Откуда брать белки, незаменимые аминокислоты и Б12? Сложные белки состоят из аминокислот и
Сколько аминокислот входит в состав белка? Группы и виды аминокислот
Многие из нас знают, что белки необходимы организму, так как в них содержатся аминокислоты. Но далеко не все понимают, что собой представляют эти элементы и почему их наличие в рационе так важно. Сегодня мы выясним, сколько аминокислот входит в состав белка, как они классифицируются и какую функцию выполняют.
Что такое аминокислоты?
Итак, аминокислоты (аминокарбоновые к-ты) – это органические соединения, которые являются основным элементом, образующим структуру белка. Белки, в свою очередь, принимают участие во всех физиологических процессах человеческого организма. Они формируют кости, сухожилия, связки, внутренние органы, мышцы, ногти и волосы. Белки становятся частью организма в процессе синтеза аминокислот, пришедших с пищей. Следовательно, не белок является важным питательным веществом, а именно аминокислоты. И не все белки одинаково полезны, ведь у каждого из них свой уникальный состав этих самых кислот.
Сколько аминокислот входит в состав белка
Структура белков довольно сложна, рассмотрим ее на базовом уровне. Мы знаем, что аминокарбоновые кислоты являются своеобразными строительными блоками в здании под названием белок и в мегаполисе под названием человек. Однако не во всех белках есть именно те элементы, которые нам нужны. Если взглянуть на белок под микроскопом, можно увидеть цепочку из аминокислот, которые соединяются пептидными связями. Грубо говоря, звенья этой цепочки служат в нашем организме ремонтным и строительным материалом.
Удивительно, но было время, когда ученые не знали о том, сколько различных аминокислот входит в состав белков. Большинство из них были открыты в 19, а остальные в 20-м веке. Ученым понадобилось 119 лет, чтобы окончательно ответить на вопрос: «Сколько аминокислот входит в состав белка?» Строение каждой из них изучалось еще дольше.
На сегодняшний день известно, что для нормальной жизнедеятельности человеческого организма необходимо 20 протеиногенных аминокарбоновых кислот. Эту двадцатку часто называют мажорными кислотами. С точки зрения химии, их классифицируют по множеству признаков. Но простым обывателям наиболее близка классификация по способности кислот синтезироваться в нашем организме. По этому признаку аминокислоты бывают заменимыми и незаменимыми.
В этой классификации есть некоторые недостатки. К примеру, аргинин в некоторых физиологических состояниях считается незаменимым, но он может синтезироваться организмом. А гистидин восполняется в столь малых количествах, что его все-таки необходимо принимать с пищей.
Теперь, когда мы знаем, сколько видов аминокислот входит в состав белков, рассмотрим подробнее оба вида.
Незаменимые (эссенциальные)
Как вы уже поняли, эти вещества не могут самостоятельно синтезироваться организмом, поэтому их необходимо употреблять с едой. Основное количество незаменимых органических кислот содержится в животных белках. Когда в организме недостает того или иного элемента, он начинает забирать его с мышечной ткани. Этот класс состоит из 8 кислот. Познакомимся с каждой из них.
Лейцин
Эта кислота отвечает за восстановление и защиту мышечных тканей, кожных покровов и костей. Именно благодаря лейцину выделяется гормон роста. Кроме того, эта органическая кислота регулирует уровень сахара в крови и способствует сжиганию жиров. Она содержится в мясе, орехах, бобовых, нешлифованном рисе и зернах пшеницы. Лецитин стимулирует синтез белка, а значит, способствует наращиванию мышечной массы.
Изолейцин
Эта кислота ускоряет выработку энергии, поэтому ее так любят спортсмены. После изнурительных занятий она помогает быстрому восстановлению мышечных волокон. Изолейцин снимает так называемую крепатуру, принимает участие в образовании гемоглобина и регулирует количество сахара. Больше всего изолейцина содержится в мясе, рыбе, яйцах, орехах, горохе и сое.
Лизин
Данная аминокислота играет важную роль в работе иммунной системы. Ее главная задача – синтез антител, которые защищают наш организм от воздействия вирусов и аллергенов. Кроме того, лизин регулирует процесс обновления костной ткани и коллагена, а также гормоны роста. Эту органическую кислоту можно найти в таких продуктах питания, как: яйца, картофель, красное мясо, рыба и кисломолочные продукты.
Фенилаланин
Эта альфа-аминокислота отвечает за нормальную работу центральной нервной системы. Ее недостаток в организме приводит к приступам депрессии и хроническим болезням. Фенилаланин помогает нам концентрироваться и запоминать нужную информацию. Входит в состав препаратов, используемых при лечении психических расстройств, в том числе болезни Паркинсона. Положительно сказывается на работе печени и поджелудочной железы. Аминокислота содержится в: орехах, грибах, курице, молочных продуктах, бананах, абрикосах и топинамбуре.
Метионин
Мало кто знает, сколько аминокислот входит в состав белка, зато многим известно, что метионин активно сжигает жировые ткани. Но это далеко не все полезные свойства данной кислоты. Она влияет на выносливость и работоспособность человека. Если ее в организме недостаточно, это сразу можно понять по коже и ногтям. Метионин встречается в таких продуктах питания, как: мясо, рыба, семена подсолнечника, бобовые, лук, чеснок и кисломолочные продукты.
Треонин
Стремясь узнать, сколько аминокислот входит в состав белка, ученные открыли такое вещество, как треонин, одним из последних. А ведь оно очень даже полезно для человека. Треонин отвечает за все важнейшие системы человеческого организма, а именно за нервную, иммунную и сердечно-сосудистую. Первый признак его недостатка – проблемы с зубами и костями. Больше всего треонина человек получает из молочных продуктов, мяса, грибов, овощей и злаков.
