Связанные понятия
Цистеин (α-амино-β-тиопропионовая кислота; 2-амино-3-меркаптопропановая кислота) — алифатическая серосодержащая аминокислота. Оптически активна, существует в виде L- и D- изомеров. L-Цистеин входит в состав белков и пептидов, играет важную роль в процессах формирования тканей кожи. Имеет значение для дезинтоксикационных процессов.
Белки ́ (протеи́ны, полипепти́ды) — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. 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...
Проли́н (пирролидин-α-карбоновая кислота) — гетероциклическая аминокислота, в которую атом азота входит в составе вторичного, а не первичного, амина (в связи с чем пролин правильнее называть иминокислотой). Существует в двух оптически изомерных формах — L и D, а также в виде рацемата.
Пепти́ды (греч. πεπτος «питательный») — семейство веществ, молекулы которых построены из двух и более остатков аминокислот, соединённых в цепь пептидными (амидными) связями —C(O)NH—. Обычно подразумеваются пептиды, состоящие из α-аминокислот, однако термин не исключает пептидов, полученных из любых других аминокарбоновых кислот.
Биосинтез — процесс синтеза природных органических соединений живыми организмами. Путь биосинтезного соединения — это приводящая к образованию этого соединения последовательность реакций, как правило, ферментативных (генетически детерминированных), но изредка встречаются и спонтанные реакции, обходящиеся без ферментативного катализа. Например, в процессе биосинтеза лейцина одна из реакций является спонтанной и протекает без участия фермента. Биосинтез одних и тех же соединений может идти различными...
Упоминания в литературе
По своему составу белки бывают простые и сложные. Простые белки построены из
аминокислот . В организме растений аминокислоты являются продуктами обмена белковых веществ. Из различных белков выделены и изучены 22 аминокислоты. Все они относятся к амфотерным электролитам и обладают свойствами кислот и оснований. Большая часть аминокислот является производными жирных кислот, у которых один из атомов водорода замещен на группу NH2.
Аминокислоты представляют собой органические соединения, молекулы которых содержат аминогруппы (NH2-группы) и карбоксильные группы (СООН-группы). Известно около двухсот природных аминокислот, однако в состав белков входят только двадцать аминокислот, которые называют нормальными, основными или стандартными. Дефицит белков в организме может привести к нарушению водного баланса, что вызывает отеки. Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми. Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Нарушения обмена аминокислот часто связаны с аномалиями трансаминирования: с уменьшением активности ферментов, катализирующих реакции трансаминирования, – аминотрансфераз при гипо- или авитаминозах В6, нарушением синтеза аминотрансфераз, недостатком кетокислот, необходимых для трансаминирования в связи с угнетением цикла трикарбоновых кислот при гипоксии, сахарном диабете и т. д.
Белки, как известно, строятся из
аминокислот и еще чего-то пока не известного науке. Аминокислота по существу представляет собой одновременно и кислоту и, щелочь. Кислотность аминокислоты определяется карбоксильной группой СООН, а щелочность – аминной группой NH2. Аминокислота, образно говоря, представляет собой амино-карбоксильный «гермафродит» (от древнегреческого Hermaphrodites – организм с признаками мужского и женского пола). Пептидная связь, указанная А. Я. Данилевским, является не чем иным, как соединением кислоты и щелочи, при которой идет реакция нейтрализации с образованием соли и воды. Соединившись между собой, две аминокислоты вновь образуют одну аминокислоту, которая также имеет кислотную карбоксильную группу и щелочную аминную группу. Таким образом, аминокислоты способны соединяться с большим числом других аминокислот, образуя сложные вещества, в том числе и белки.
Свойства любого пептида зависят не только от того, какие
аминокислоты в него входят, но и от того, в каком порядке они там расположены. Например, представим себе дипептид, состоящий из глицина и аланина. Как он будет выглядеть? Если в создании пептидной связи примут участие карбоксильная группа глицина и аминогруппа аланина, дипептид будет таким: NH2–CH2–CO – NH – CH(CH3) – COOH. Но возможен и другой случай, когда пептидную связь образуют, наоборот, карбоксильная группа аланина и аминогруппа глицина. Тогда пептид получится вот таким: NH2–CH(CH3) – CO – NH – CH2–COOH. Как видим, это два разных соединения. В белках, состоящих из сотен аминокислот, порядок расположения этих аминокислот не менее важен – только вот возможных вариантов там намного больше.
