid ja prolamiinid), liitvalke peamiselt nende prosteetilise rühma loomuse järgi (nt metallo-, muko- ja nukleoproteiidid). Lihtvalkude põhilisi rühmi on skleroproteiinid – tugi- ja kattekudede elastsed ja mehaaniliselt vastupidavad ühendid. Aktiivse elutegevuse tõttu on väga olulised globulaarsed valgud, nad kujundavad ensüüme, hormoone, toksiine (eriti baktereis), organismi kaitsvaid antikehi ning hingamises olulisi hapnikku transportivaid valke. Liitvalkude molekulid võivad prosteetiliste rühmadena (täiendrühmadena) sisaldada mukopolüsahhariide, fosforüüljääki – PO(OH)₂, lipiidseid aineid (letsitiini, kolesterooli, kefaliini), orgaanilisi värvaineid, metalliaatomeid ja nukleiinhappejääke. Bioloogiliselt on väga tähtsad metalloproteiidsed verevalgud heem, hemiin ja hemoglobiin ning magneesiumi sisal­dav klorofüll (taimede biosünteesiprotsessis oluline ühend). Nukleoproteiididel on tähtis osa organis­mide pärilikkusprotsessis, eriti DNA-d sisaldavail desoksünukleoproteiididel (DNP-l), mis paiknevad rakutuumas, kus nad moodustavad kromatiinaine ning aitavad pärilikkusinformatsiooni salvestada ja säilitada. Katalüütiliselt aktiivsete valkudeta – ensüü­mideta – ei toimu eluprotsesse, peatub nii toiduga saadud keemilise energia muundamine muuks ener­giaks (mehaaniliseks, akustiliseks, optiliseks) kui ka organismi ehituslike ühendite (karvades, sidekoes, kõõlustes jm) loomine. Nii taime- kui ka loomarakkudes moodustavad valgud rakusiseseid ehituslikke moo­dustisi (organelle, membraane). Peale muude üles­annete kaitsevad valgud loomorganisme ebasoodsate ja kahjulike välismõjude eest. Võitluseks organismi kahjustavate võõrvalkudega (ka tõvestavate bakteritega) sünteesivad kõrgemad organismid (sh inimene) valgulisi antikehi. Valgud on väga eriomased. Eeskätt valkude erinevustest tulenevad nii organismide kudede ja elundite kui ka isendite kui terviksüsteemide ning elusolendiliikide erinevused. Eriomasus on nii suur, et ükski organism ei talu võõrvalgu tungimist oma kudedesse – võõrvalk kas hävitatakse immunokeemiliselt või organism hukkub. Passiivset kaitset osutavad nahka, sidekudesid, karvu, villa, küüniseid ja kapju moodustavad ehituslikud valgud.

Keemilise koostise poo­lest on erisugused valgud üksteisega selles suhtes sar­nased, et nad sisaldavad süsinikku, vesinikku, hapnikku ja lämmastikku, enamikul juhtudel ka väävlit, mõnes valgus on ka fosforit. Valgumolekulid on eri suurusega: üks valgumolekul võib teisest olla kuni 1000 korda suurem. Suured valgumolekulid on mitmeti ebapüsivad, sest reeglipäraselt on suurte molekulide vaba energia seda suurem, mida enam neis on monomeerseid ühikuid.

Välislink

• Valgud veebisaidil Toitumine.ee

EE 10, 1998; VE, 2006; EME 2, 2009