Триптофан
Еще одно важнейшее вещество. Оно отвечает за синтез серотонина, который часто называют гормоном хорошего настроения. Недостаток триптофана можно обнаружить по нарушениям сна, аппетита. Данная кислота также регулирует функцию дыхания и артериальное давление. Она содержится преимущественно в: морепродуктах, красном мясе, птице, кисломолочных продуктах и пшенице.
Валин
Выполняет функцию восстановления поврежденных волокон и следит за обменными процессами в мышцах. При сильных нагрузках может оказывать стимулирующее действие. Также играет роль в умственной деятельности человека. Помогает при лечении печени и головного мозга от негативных воздействий алкоголя и наркотиков. Человек может получить валин из: мяса, грибов, сои, молочных продуктов и арахиса.
Примечательно, что 70% всех органических кислот в нашем организме занимают всего три аминокислоты: лейцин, изолейцин и валин. Поэтому они считаются самыми важными в обеспечении нормальной жизнедеятельности организма. В спортивном питании даже выделили специальный комплекс ВСАА, которые содержит именно эти три кислоты.
Продолжаем отвечать на вопрос о том, сколько мажорных аминокислот входит в состав белка, и переходим к заменимым представителям класса.
Заменимые
Главное отличие этой группы состоит в том, что все ее представители могут образовываться в организме путем эндогенного синтеза. Слово «заменимые» вводит многих в заблуждение. Поэтому часто неосведомленные люди говорят, что эти аминокислоты необязательно употреблять с пищей. Конечно же, это не так! Заменимые кислоты, так же как и эссенциальные, обязательно должны быть в составе каждодневного рациона. Они действительно могут образовываться из других веществ. Но происходит это только в случае, когда рацион составлен неправильно. Тогда часть полезных веществ и эссенциальных кислот затрачивается на воссоздание заменимых кислот. Следовательно, это не совсем благоприятно для организма. Разберем незаменимые кислоты, входящие в «мажорную двадцатку».
Аланин
Способствует ускорению метаболизма углеводов и выведению из печени токсинов. Встречается в таких продуктах питания, как: мясо, птица, яйца, рыба и молочные продукты.
Аспарагиновая кислота
Считается универсальным топливом для нашего организма, так как значительно улучшает обмен веществ. Встречается в молоке, тростниковом сахаре, птице и говядине.
Аспарагин
Пытаясь ответить на вопрос: «Сколько аминокислот входит в состав белка?», ученые в первую очередь открыли именно аспарагин. Было это в далеком 1806 году. Данная кислота принимает участие в улучшении работы нервной системы. Она содержится во всех животных белках, а также орехах, картофеле и злаках.
Гистидин
Является важным строительным элементом всех внутренних органов. Играет едва ли не ключевую роль в образовании красных и белых кровяных телец. Положительно влияет на иммунную систему и половую функцию. Из-за широкого спектра применения, запасы гистидина в организме быстро истощаются. Поэтому важно принимать его с пищей. Содержится в мясных, молочных и злаковых продуктах.
Серин
Стимулирует работу головного мозга и центральной нервной системы. Встречается в таких продуктах, как: мясо, соя, злаки, арахис.
Цистеин
Эта аминокислота в организме отвечает за синтез кератина. Без нее не было бы здоровых ногтей, волос и кожи. Находится в таких продуктах, как: мясо, яйца, красный перец, чеснок, лук и брокколи.
Аргинин
Говоря о том, сколько протеиногенных аминокислот входит в состав белков и какие функции они выполняют, мы убедились в том, что каждая из них важна для организма. Однако есть кислоты, которые, по мнению экспертов, считаются наиболее значимыми. К таковым относится аргинин. Он отвечает за здоровую работу мышц, суставов, кожного покрова и печени, а также укрепляет иммунитет и сжигает жиры. Аргинин часто используют бодибилдеры и те, кто желает похудеть, в составе добавок. В природном виде он встречается в мясе, орехах, молоке, злаках и желатине.
Глютаминовая кислота
Является важным элементом для здоровой работы головного и спинного мозга. Часто продается в виде добавки «Глутамат натрия». Встречается в яйцах, мясе, молочных продуктах, рыбе, моркови, кукурузе, помидорах и шпинате.
Глутамин
Нужен в белках для роста и поддержки мышц. Также является «топливом» головного мозга. Кроме того, глутамин выводит из печени все то, что поступает туда с нездоровой пищей. При термической обработке кислота денатурирует, поэтому, чтобы ее восполнить, нужно употреблять петрушку и шпинат в сыром виде.
Глицин
Помогает крови сворачиваться, а глюкозе - перерабатываться в энергию. Встречается в мясе, рыбе, бобовых и молоке.
Пролин
Отвечает за синтез коллагена. При недостатке в организме пролина начинаются проблемы с суставами. Встречается в основном в животных белках, поэтому является едва ли не единственным веществом, с нехваткой которого сталкиваются люди, не употребляющие мясо.
Тирозин
Отвечает за регулировку артериального давления и аппетит. При недостатке этой кислоты человек страдает быстрой утомляемостью. Чтобы таких проблем не было, нужно есть бананы, семечки, орехи и авокадо.
Продукты, богатые аминокислотами
Теперь вы знаете, сколько аминокислот входит в состав белка. Функции и место нахождения каждой из них вам тоже известны. Отметим главные продукты, употребляя которые, можно не переживать о сбалансированности питания в плане аминокислот.
