Незаменимые аминокислоты

Аминокислоты – сложные органические вещества, состоящие из углеводородного радикала, который может включать серу или фосфор, и двух функциональных групп -NH2 и -COOH. По признаку выделяют заменимые и незаменимые аминокислоты.

Аминокислоты

Аминокислоты – мономеры, состоящие из углеводорода, азота и кислорода. Некоторые соединения содержат серу, фосфор и некоторые другие элементы. Это производные карбоновых кислот с группой -COOH. Одна аминокислота может содержать несколько аминогрупп.

Рис. 1. Строение аминокислот.

Аминокислоты – кристаллические соединения, растворимые в воде. Они проявляют амфотерные свойства и могут реагировать с неорганическими веществами – кислородом, водой, кислотами, щелочами.

Аминокислоты образуют полимеры – белки, которые могут состоять из различных мономеров. К примеру, казеин включает тирозин, лизин, валин, пролин и другие аминокислоты.

Белки

Среди органических соединений клетки белки являются наиболее важными. Содержание белков в клетке колеблется от 50 % до 80 %.
Белки – это высокомолекулярные органические соединения, которые состоят из углерода, водорода, кислорода, серы и азота. В состав некоторых белков входит фосфор, а также катионы металлов.

Белки являются биополимерами, которые состоят из мономеров аминокислот. Их молекулярная масса варьируется от нескольких тысяч до нескольких миллионов, в зависимости от количества аминокислотных остатков.

В состав белков входит всего 20 типов аминокислот из 170, найденных в живых организмах.

Заменимые и незаменимые

Всего известно около 500 аминокислот. Аминокислоты классифицируются по разным признакам в зависимости от строения, состава, физических свойств. Из всего количества аминокислот только 22 используются организмом для синтеза в первую очередь различных белков. Важные для организма аминокислоты классифицируют на три группы:

  • заменимые – синтезируются внутри организма;
  • незаменимые – не синтезируются в организме;
  • частично заменимые – не синтезируются в организме в большом количестве.

Рис. 2. Классификация аминокислот.

Заменимые аминокислоты образуются из веществ, поступивших в организм вместе с пищей. Незаменимые не могут образовываться в организме, поэтому поступают к клеткам в готовом виде. Их отсутствие приводит к снижению умственной деятельности, памяти, иммунитета. Частично заменимые или частично незаменимые аминокислоты синтезируются в организме, но большая их часть попадает в организм в готовом виде вместе с пищей.

В таблице заменимых и незаменимых аминокислот перечислены вещества с молекулярными формулами.

Заменимые

Формула

Незаменимые

Формула

Частично заменимые

Формула

Аланин

Лейцин

Тирозин

Аспарагин

Изолейцин

Цистеин

Глицин

Валин

Гистидин

Карнитин

Фенилаланин

Аргинин

Орнитин

Триптофан

Пролин

Треонин

Серин

Лизин

Таурин

Метионин

Глутамин

Глутаминовая кислота

Незаменимые кислоты содержатся в бобовых, рисе, красном и белом мясе, рыбе, яйцах, молочных продуктах. При сбалансированном питании человек получает все необходимые аминокислоты.

Рис. 3. Продукты с незаменимыми аминокислотами.

Значение свободных аминокислот

Ежегодно в мире производится более двухсот тысяч тонн аминокислот, которые используются в практической деятельности человека. Они применяются в медицине, парфюмерии, косметике, сельском хозяйстве.

В большей степени производят глутаминовую кислоту и лизин, а также глицин и метионин.

Назначение аминокислот

1. Глутаминовая кислота

Используется в психиатрии (при эпилепсии, для лечения слабоумия и последствий родовых травм), в комплексной терапии язвенной болезни и при гипоксии. Также она улучшает вкус мясных продуктов.

2. Аспарагиновая кислота

Аспарагиновая кислота способствует повышению потребления кислорода сердечной мышцей. В кардиологии применяют панангин – препарат, содержащий аспартат калия и аспартат магния. Панангин применяют для лечения различного рода аритмий, а также ишемической болезни сердца.

3. Метионин

Защищает организм при отравлениях бактериальными эндотоксинами и некоторыми другими ядами, в связи с этим используется для защиты организма от токсикантов окружающей среды. Обладает радиопротекторными свойствами.

4. Глицин

Является медиатором торможения в центральной нервной системе. Используется как успокаивающее средство, применяется при лечении хронического алкоголизма.

5. Лизин

Основная пищевая и кормовая добавка. Используется в качестве антиоксидантов в пищевой промышленности (предотвращает порчу пищевых продуктов).

В каких продуктах присутствуют незаменимые аминокислоты?