В результате распада
аминокислот клетка получает ионы аммония, необходимые для формирования собственных аминокислот. Бактериальные клетки способны синтезировать все 20 аминокислот. Ведущими из них являются аланин, глютамин, аспарагин. Они включаются в процессы переаминирования и трансаминирования. В белковом обмене процессы синтеза преобладают над распадом, при этом происходит потребление энергии.
Связанные понятия (продолжение)
Ферме́нты (от лат. fermentum) — обычно достаточно сложные молекулы белка, рибосом или их комплексы, ускоряющие химические реакции в живых системах. Каждый фермент, свернутый в определённую структуру, ускоряет соответствующую химическую реакцию: реагенты в такой реакции называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам: АТФ-аза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу.Ферментативная активность может регулироваться...
Гистиди́н (L-α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота) — гетероциклическая альфа-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот. Является одной из двух условно-незаменимых аминокислот (наряду с аргинином). Незаменимой является только для детей.
Лизи́н (2,6-диаминогексановая кислота, лат. lysin) — алифатическая аминокислота с выраженными свойствами основания.
Тирози́н (α-амино-β-(п-гидроксифенил)пропионовая кислота, сокр.: Тир, Tyr, Y) — ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах — L и D и в виде рацемата (DL). По строению соединение отличается от фенилаланина наличием фенольной гидроксильной группы в пара-положении бензольного кольца. Известны менее важные с биологической точки зрения мета- и орто- изомеры тирозина.
Аргини́н (2-амино-5-гуанидинпентановая кислота) — алифатическая основная α-аминокислота. Оптически активна, существует в виде L- и D- изомеров. L-Аргинин входит в состав пептидов и белков, особенно высоко содержание аргинина в основных белках — гистонах и протаминах (до 85 %). Новое исследование позволяет предположить, что чрезмерное потребление аргинина иммунными клетками, которые обычно защищают мозг, является причиной возникновения болезни Альцгеймера.
Аспарагиновая кислота (аминоянтарная кислота, аспартат, аминобутандиовая кислота, 2-аминобутандиовая кислота) — алифатическая аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот организма. Встречается во всех организмах в свободном виде и в составе белков. Кроме того, выполняет роль нейромедиатора в центральной нервной системе.
Метионин — алифатическая серосодержащая α-аминокислота, бесцветные кристаллы со специфическим неприятным запахом, растворимые в воде, входит в число незаменимых аминокислот. Содержится во многих белках и пептидах (метионин-энкефалин, метионин-окситоцин). Значительное количество метионина содержится в казеине.
Глици́н (аминоуксусная кислота, аминоэтановая кислота) — простейшая алифатическая аминокислота, единственная протеиногенная аминокислота, не имеющая оптических изомеров. Неэлектролит. Название глицина происходит от др.-греч. γλυκύς, glycys — сладкий, из-за сладковатого вкуса аминокислоты. Применяется в медицине в качестве ноотропного лекарственного средства. Глицином («глицин-фото», параоксифенилглицин) также иногда называют п-гидроксифениламиноуксусную кислоту, проявляющее вещество в фотографии...
Аспараги́н (англ. Asparagine; принятые сокращения: Асн, Asn, N) — амид аспарагиновой кислоты (2-амино-бутанамид-4-овая кислота, Asx или B). Одна из 20 наиболее распространённых аминокислот природного происхождения. Их кодоны AAU и AAC.
Алани́н (2-аминопропановая кислота) — алифатическая аминокислота. α-Аланин входит в состав многих белков, β-аланин — в состав ряда биологически активных соединений.
Глутамин (также Глютамин) (2-аминопентанамид-5-овая кислота) — одна из 20 стандартных аминокислот, входящих в состав белка. Глутамин полярен, не заряжен и является амидом моноаминодикарбоновой глутаминовой кислоты, образуясь из неё в результате прямого аминирования под воздействием глутаминсинтетазы.
Лейцин (сокр. Leu или L; 2-амино-4-метилпентановая кислота; от греч. leukos — «белый») — алифатическая аминокислота с химической формулой HO2CCH(NH2)CH2CH(CH3)2. Имеет в своей структуре один хиральный центр и может существовать в виде D- или L-оптических изомера, а также в виде рацемата (смеси равных количеств D- и L-изомера). В живых организмах встречается в виде L-изомера. При повышении уровня эстрона в организме способствует его уменьшению.