Яйца. Отлично усваиваются организмом, дают ему большое количество аминокислот и обеспечивают белковую подкормку.
Молочные продукты. Способны обеспечить человека множеством полезных веществ, спектр которых, кстати говоря, не ограничивается органическими кислотами.
Мясо. Пожалуй, первый источник белка и входящих в него веществ.
Рыба. Богата на белок и отлично усвояема организмом.
Многие абсолютно уверены, что без продуктов животного происхождения нельзя обеспечить организм должным количеством белка. Это совершенно неверно. И доказательством тому является огромное количество вегетарианцев с прекрасной физической формой. Среди растительных продуктов главными источниками аминокислот являются: бобовые, орехи, крупы, семена.
Заключение
Сегодня мы узнали, сколько аминокислот входит в состав белка. Группы веществ и подробное описание их представителей помогут вам сориентироваться в составлении рациона здорового питания.
fb.ru
2. 3. Химический состав белков.
Белки являются сложными органическими соединениями, состоящими из аминокислот. Химический анализ показал, что белки состоят из следующих элементов:
Углерод 50-55 %
Водород 6-7 %
Кислород 21-23 %
Азот 15-17 %
Сера 0,3-2,5 %.
В составе отдельных белков обнаружены также фосфор, йод, железо, медь и др. макро- и микровещества.
Содержание основных химических элементов может различаться в отдельных белках, исключение составляет азот, среднее количество которого характеризуется наибольшим постоянством и составляет 16 %. В связи с этим существует способ определения количества белка по входящему в его состав азоту. Зная, что 6,25 грамм белка содержит 1 грамм азота, можно найти количество белка, умножив найденное количество азота на коэффициент 6,25.
2. 4. Аминокислоты.
Аминокислоты – карбоновые кислоты альфа-углеродный атом водорода которых замещен на аминогруппу. Белки состоят из аминокислот. В настоящее время известно более 200 различных аминокислот. В организме человека их около 60, а в состав белков входят только 20 аминокислот, которые называют природными или протеиногенными. 19 из них являются альфа-аминокислотами, это означает, что аминогруппа присоединена к альфа-углеродному атому карбоновой кислоты. Общая формула этих аминокислот выглядит следующим образом.
R
h3N CH COOH
Только аминокислота пролин не соответствует этой формуле, её относят к иминокислотам.
Химические названия аминокислот, для краткости сокращают, например, глутаминовая кислота ГЛУ, серин СЕР и т.д. для записи первичной структуры белков в последнее время стали пользоваться только однобуквенными символами.
Во всех аминокислотах есть общие группировки: -СН2, -NН2, -СООН, они придают общие химические свойства белкам, и радикалы, химическая природа которых разнообразна. Именно они определяют структурные и функциональные особенности аминокислот.
Классификации аминокислот основана на их физико-химических свойствах.
По строению радикалов:
Циклические - гомоциклические ФЕН, ТИР, гетероциклические ТРИ, ГИС.
Ациклические – моноаминомонокарбоновые ГЛИ, АЛА, СЕР, ЦИС, ТРЕ, МЕТ, ВАЛ, ЛЕЙ, ИЛЕЙ,НЛЕЙ, моноаминодикарбоновые АСП, ГЛУ, диаминомонокарбоновые ЛИЗ, АРГ.
По образованию в организме:
Заменимые – могут синтезироваться в организме из веществ белковой и небелковой природы.
Незаменимые – не могут синтезироваться в организме, поэтому должны поступать только с пищей – все циклические аминокислоты, ТРЕ, ВАЛ, ЛЕЙ, ИЛЕЙ.
Биологическое значение аминокислот:
Входят в состав белков организма человека.
Входят в состав пептидов организма человека.
Из аминокислот образованы в организме многие низкомолекулярные биологически активные вещества: ГАМК, биогенные амины и т.д.
Часть гормонов в организме – производные аминокислот (гормоны щитовидной железы, адреналин).
Предшественники азотистых оснований, входящих в состав нуклеиновых кислот.
Предшественники порфиринов, идущих на биосинтез гема для гемоглобина и миоглобина.
Предшественники азотистых оснований, входящих в состав сложных липидов (холина, этаноламина).
Участвуют в биосинтезе медиаторов в нервной системе (ацетилхолин, дофамин, серотонин, норадреналин и др.).
Свойства аминокислот:
Хорошо растворимы в воде.
В водном растворе существуют в виде равновесной смеси биполярного иона, катионной и анионной форм молекулы. Равновесие зависит от рН среды.
Nh4—CH—COOH Nh4—CH—COO Nh3—CH—COO
R + ОН R R + Н
Катионная форма Биполярный ион Анионная форма
Щелочная среда рН Кислая среда
Способны двигаться в электрическом поле, что используется для разделения аминокислот с помощью электрофореза.
Проявляют амфотерные свойства.
Могут играть роль буферной системы, т.к. могут реагировать как слабое основание и слабая кислота.
studfiles.net
Аминокислоты и белки
Аминокислоты
В зависимости от взаимного расположения обеих функциональных групп различают α-, β – и γ-аминокислоты:
Ch4-CH(Nh3)-COOH (α-аминопропионованя кислота)
Ch3(Nh3)-Ch3-COOH (β – аминопропионованя кислота)
Наиболее важными представителями аминокислот являются: глицин (h3N-Ch3-COOH ), аланин (Ch4-CH(Nh3)-COOH), фенилаланин (C6H5-Ch3-CH(Nh3)-COOH), глутаминовая кислота (HOOC-(Ch3)2-CH(Nh3 )-COOH), лизин (h3N-(Ch3)4-CH(Nh3)-COOH), серин (HO-Ch3-CH(Nh3)-COOH) и цистеин (HS-CH 2-CH(Nh3)-COOH).
Изомерия
Для аминокислот характерны следующие виды изомерии: углеродного скелета, положения функциональных групп и оптическая изомерия.
Физические свойства аминокислот
Аминокислоты – твердые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Они плавятся при высоких температурах с разложением.
Получение
Аминокислоты получают путем замещения галогена на аминогруппу в галогензамещенных карбоновых кислотах. В общем виде уравнение реакции будет выглядеть так:
R-CH(Cl)-COOH + Nh4 = R-CH(Nh4+Cl—) = Nh3–CH(R)-COOH
Химические свойства аминокислот
Аминокислоты – амфотерные соединения. Они реагируют как с кислотами, так и с основаниями:
Nh3–Ch3-COOH + HCl = Cl[Nh4–Ch3-COOH]
Nh3–Ch3-COOH + NaOH= Nh3–Ch3-COONa + h3O
При растворении аминокислот в воде аминогруппа и карбоксильная группа взаимодействуют друг с другом с образованием соединений, называемых внутренними солями:
h3N –Ch3-COOH ↔ +h4N-Ch3COO—
Молекулу внутренней соли называют биполярным ионом.
Водные растворы аминокислот имеют нейтральную, щелочную и кислотную среду в зависимости от количества функциональных групп. Например, глутаминовая кислота образует кислый раствор, поскольку в её составе две карбоксильные группы и одна аминогруппа, а лизин – щелочной раствор, т.к. в её составе одна карбоксильная группа и две аминогруппы.
Две молекулы аминокислоты могут взаимодействовать друг с другом. При этом происходит отщепление молекулы воды и образуется продукт, в котором фрагменты молекулы связаны между собой пептидной связью (-CO-NH-). Например:
Полученное соединение называют дипептидом. Вещества, построенные из многих остатков аминокислот, называются полипептидами. Пептиды гидролизуются под действием кислот и оснований.
α-Аминокислоты играют особую роль в природе, поскольку при их совместной поликонденсации в природных условиях образуются важнейшие для жизни вещества – белки.
Также для аминокислот характерны все химические свойства карбоновых кислот (по карбоксильной группе) и аминов (по аминогруппе).
Белки
В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций создают молекулы белков с большим разнообразием свойств. Кроме того, аминокислотные остатки в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул разных белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.
Белки обладают свойством амфотерности, то есть в зависимости от условий проявляют как кислотные, так и осно́вные свойства. В белках присутствуют несколько типов химических группировок, способных к ионизации в водном растворе: карбоксильные остатки боковых цепей кислых аминокислот (аспарагиновая и глутаминовая кислоты) и азотсодержащие группы боковых цепей основных аминокислот (в первую очередь, ε-аминогруппализина и амидиновый остаток CNH(Nh3)аргинина, в несколько меньшей степени —имидазольный остаток гистидина).
Белки различаются по степени растворимости в воде. Водорастворимые белки называются альбуминами, к ним относятся белки крови и молока. К нерастворимым, или склеропротеинам, относятся, например, кератин (белок, из которого состоят волосы, шерсть млекопитающих, перья птиц и т. п.) и фиброин, который входит в состав шёлка и паутины. Растворимость белка определяется не только его структурой, но внешними факторами, такими как природа растворителя, ионная сила и pH раствора.
Примеры решения задач
ru.solverbook.com
Белки и аминокислоты » mozok.click
Вспомните: что вам известно из курса биологии о строении и биологической
роли аминокислот и белков.
Понятие об аминокислотах.
Аминокислоты — мономеры белков
Огромное значение для жизни на Земле имеют органические кислоты, в молекулах которых кроме карбоксильной группы -COOH есть еще одна группа — аминогруппа -Nh3. Такие соединения называют аминокислотами. Все белки, содержащиеся в составе живых организмов, состоят из остатков молекул различных аминокислот.
В природе преобладают аминокислоты, в молекулах которых обе группы — карбоксильная и аминогруппа — соединены с одним атомом Карбона:
где R — атом Гидрогена или определенная группа атомов. Такие аминокислоты называют а-аминокислотами.
Самая простая аминокислота — аминоэтановая, ее также называют аминоуксусной кислотой, или глицином:
Аминокислот, как и других органических соединений, существует очень много. В живых организмах встречается около 700 аминокислот, но для синтеза белков растений и животных используется лишь 21 аминокислота, причем только а-аминокислоты.
Аминокислоты — твердые бесцветные кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде и плохо — в органических растворителях. Растворимость аминокислот обусловлена возможностью образования
водородных связей карбоксильной группой (как в карбоновых кислотах) и аминогруппой. Некоторые аминокислоты сладкие на вкус.
Понятие о белках
Белки — природные высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из остатков молекул аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями.
Другими словами, белки — это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Обычно белки содержат 100 и более остатков молекул аминокислот, которые образуют полипептидную цепь. Большинство белков человеческого организма содержит несколько сотен аминокислотных остатков. Молекулярная масса белков колеблется от нескольких тысяч до нескольких миллионов.
По составу белки разделяют на протеины — простые белки, состоящие только из остатков молекул аминокислот, и протеиды. — сложные белки, состоящие из остатков молекул аминокислот и различных небелковых составляющих, например ионов металлических элементов (как Fe2+ в гемоглобине), а также различных органических соединений.
Строение белков
В составе белков нашего организма встречаются остатки молекул более 20 аминокислот. Свойства белков зависят не только от того, какие аминокислотные остатки их образуют, но и от того, в какой последовательности они соединены друг с другом. Такую последовательность аминокислот называют первичной структурой белка (рис. 38.1). Определение первичной структуры белков — важная задача современной науки. Информация о первичной структуре всех белков организма содержится в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
Рис. 38.1. Первичная структура белка (инсулин). Отдельными кружочками обозначены остатки молекул аминокислот. Внутри кружочков приведены их условные обозначения, например, «Гли» означает «глицин»
Полипептидная цепь обычно свернута в спираль, обладающую определенной пространственной структурой,— а-спираль (рис. 38.2, а), или собирается в ^-складчатую структуру (рис. 38.2, б). Такое свертывание называют вторичной структурой белков. Существование вторичной структуры обусловлено возможностью образования водородных связей между различными частями соседних аминокислотных остатков. Спиральное строение белков впервые определил выдающийся американский ученый Лайнус Полинг.
Спираль, в свою очередь, может иметь определенное пространственное строение, которое является специфическим для каждого белка: спираль сворачивается в клубок (глобулу). Такое строение называют третичной структурой белка (рис. 38.3, а). Для некоторых белков характерно объединение нескольких глобул (субъединиц) в одну частицу, что приводит к образованию четвертичной структуры белков (рис. 38.3, б). В составе таких структур могут содержаться ионы металлических элементов или другие вещества небелковой природы. Так, молекула белка гемоглобина состоит из четырех субъединиц, соединенных с ионом Феррума, что позволяет молекуле гемоглобина переносить кислород и углекислый газ в животных организмах.
Рис. 38.3. Третичная (а) и четвертичная (б) структуры белка
Несмотря на сложность строения молекул белков, их синтез в клетках животных организмов происходит очень быстро, всего за несколько секунд. Живые клетки — это хорошо организованные «фабрики», в которых четко налажена система поставок сырья (аминокислот) и технология сборки (синтеза) белков.
В природе существует множество различных белков. По физическим свойствам они могут существенно отличаться, что обусловлено выполнением различных функций. Они могут быть мягкими и хорошо растворяться в воде, как белок альбумин, содержащийся в яйце. А могут быть очень твердыми и вовсе не смешиваться с водой, как белок кератин, из которого состоят рога, копыта, ногти и перья. Но можно с уверенностью сказать, что у белков нет температуры плавления: при нагревании белки разрушаются и разлагаются.
Денатурация белков. Под действием различных факторов белки могут разлагаться, теряя свою пространственную структуру. Разрушение пространственной структуры белка с сохранением его первичной структуры называют денатурацией. Она происходит при нагревании, изменении кислотности среды, воздействии излучения или растворов солей тяжелых металлических элементов и органических растворителей. Примерами денатурации являются свертывание яичных белков в процессе варки яиц или уплотнение белков молока при скисании (рис. 38.4). Денатурация белков мяса происходит при его термической обработке и засолке. Антисептическое действие этилового спирта также основано на денатурации: при обработке кожи или медицинских инструментов белки бактерий денатурируют, что приводит к их гибели и обеззараживанию поверхности.
Гидролиз белков. Другое химическое свойство белков — способность к гидролизу в кислотной или щелочной средах. При гидролизе разрываются пептидные связи и происходит расщепление полипептидной цепи. Полный гидролиз до отдельных аминокислот происходит при длительном нагревании белков с концентрированной хлоридной кислотой. После попадания белковых веществ в желудок под действием хлоридной кислоты и фермента пепсина происходит их гидролиз. Наш организм усваивает белковые вещества только в виде смеси аминокислот.
Иван Яковлевич Горбачевский
(1854-1942)
Украинский биохимик, иностранный член АН УССР. Родился в селе Зарубинцы Тернопольской области. Окончил медицинский факультет Венского университета. Профессор Чешского университета, Украинского университета в Вене, ректор Украинского университета в Праге. Основные исследования посвящены биохимии обмена нитрогенсодержащих соединений. Одним из первых определил аминокислотную природу белков, возможность гидролиза нуклеиновых кислот. Исследовал способы образования мочевой кислоты в организме, что стало действенным методом диагностирования заболеваний. Был инициатором создания украинской химической терминологии. В 1911 году выдвигался на соискание Нобелевской премии.
Биологическая роль аминокислот и белков
Аминокислоты — это кирпичики, из которых построены белки, а значит, они являются основой жизни на нашей планете. Одним из первых предположение об аминокислотном составе белков высказал украинский ученый И. Я. Горбачевский. Для некоторых аминокислот характерны особые функции, например, глицин и глутамин — нейромедиаторы, они принимают участие в передаче нервных импульсов, а из тирозина образуется йодтироксин — гормон щитовидной железы. Аминокислоты получают гидролизом белков или синтезируют из соответствующих карбоновых кислот. Их используют в качестве питательных веществ в медицине и как пищевые добавки к продуктам и сельскохозяйственным кормам.
Белки в живых организмах выполняют разнообразные функции, что вы изучали на уроках биологии. Вспомним важнейшие из них.
Все без исключения химические реакции в организме происходят в присутствии специальных катализаторов — ферментов, представляющих собой белковые молекулы. Они ускоряют реакции в миллионы раз, причем каждую реакцию катализирует отдельный фермент.
Некоторые белки выполняют транспортную функцию — переносят молекулы или ионы к месту синтеза или накопления веществ. К примеру, белок гемоглобин в составе эритроцитов переносит кислород к тканям и углекислый газ — от них.
Белки — это строительный материал клеток, из них построены ткани организмов.
Белки-рецепторы воспринимают и передают сигналы, поступающие от соседних клеток или из окружающей среды. К примеру, действие света на сетчатку глаза воспринимает белок родопсин.
Белки жизненно необходимы любому организму и поэтому являются важнейшей составляющей продуктов питания. В процессе пищеварения они гидролизуются до аминокислот, которые являются сырьем для синтеза других белков, необходимых организму.
• Если при кипячении молоко сбегает и пригорает, то распространяется характерный запах жженого белка, что свидетельствует о его наличии в молоке.
• Аспартам — вещество, которое рекомендуют употреблять больным диабетом и людям с избыточным весом, в 100-200 раз слаще сахара. У него нет горького металлического привкуса, характерного для сахарина. Аспартам представляет собой белок, хорошо усваиваемый организмом человека, и является источником аминокислот. Он не приводит к кариесу зубов, а его усвоение не зависит от выработки организмом инсулина.
• Инсулин — это первый белок, состав которого был расшифрован. Он содержит только 51 аминокислотный остаток, но на определение их последовательности английскому биохимику Фредерику Сенгеру понадобилось 10 лет, за что в 1958 году он получил свою первую Нобелевскую премию. Сенгер — один из четырех ученых — дважды лауреатов Нобелевской премии, причем он единственный, кто дважды получил ее в области химии.
Ключевая идея
Белки — природные полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Из протеиногенных аминокислот построено множество различных молекул белков, которые в живых организмах выполняют разнообразные функции.
Контрольные вопросы
468. Какие соединения являются аминокислотами?
469. Какие аминокислоты чаще встречаются в природе?
470. Охарактеризуйте физические свойства аминокислот и белков.
471. Опишите биологическую роль аминокислот и белков.
472. Опишите уровни структурной организации белков.
473. Благодаря каким связям реализуются первичная и вторичная структуры белков?
Задания для усвоения материала
474. Желатин — одно из широко используемых веществ-гелеобразовате-лей. Если к раствору желатина добавить свежий ананас, то гель не образуется. Но гель достаточно быстро образуется при добавлении к раствору желатина консервированного или предварительно подвергнутого тепловой обработке ананаса. Объясните этот факт.
475. Сколько аминокислотных остатков содержит белок, изображенный на рисунке 38.1?
476. Как вы считаете, зависит ли строение и «поведение» молекул белков от рН раствора? Почему?
477. В белке куриного яйца массовая доля белков составляет 11 %, жиров — 0,2 %, углеводов — 0,7 %, а все остальное — вода и неорганические соли. В желтке куриного яйца массовая доля белков составляет 16 %, жиров — 27 %, углеводов — 3,6 %, остальное — вода, холестерин и витамины. Средняя масса куриного яйца равна 60 г, а массы скорлупы, белка и желтка соотносятся как 12 : 56 : 32. Вычислите массу белков, жиров и углеводов, которые получает человек с одним куриным яйцом.
478. Из числа органических соединений, которые вы изучили в 9 классе, выпишите те, молекулы которых способны образовывать водородные связи. Сделайте вывод о влиянии водородных связей на свойства веществ.
479*. Вычислите массу глицина, которую можно получить из уксусной кислоты массой 15 г.
480*. Перечислите факторы, вызывающие денатурацию белков. Объясните механизм их действия. Почему денатурация различных белков происходит при различных условиях?
Это материал учебника Химия 9 класс Григорович
mozok.click
Откуда брать белки, незаменимые аминокислоты и Б12?
Вы здесь: Главная » Еда » Откуда брать белки, незаменимые аминокислоты и Б12?
Вопрос о белках и витамине Б12 является наиболее обсуждаемым в среде тех, кто принял решение кардинально изменить свою систему питания. Прежде всего, это переход с традиционного смешанного питания на вегетарианство, веганство, сыроедение. Споры о целесообразности пожизненного перехода на такие виды питания можно наблюдать все чаще. Вегетарианцев и сыроедов становится все больше, однако в массовом масштабе ситуация не меняется. Вся система общепита, всевозможных социальных институтов прочно стоит на схеме привычного смешанного питания.
В данной статье хотелось бы осветить один из краеугольных камней многочисленных споров о правильном питании – вопрос о белках (в т.ч. так называемых «незаменимых» аминокислотах) и витамине В12.
Белки и «незаменимые» аминокислоты
Начнем с определения того, что из себя представляют белки. Белки – это цепочки аминокислот, составляющих наш строительный материал. У каждого биологического вида белки имеют уникальную структуру, отличающуюся от подобной у другого вида. И у каждого из видов для синтеза белков есть своя уникальная матрица, которая называется ДНК. Этим и определяется отличие организации внешних форм видов друг от друга. Рыба не похожа внешне на человека, а человек на рыбу, медведь не похож на зайца, а лиса на обезьяну.
Итак, структура (уникальная форма) белка у всех видов специфична. Однако тип построения белков в природе существует общий. От других, составляющих материю питательных веществ – углеводов и жиров, состоящих из углерода, водорода и кислорода, белки отличаются содержанием в своем составе азота.
В классической биохимии принято выделять четыре типа структуры белка: первичная, вторичная, третичная и четвертичная. От простого – к сложному. Простые белки считаются низкомолекулярными, потому как содержат простые цепочки аминокислот, завитых в спираль, но не переплетающихся между собой. Сложные белки состоят из множества аминокислот, переплетенных между собой в «клубок». Можно представить себе такую аналогию: аминокислоты, свернутые в спираль и соединенные между собой последовательно – первичная структура, переплетенные между собой – вторичная структура, скрученные в «улитку» – третичная структура, в клубок – четвертичная. Аминокислота, в свою очередь, — это «кирпичик» белковой молекулы или ее составляющее звено. «Амино» — значит содержит в составе азот, а «кислота» — содержит кислоты, состоящие из водорода, кислорода и различных микроэлементов, из которых, собственно, и синтезируется.
По одним данным всего принято выделять 21 аминокислоту, из которых 7 являются «незаменимыми», по другим данным – 28 и 8 из них «незаменимых». Незаменимыми их назвали потому, что якобы они организмом никак не синтезируются и должны поступать к нам с пищей.
До сих пор в традиционных медицинских кругах бытует мнение о том, что все «незаменимые» аминокислоты можно получить в достаточном количестве только лишь в том случае, если человек питается максимально разнообразно и обязательно включает в свой рацион мясные, рыбные, яичные и молочные продукты. То есть во всех других категориях продуктов белок является неполноценным и трудно усваяемым. Наша задача в данном рассуждении показать, что это глубокое заблуждение.
На самом деле правда заключается в следующем. Абсолютно ВСЕ аминокислоты содержатся в разнообразной растительной пище. Кроме того, так называемые «незаменимые» аминокислоты также содержатся в полном составе во многих растительных продуктах, таких как капуста, кабачки, помидоры, огурцы, вся зелень, бобовые, зерновые, орехи и семена.
Даже апельсины содержат полный набор «незаменимых» аминокислот, только в малой концентрации. По поводу усвояемости скажем следующее: для переваривания животного белка желудок должен вырабатывать много специального фермента – пепсина, – что сильно повышает кислотность желудка, а вслед за этим, и кислотность других сред организма. Пепсина желудка оказывается недостаточно для полного расщепления молекулы белка мяса (равно как и рыбы, яйца, молока), что дает дополнительную нагрузку на иммунную систему в ходе обезвреживания и утилизации непереваренной части содержимого. Растительные белки по своей структуре более простые и аминокислоты из них, если они не убиты высокой температурой, всасываются и используются по назначению в неизмененном виде (завитые в спираль). Аминокислоты начинают разрушаться при температуре (в зависимости от видов продуктов и длительности нагревания) 45-60 градусов по Цельсию. Денатурированные высокой температурой аминокислоты использоваться организмом не могут и должны быть «оживлены» и завиты в спираль, на что требуется энергия и дополнительные ресурсы.
Разные по аминокислотному составу растительные продукты превосходно дополняют друг друга. Если в каком-то продукте пониженное содержание какой-то из аминокислот, то в другом ее содержится в избытке. Миф о незаменимости животного белка давно развенчан: организму нужны не сложные молекулы белков мяса, ему нужны аминокислоты, которые не бывают растительными или животными, — они просто есть в составе всей живой материи.
Помимо того, что мы едим растения и получаем из них готовые аминокислоты, мы также имеем в организме собственную «фабрику» по производству аминокислот – микрофлору толстого и тонкого кишечника. У каждого из нас есть своя микрофлора – сообщество дружественных нам микроорганизмов, которые способны синтезировать ВСЕ аминокислоты, все витамины, которых может не хватать в пище, а также подавлять деятельность патогенных бактерий, вирусов, грибков. «Нарастить» полезную нам микрофлору возможно с помощью питания продуктами, содержащими живую клетчатку (или т.н. «пищевые волокна») – это вся сырая растительная пища. Любая животная пища вообще не содержит клетчатки и, попадая в кишечник недопереваренной, является материалом для процветания патогенной микрофлоры. То же можно сказать и о вареной растительной пище, так как измененная высокой температурой клетчатка способствует процессам брожения и питает соответствующую микрофлору. Недопереваренные белки, чаще всего животного происхождения, подвергаются процессам гниения в кишечнике.
Таким образом, если здоровая кишечная флора не убита антибиотиками, консервантами и неправильным питанием, ее роль в нашем здоровье переоценить вряд ли возможно.
Также, есть мнение, что бактерии в нашем организме способны даже фиксировать азот, вдыхаемый нами через легкие и использовать его для синтеза белков.
В конечном счете, каждый из нас располагает двумя основными средствами получения белков организмом: извлечение готовых аминокислот из сырой растительной пищи и синтез микрофлорой, а так же одним дополнительным – использование азота из вдыхаемого воздуха.
В любом случае, если мы переходим на сырую растительную пищу постепенно, помогая при необходимости организму очистительными процедурами, а если надо и голоданием, то дефицит белка просто невозможен.
Откуда брать витамин В12?
Следующий важный вопрос у вегетарианцев, сыроедов и всех, кто хочет изменить свое питание в данную сторону, — откуда брать витамин В12. В12 –цианокобаламин – необходим для кроветворения и работы центральной нервной системы. Вопреки мнению большинства представителей медицины, этот витамин можно найти также в некоторых растениях: в проростках злаковых, морской капусте, свекольной и морковной ботве, гранатах.
Также В12 в достаточном количестве синтезируется кишечной микрофлорой, при ее здоровом состоянии, с помощью кобальта, который содержится в большинстве овощей и фруктов.
Еще одним источником В12, указываемом в некоторых книгах о сыроедении, являются немытые плоды. Дело в том, что на их кожуре живут очень мелкие личинки насекомых, которые являются дополнительным источником В12 уже животного происхождения, но не приносящем организму вреда, в отличие от мяса, рыбы, яиц и молока. С другой стороны, с немытыми фруктами надо быть осторожным, особенно при переходе на сыроедение, когда организм еще достаточно закислен. Дело в том, что на кожуре немытых фруктов могут содержаться также и личинки гельминтов, и сами гельминты, для жизни которых благоприятна кислая среда в организме.
Таким образом, если вы решили перейти на сыроедение, не стоит страшиться недостатка чего-либо в сырой растительной пище для организма. Природой, Богом сотворенной, предназначена для нас самая вкусная и сочная еда и с таким разнообразием, какого нет ни у одного другого вида.
Специально для Lucky-Girl.ru — Иван Левин
lucky-girl.ru
Глоссарий
a-АМИНОКИСЛОТЫ - производные карбоновых кислот, у которых один водородный атом, у углерода в a положении, замещен на аминогруппу (-Nh3).
АЛЬБУМИНЫ (от лат. albumen, род. падеж albuminis - белок) - водорастворимые глобулярные белки, входящие в состав цитоплазмы клеток животных и растений, сыворотки крови.
БИОСИНТЕЗ БЕЛКОВ - процесс образования собственных белков из аминокислот в клетках живых организмов.
ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА белка образуется в процессе укладки первичной структуры в пространстве в виде спирали или гармошки за счет водородных связей между С=О и NH-группами.
ГЕМ – комплекс Fe (II) с одним из порфиринов – протопорфирином.
ГЕТЕРОДИМЕР - белок в состав которого входят два разных протомера.
ГИДРАТНАЯ ОБОЛОЧКА - это слой молекул воды, определенным образом ориентированных на поверхности белковой молекулы.
ГИДРОЛИЗ – разрушение первичной структуры белка.
ГИСТОНЫ- белки, обладающие щелочными свойствами и входящие в состав комплексов с ДНК (хроматин, нуклеосомы) в ядрах клеток эукариот.
ГЛИКОПРОТЕИНЫ – сложные белки, содержащие в качестве простетической группы ковалентно связанный углеводный компонент.
ГЛОБУЛИНЫ — слаборастворимые в воде белки, растворимы в разбавленных растворах солей, входят в состав растительных и животных тканей.
ГЛОБУЛЯРНЫЕ БЕЛКИ это белки, молекулы которых имеют форму шара или эллипса.
ГОМОДИМЕР - белок в состав которого входят два идентичных протомера.
ДЕНАТУРАЦИЯ – утрата белком природной (нативной) конформации, провождающаяся обычно потерей его биологической функции.
ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТОЧКА (pI) -значение рН, при котором суммарный заряд белка равен нулю.
ЛИПОПРОТЕИНЫ – сложные белки, содержащие в качестве простетической группы ковалентно связанные липиды.
МЕТАЛЛОПРОТЕИНЫ – сложные белки, содержащие в качестве простетической группы ионы металлов (медь, железо, цинк, молибден, марганец и др.).
НАТИВНОСТЬ - это уникальный комплекс физических, физико-химических, химических и биологических свойств белковой молекулы, который принадлежит ей, когда молекула белка находится в естественном, природном (нативном) состоянии.
НЕЗАМЕНИМЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ, их еще называют «эссенциальные» не могут синтезироваться в организме человека и животных и должны обязательно поступать с пищей.
НЕСТАНДАРТНЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ – не входят в список встречающихся во всех живых организмах 20 cтандартных аминокислот, но могут включаться в состав белков как во время их синтеза, так и в результате посттрансляционной модификации.
НУКЛЕОПРОТЕИНЫ – сложные белки, состоящие из белковой части и нуклеиновых кислот, крайние рассматриваются как простетические группы.
остатки фосфорной кислоты, связанные с гидроксильной группой аминокислотных остатков сложноэфирной связью.
ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА белка представляет собой линейную цепь аминокислот, расположенных в определенной последовательности и соединенных между собой пептидными связями.
ПОРФИРИН – это циклическая молекула в состав которой входят 4 пиррольные группы.
ПРОСТЫЕ БЕЛКИ - состоят только из аминокислотных остатков и не содержат других химических составляющих.
ПРОТОМЕР - одна из нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса (олигомера).
РАДИКАЛ (R) - боковые цепочки аминокислот, не принимающие участия в формировании полипептидной цепи и определяющие многие химические и физические свойства пептидов и белков.
РАЦЕМИЗАЦИИЯ - процесс превращения L - и D-изомеров друг в друга.
РЕНАТУРАЦИЯ – восстановление физико-химических и биологических свойств белка (нативной структуры) при снятии денатурирующего фактора.
СЛОЖНЫЕ БЕЛКИ содержат небелковый компонент — простетическую группу.
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА - это трехмерная архитектура полипептидной цепи – особое взаимное расположение в пространстве спиралеобразных, складчатых и нерегулярных участков полипептидной цепи.
ФИБРИЛЛЯРНЫЕ БЕЛКИ – это белки, молекулы которых имеют вытянутую форму и обычно формируют волокнистые структуры тканей (например, коллаген, эластин).
ФОСФОПРОТЕНЫ – сложные белки, содержащие в качестве простетической группы.
ХИРАЛЬНЫЙ (АСИММЕТРИЧЕСКИЙ) атом углерода – это атом углерода в молекуле природной аминокислоты, все четыре валентные связи которого заняты различными заместителями.
ХРОМОПРОТЕИНЫ – сложные белки у которых в качестве простетической группы выступают окрашенные соединения.
ЦВИТТЕР-ИОН (БИПОЛЯРНЫЙ ИОН) - ион, в котором одновременно присутствуют положительный и отрицательный заряды.
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА - субъединичная структура белка, представляющая взаимное расположение нескольких полипептидных цепей (протомеров) в составе единого белкового комплекса (олигомера).
ebooks.grsu.by