Все мы прекрасно знаем, что белками богата животная пища: мясо (баранина, говядина, свинина, курятина), рыба (треска, судак), яйца, молоко и разные сорта сыров. Но что насчет растительных источников? Безусловно, первое место по содержанию необходимых аминокислот занимают бобовые. Вот список бобовых продуктов:

  • фасоль;
  • чечевица;
  • горох;
  • бобы;

Бобовые культуры были основным продуктом человека с давних времен. И не зря! Об их полезности спорить не придется, ведь влияние данного продукта на организм огромно. Бобовые способствуют очищению крови, укреплению волос, улучшению пищеварения. А по содержанию белка они едва ли уступают мясу. В настоящее время в диетологии данное семейство растений становится все более важным компонентом, так как наука уже обладает обширной информацией об их пользе.

В примере идеального дневного рациона бобовые культуры должны составлять 8-10 %, чтобы количество растительного белка было полноценным и обеспечивало необходимые процессы жизнедеятельности. Например, регулярное потребление гороха, фасоли или чечевицы приводит в норму сахар в крови и, более того, укрепляет иммунную и нервную системы.

Пептиды

Отличие между белками и пептидами заключается в количестве аминокислотных остатков. В белках их более 50, а в пептидах менее 50.

В настоящее время выделено несколько сотен различных пептидов, которые выполняют в организме самостоятельную физиологическую роль.

К пептидам относятся:

1. Пептидные антибиотики (грамицидин S).

2. Регуляторные пептиды – вещества, регулирующие многие химические реакции в клетках и тканях организма. К ним относятся: пептидные гормоны (инсулин), окситоцин, стимулирующий сокращение гладкой мускулатуры.

3. Нейропептиды.

Классификация белков

В зависимости от строения различают простые и сложные белки.

1. Простые белки состоят только из белковой части.

2. Сложные имеют небелковую часть.

Если в качестве небелковой части используется углевод, то это гликопротеиды.

Если в качестве небелковой части используются липиды, то это липопротеиды.

Если в качестве небелковой части используются нуклеиновые кислоты, то это нуклеопротеиды.

Что мы узнали?

Аминокислоты – мономеры, состоящие из водорода, углерода, кислорода и азота. Некоторые соединения могут включать другие элементы, например, серу или фосфор. Для функционирования организма человеку необходимы 22 аминокислоты. При этом не все аминокислоты синтезируются в клетках. В связи с этим выделяют три группы аминокислот: заменимые (десять соединений), незаменимые (восемь) и частично незаменимые (четыре).

Тест по теме

Оценка доклада

Структуры белка

Белки имеют 4 основных структуры: первичную, вторичную, третичную, четвертичную (см. Рис. 5).

Рис. 5. Структура белка

1. Под первичной структурой понимают последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи. Она уникальна для любого белка и определяет его форму, свойства и функции.

Значительное совпадение первичной структуры характерно для белков, выполняющих сходные функции. Замена всего лишь одной аминокислоты в одной из цепей может изменить функцию молекулы белка. Например, замена глутаминовой кислоты на валин приводит к образованию аномального гемоглобина и к заболеванию, которое называется серповидноклеточная анемия.

2. Вторичная структура – упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль (имеет вид растянутой пружины). Витки спирали укрепляются водородными связями, возникающими между карбоксильными группами и аминогруппами. Практически все СО- и NН-группы принимают участие в образовании водородных связей.

3. Третичная структура – укладка полипептидных цепей в глобулы, возникающая в результате возникновения химических связей (водородных, ионных, дисульфидных) и установления гидрофобных взаимодействий между радикалами аминокислотных остатков.

4. Четвертичная структура характерна для сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами.

Утрата белковой молекулой своей природной структуры называется денатурацией. Она может возникнуть при воздействии температуры, химических веществ, при нагревании и облучении.

Если при денатурации не нарушены первичные структуры, то при восстановлении нормальных условий белок способен воссоздать свою структуру. Этот процесс носит название ренатурация (см. Рис. 6). Следовательно, все особенности строения белка определяются первичной структурой.

Рис. 6. Денатурация и ренатурация

Серповидноклеточная анемия

Серповидноклеточная анемия – это наследственная болезнь, при которой эритроциты, участвующие в переносе кислорода, выглядят не в виде диска, а принимают форму серпа (см. Рис. 7). Непосредственной причиной изменения формы является небольшое изменение химической структуры гемоглобина (основного компонента эритроцита).

Рис. 7. Внешний вид нормального и серповидного эритроцита

Симптомы: потеря трудоспособности, постоянная отдышка, учащенное сердцебиение, пониженный иммунитет.

Одним из признаков серповидноклеточной анемии является желтизна кожных покровов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *