Proteinler, temel yapıcı onarıcı, düzenleyici ve enerji verici bir besindir. Bütün proteinlerde karbon (C), oksijen (O), hidrojen (H), azot (N), bazılarında ise fosfor (P) ve kükürt de (S) bulunabilir. Monomerleri amino asitlerdir. Aminoasitlerin dehidrasyonu ile oluşurlar. Amino asitler arasında peptit bağları vardır. Her bir peptit bağına karşılık bir su molekülü açığa çıkar. Her canlının proteini kendine özgüdür. Çünkü proteinler, DNA’daki kalıtsal bilgilere göre ribozom organelinde sentezlenir. Ancak solunum enzimleri gibi canlılarda kullanılan ortak proteinler de vardır. Hücre zarının, çoğu hormonun ve enzimlerinin tümünün yapısına katılır. Yüksek ve düşük sıcaklık, kuvvetli asit ve bazlar, yoğun tuz, yüksek basınç radyasyon gibi etkenler proteinlerin yapısını bozar. Bu olaya denatürasyon denir. Denatüre olmuş bazı proteinler eski hâline dönebilir. Buna renatürasyon denir. Denatüre olmuş bir protein biyolojik özelliklerini kaybeder ancak besin değerini kaybetmez. - Albümün, globülin, hemoglobinin yapısını oluşturur. Çizgili kaslarda oksijen depo eden miyoglobinin yapısını oluşturur. Fibrinojenin yapısına katılarak kan pıhtılaşmasında görev alırlar. Yıpranan hücrelerin yerine yenilerinin yapılmasında etkilidir. Kıkırdak, kemik kas gibi dokuların yapısına katılır. Kasların kasılıp gevşemesini sağlayan aktin ve miyozin protein yapılıdır. Hücre, doku ve organların esas yapısını oluşturur. Homeostazinin korunmasında rol oynarlar. Proteinler vücutta doğrudan depolanamaz, dışarıdan besinler yoluyla alınan proteinlerin fazlası yağa dönüştürülerek depolanır.

Aminoasitler; - Doğada 20 çeşit aminoasit bulunur. Bunların hepsini bitkiler üretebilir. - Bilinen 20 çeşit aminoasitin 12 çeşitini insanlar üretebilir. - Vücutta üretilemeyenve hazır alınması zorunlu olan amino asitlere temel (esansiyel) amino asitler denir. - Aminoasitler proteinlerin monomerleridir. - Sindirilmezler.  - Protein çeşitliliğinde; amino asitlerin bağlanma biçiminin, proteinlerin üretildiği ribozomların ve rRNA'nın  hiçbir rolü yoktur. Canlılarda protein çeşitliliğini sağlayan; sentezinde kullanılan aminoasit sayısı, sırası ve çeşitinin farklı olmasıdır. - Peptid bağı içermezler. - Aminoasitler hem asit hem baz taşıdıkları için amfoter moleküllerdir. - Bir amino asitte aynı karbon atomuna bağlı 3 grup ve 1 hidrojen atomu bulunur.   *Karboksil grubu (-COOH), (Asit kısmı)   *Amino grubu (-NH2), (Baz kısmı)   *Radikal grup (amino asit çeşitliliğini oluşturur).

Protein yetersizliğinde;

• Metabolik tepkimelerin aksar.
• Büyüme ve gelişmeyi olumsuz etkilenir.
• Vücut direnci düşer.Yaralar geç kapanır.
• Kan geç pıhtılaşır.
• Kansızlık görülebilir.
• Zihinsel gelişim geriler.
• Karaciğer yetmezliği olabilir.
• Kaslarda kasılma problemleri oluşabilir.
• Vücutta ödem oluşur.

• Yapılarında C, H, O bulunur. Bazılarında P (fosfor) ve N (azot) da bulunur.
• Yapılarında fazla hidrojen bulunduğu için oksijenli solunum ile yıkımları sonucu, bol enerji üretilir, bol metabolik su oluşur.
• Suda çözünmez ya da çok az çözünürler. Eter, kloroform, benzen, aseton gibi organik çözücülerde çözünebilirler.
• Diğer organik moleküllerden farklı olarak depolandıkları özel yağ dokusu vardır.
• Hücre zarının yapısına fosfolipit ve kolesterol olarak katılır.
• Bazı vitaminlerin ( D vitamini) yapısına katılır.
• Bazı hormonların (eşey hormonları) yapısına katılır.
• Deri altında ve iç organların çevresindeki depo yağ canlıyı soğuktan, darbelerden korur, vücudun ısı kaybını önler.
• Göçmen kuşların depo ettikleri yağ, bol enerji ve metabolik su verdiği, ayrıca hafif olduğu için uçma kolaylığı sağlar.
• Yağda çözünen vitaminlerin (A,D,E,K) vücuda alınmasında rol oynar.
• Yağlar hidrojen bakımından zengin, oksijen bakımından fakir oldukları için;hafiftirler, oksijenli solunum ile yıkımı sonucu bol enerji ve bol su verirlerken bol oksijene ihtiyaç duyulmasına sebep olurlar.
• Yağların en çok enerji vermesine rağmen enerji için ikinci sırada kullanılmalarının sebebi yıkımlarının zor olmasıdır.
• Lipitler; trigliseritler, fosfolipitler ve steroitler olmak üzere gruplandırılır.

Trigliseritler (Nötral yağlar):   Hayvanlarda depo edilen lipit çeşididir. Doğada en fazla bulunan ve enerji verici olarak kullanılan yağ çeşididir. Yapılarında azot bulunmaz. Bir trigliseritte en çok dört çeşit, en az iki çeşit monomer bulunabilir.

**************************************

  Yağ asitleri doymuş ve doymamış yağ asitleri olarak ikiye ayrılır.

Doymuş yağ asitleri: Karbon atomları arasında tek bağ bulunan yağ asitleridir. Yıkımları zordur. Oda sıcaklığında katı halde bulunurlar. Genellikle hayvansal kaynaklı (tereyağı, kuyruk yağı) yağ asitleridir. Doymamış yağ asitleri: Bazı karbon atomları arasında çift bağ bulunan yağ asitleridir. Yıkımları daha kolaydır. Çoğu oda sıcaklığında sıvıdır. Bitki ve balık yağları doymamış yağ asitleri bakımından zengindir. Doymamış yağ asitleri yüksek basınç altında hidrojence doyurularak doymuş hale getirilir. Buna margarinleşme denir.

Bazı yağ asitleri insan vücudunda sentezlenemez. Dışarıdan hazır alınması gerekir. Bu tip yağ asitlerine temel (zorunlu=esansiyel) yağ asitleri denir. Omega 3 ve omega 6 temel yağ asitlerine örnektir. Fındık, ceviz, keten tohumu, lahana, ıspanak, soya fasulyesi, balık ve balık yağı gibi besinlerde bulunur.

Fosfolipitler: Hücre zarının temel bileşenidir ve hücre zarında iki tabaka olarak yer alır. Proteinlerle birlikte hücre zarını oluşturur. Yapısal lipitdir. Trigliseritlerden farklı olarak, 1 gliserol ve iki yağ asidinden oluşur. Gliserole bağlanan bir fosfat ve azot da bulunur. Dolayısı ile fosfolipitlerde, gliserol ve fosfat içeren bir baş ve buraya bağlı iki yağ asidinden oluşan kuyruk kısmı bulunur. Fosfat grubu; suda çözünür (hidrofilik). Yağ asitleri suda çözünmez (hidrofobik). Enerji için kullanılmaz.

Steroitler: Birbirleriyle kaynaşmış dört adet halka içeren karbon iskeletine sahip yapısal lipit çeşitidir. Kolesterol bie steroit çeşitidir ve hayvan hücrelerinin hücre zarlarında bulunur. Kolesterol; zar geçirgenliğini ve dayanıklılığını arttırır, sinir hücrelerinde yalıtımı sağlar, erkek ve dişi eşey hormonlarının (östrojen ve testosteron) yapımına katılır, D vitamini yapımında kullanılır, vücudumuzun kortizol hormonu ve safra tuzu üretmesini sağlar. Bütün steroitler kaynaşmış dört halkalı bir karbon iskeletine sahiptir. Değişik steroitler bu karbon halkalarına bağlanmış işlevsel gruplar açısından farklılık gösterir. Kolesterol hücre zarından geçebilir. Enerji kaynağı olarak kullanılmazlar.

Trans Yağlar: Bitkisel sıvı yağ bağlarının arasına hidrojen yedirilerek ısıtılması sonucu oluşur. Ne kadar çok hidrojenize olursa o kadar da katılaşır. Bu haliyle de doğallıktan çıkıp sentetikleşir. Hazır patates kızartmaları, cips, kraker, bisküvi ve çikolata gibi besinlerde lezzeti daha fazla artırdığından tercih edilmektedir. Kötü kolesterolü yükseltir, iyi kolesterolü düşürür. Koroner kalp damar hastalıkları riskini arttırır. Margarinler trans yağlara örnektir.

Örnek: Yağlar hidrojence zengin, oksijence fakirdir. Aşağıdakilerden hangisi bu durumun yağlara kazandırdığı özelliklerden değildir?

Çözüm: Vücudun ısı kaybını önlemek yağlar hidrojence zengin, oksijence fakir olmasından kaynaklanmaz. Cevap: E

• Canlılarda gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların aktivasyon enerjisini (Bir tepkimenin başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerji düzeyidir.) Düşürerek reaksiyonları hızlandıran ve reaksiyonlardan değişmeden çıkan biyolojik katalizörlerdir.
• Hücredeki tüm metabolik tepkimeler enzimlerle gerçekleşir.
• DNA şifresine uygun üretilirler.
• Protein yapıda moleküllerdir.
• Enzimlerin etki ettiği maddeye substrat denir. Enzimin substratı tanıyan kısmı protein kısımdır.
• Tepkimeyi başlatmazlar, başlayan tepkimeyi hızlandırırlar. Tepkimeyi başlatan aktivasyon enerjisidir.
• Enzimler, belirli bir koenzim ya da kofaktörle birlikte çalışır. Fakat bir koenzim ve kofaktör, birden fazla enzim ile çalışabilir.
• Genellikle çift yönlü çalışır.
• Enzimler hücrede takım hâlinde çalışır. Takım hâlinde iş gören enzimlerin çalışmaları geri bildirim mekanizması ile düzenlenir. Miktar yeterli düzeye ulaştığında son ürün ilk enzime bağlanarak enzimin çalışmasını durdurur. Takımdaki diğer enzimler de çalışamaz. Bu olaya negatif geri bildirim denir. Negatif geri bildirim; Gereksiz ürün birikimini engeller, enerji tasarrufu sağlar, metabolik olayların düzgün işlemesini sağlar, hücrede son ürün tükendiğinde takımdaki enzimler yeniden çalışmaya başlar.
• Aktif enzimler –az ile, pasif enzimler –jen ile sonlanır.
• Enzimler hücrede içinde üretilir, hücre içinde ve hücre dışında da çalışır.
• Hücrede her enzim, belirli bir genin kontrolünde sentezlenir.
• Enzimler esnek yapılı moleküllerdir. Substrat enzimle etkileşirken aktif merkezin şekli, substrat tarafından değiştirilmektedir. Aktif merkezi oluşturan amino asit yeni bir biçim alarak enzimin işlevini yerine getirmesini sağlar. Substrat, tamamen bağlanana kadar aktif merkez şeklini değiştirir, o noktada en son şekli belirlenmiş olur. Enzim ile substrat arasındaki uygunluğu ve enzimlerin nasıl çalıştığını anlatan bu modele indüklenmiş uyum modeli denir.
• Enzimlerin eksikliğinde Tay Sachs hastalığında görülür. Bu hastalık sonucu beyin ve omurilikte biriken yağ asitleri organların işlevlerini sürdürmesini engeller.
• Enzim yapılarına göre 2 çeşittir.

Basit enzimler: Sadece proteinden oluşmuş enzimlerdir. Pepsin, tripsin, Kimotripsin basit enzimlerdir. Bunlarda aminoasitler dışında başka yapı taşı bulunmaz. Bileşik enzimler (holoenzim= tam enzim): Protein olan esas kısım ve protein olmayan organik veya inorganik yardımcı kısımlardan (kofaktör) meydana gelen enzimlerdir. Protein kısma, apoenzim denir. Enzimin hangi maddeye etki edeceğini belirler. Yani substratı tanır.   Yardımcı kısmına kofaktör adı verilir. Kofaktör kısmı organik (protein dışında) ise koenzim adı verilir. B vitamini koenzimdir. Bileşik enzimlerde apoenzim veya koenzim-kofaktör kısımları yalnız başına etkin değildir. Yardımcı kısım, apoenzimden çok daha küçüktür. Bileşik enzimin hangi maddeye etki edeceğini protein olan apoenzim kısmı belirlerken, kofaktör kısmı substratı etkiler. Yani enzimi aktifleştirir. Enzimin substratına geçici olarak bağlandığı ve etki ettiği bölgeye aktif merkez denir.

• Enzim çalışmasına etki eden faktörler:

Sıcaklık: Enzimin en iyi çalışabileceği sıcaklığa optimum sıcaklıkdenir. Canlılar için optimum sıcaklık dereceleri farklı olabilir. örneğin insanda optimum sıcaklık yaklaşık 37 0C’dir. Enzim yapısının tamamen bozulmasına denatürasyon denir. Enzimler 55-60 C0 ‘de denatüre olurlar. Denatüre olan bir enzim şartlar olumlu hale gelse bile tekrar çalışmaz. Soğuk ortamlarda enzimler inaktif olurlar. İnaktif olma özellikleri sayesinde ise besinler dondurularak bozulmadan saklanabilir. pH: Genellikle enzimler için optimum pH’nin 7 olmasına rağmen enzimden enzime farklılık gösterir. Örneğin pepsin enzimi pH = 2 olan ortamlarda, amilaz enzimi pH=7 olan ortamda, tripsin enzimi pH = 8,5 olan ortamlarda optimum hızda çalışır.  Enzim-substrat ilişkisi: 1. Yeterli enzim-yeterli substrat olduğunda tepkime sabit hızla artar. 2. Sınırlı enzim-yeterli substrat olduğunda serbest enzimler substratla doyuncaya kadar reaksiyon artar. Sonra sabit hızla devam eder. Çünkü enzimler harcanmaz tekrar tekrar kullanılabilirler. 3. Yeterli enzim- sınırlı substrat olduğunda ortamdaki substratlarla enzimler birleşinceye kadar tepkime artar. Daha sonra sınırlı olan substrat tükeneceği için tepkime durur. 4. Substrat yüzeyi enzim etkinliği substratın dış yüzeyinden başladığı için substrat yüzeyi arttıkça tepkimenin hızı da artar. Su: Enzim aktivitesi için su derişimi %15’in üzerinde olmalıdır.

Ürün miktarı: Oluşan ürün miktarı reaksiyonu olumsuz yönde etkiler.

Kimyasal Maddeler:  Enzimlerin etkinliğini arttıran maddeler aktivatör maddelerdir. Aktivatör madde, kimyasal madde ya da enzim olabilir. Örneğin mide hücreleri tarafından üretilen pepsinojen, ancak hidroklorik asit (HCI) ile aktifleşirse çalışabilir. bir enzim bir başka enzimin aktivatörü olabilir ( Enterokinaz enzimi, tripsinojeni aktif tripsine dönüştürür). Enzim etkinliğini durduran maddelere ise inhibitör madde denir.  Siyanür, kurşun, civa gibi ağır metal iyonları inhibitör maddelerdir. İnhibitör maddeler iki şekilde enzimleri işlevsiz hale getirir. 1. Enzimlerin aktif merkezine bağlanarak engelleme; genellikle geri dönüşümsüzdür. Eğer inhibitör zayıf bağlarla bağlıysa, bu durumda engelleme geri dönüşümlüdür. 2. Aktif merkezini bozarak engellemede; enzimin dolayısı ile aktif merkezin şeklini değiştirir. Substratın enzim ile birleşmesi mümkün olmaz.  Böylece enzim, substratın ürüne dönüşümünü düzenlemede etkisiz kalır.

• Hormonlar homeostazinin korunmasında sinir sistemi ile birlikte çalışan ve iç salgı bezlerinden salgılanan kimyasal uyarıcılardır.
• Çok az miktarda bile etkilidirler.
• Hormonlar etki gösterdikleri organdan başka bir organda sentezlenirler.
• Hormonların etki ettiği, doku ya da organlara o hormonun hedef organı denir.
• Hormonlar hedef organlarını hücre zarında bulunan reseptörler (glikoproteinler) yardımı ile tanır.
• Kan ile taşınırlar. Vücut sıvısında hormon bulunmaz.
• Hormon üreten ve kana veren bezlere endokrin bez denir. Bunların hormonlarına bez hormonları denir. Hipofiz, epifiz, tiroid, eşey bezlerinden bu tür hormonlar salgılanır.
• Genel görevi hormon üretmek olmayan dokulardan salgılanan hormonlar doku hormonlarıdır. Örneğin mide mukozası tarafından gastrin adı verilen hormon salgılanır.
• Hormonların yapısında protein ya da lipit bulunur.
• Gebelik önleme, kısırlık ve tüp bebek gibi tedavilerde kullanılmaktadır.

• Hepsinin yapısında C, H ve O atomları bulunur, bazıları azot (N) içerebilir.
• Sindirilmeden yağda ya da suda çözünerek hücre içine alınırlar.
• Hücre zarından doğrudan geçebilirler.
• İnsan vücudunda sentezlenemeyen besinlerle hazır alınan vücudumuzdaki en basit organik maddelerdir.
• Enzimlerin yapısına katılırlar.
• Düzenleyicidirler.
• Enerji vermezler.
• Bazı vitaminler vitamin ön maddesi (provitamin) olarak alınıp bağırsak, karaciğer ya da deride kullanılabilir vitamin şekline dönüştürülür.
• Yapıları kolay bozulur. A, B, E, K vitaminleri güneş ışığından; A, C, E, D vitaminleri oksijenden; C ve E vitaminleri metallerle temastan etkilenir.
• Bitkiler, ihtiyaç duydukları bütün vitaminleri sentezleyebilir, hayvanlar dışarıdan hazır alır.
• Bir vitaminin eksikliği bir başka vitamin ile giderilemez.
• Kalın bağırsaklarımızda yaşayan bazı bakteriler K ve B vitamini üretirler. Uzun süren antibiyotik kullanımı bu vitaminlerin eksikliğine neden olur.
• Vitaminler yağda ve suda çözünen vitaminler olmak üzere iki grupta incelenir.

Suda çözünen vitaminler: C vitamini ile B grubu vitaminlerdir. Suda çözünen vitaminler, B12 vitamini hariç vücutta depo edilmeyen vitaminlerdir. Günlük yeteri kadar alınmalıdır. Eksiklikleri erken fark edilir. Yağda çözünen vitaminler: A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünen vitaminlerdir. Bu vitaminlerin fazlası vücutta uzun süre depo edilebilir (A, D ve K vitaminleri karaciğerde, E vitamini daha çok yağ dokusu içerisinde depolanır). Bu vitaminlerin bağırsaktan emilebilmesi için yağ gerektiği için yağ metabolizması bozulursa veya besinle birlikte yeterince yağ alınmazsa vücut bu vitaminlerden yararlanamaz. Eksiklik belirtileri geç görülür. Aşırı miktarda alınması ve vücutta birikimi zehir etkisi yaratabilir.