Кофактор — небелковое (и не производное от аминокислот) соединение (часто ион металла), которое нужно белку для его биологической деятельности. Эти белки обычно являются ферментами, поэтому кофакторы называют «молекулами-помощниками», которые участвуют в биохимических превращениях.
Сери́н (англ. Serine; α-амино-β-оксипропионовая кислота; 2-амино-3-гидроксипропановая кислота) — гидроксиаминокислота, существует в виде двух оптических изомеров — L и D.
Субстра́т в биохимии — исходное вещество, преобразуемое ферментом в результате специфического фермент-субстратного взаимодействия в один или несколько конечных продуктов. После окончания катализа и высвобождения продукта реакции активный центр фермента снова становится вакантным и может связывать другие молекулы субстрата.
Вали́н (2-амино-3-метилбутановая кислота) — алифатическая α-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот, входит в состав практически всех известных белков. Названо в честь растения валерианы.
Олигосахариды — углеводы, содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков (от греч. ὀλίγος — немногий).
Метили́рование — введение в органические соединения метильной группы -СН3 вместо атома водорода, металла или галогена. Частный случай алкирования. Метилирование в терминальном положении приводит к удлинению углеродной цепи в молекуле на 1 атом.
Гликопротеи́ны (устар. гликопротеиды) — это двухкомпонентные белки, в которых белковая (пептидная) часть молекулы ковалентно соединена с одной или несколькими группами гетероолигосахаридов. Кроме гликопротеинов существуют также протеогликаны и гликозаминогликаны.
Пурин — простейший представитель имидазопиримидинов. Бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде, горячем этаноле и бензоле, плохо растворимые в диэтиловом эфире, ацетоне и хлороформе.
Биоти́н (кофермент R, иногда называют витамин Н, витамин B7) — водорастворимый витамин группы В. Молекула биотина состоит из тетрагидроимидазольного и тетрагидротиофенового кольца, в тетрагидротиофеновом кольце один из атомов водорода замещён на валериановую кислоту. Биотин является кофактором в метаболизме жирных кислот, лейцина и в процессе глюконеогенеза.
Фенилалани́н (α-амино-β-фенилпропионовая кислота, сокр.: Фен, Phe, F) — ароматическая альфа-аминокислота. Существует в двух оптически изомерных формах l и d и в виде рацемата (dl). По химическому строению соединение можно представить как аминокислоту аланин, в которой один из атомов водорода замещён фенильной группой.
Липи́ды (от др.-греч. λίπος — жир) — обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Молекулы простых липидов состоят из спирта и жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот и других компонентов. Содержатся во всех живых клетках.
Пептидная связь — вид амидной связи, возникающей при образовании белков и пептидов в результате взаимодействия α-аминогруппы (—NH2) одной аминокислоты с α-карбоксильной группой (—СООН) другой аминокислоты.
Простетическая группа — небелковый (и не производный от аминокислот) компонент, ковалентно связанный с белком, который выполняет важную роль в биологической активности соответствующего белка. Простетические группы могут быть органическими (витамины, углеводы, липиды) или неорганическими (например, ионы металлов).
Протеа́зы, протеиназы, протеолитические ферменты — ферменты из класса гидролаз, которые расщепляют пептидную связь между аминокислотами в белках. Кроме них, пептидную связь расщепляют также протеасомы.
Подробнее: Протеаза
Диме́р (от др.-греч. δι- «два» + μέρος «часть») — сложная молекула, составленная из двух более простых молекул, называемых мономерами данной молекулы.Димеры могут состоять как из одинаковых мономеров (гомодимеры), так и из разных мономеров (гетеродимеры). Мономеры могут быть как органическими, так и неорганическими.
Дисульфи́дные мо́стики, или дисульфи́дная связь, — ковалентная связь между двумя атомами серы (—S—S—), входящими в состав серосодержащей аминокислоты цистеина. Образующие дисульфидную связь аминокислоты могут находиться как в одной, так и в разных полипептидных цепях белка. Дисульфидные связи образуются в процессе посттрансляционной модификации белков и служат для поддержания третичной и четвертичной структур белка.
Гидролазы (КФ3) — это класс ферментов, катализирующий гидролиз ковалентной связи. Общий вид реакции, катализируемой гидролазой, выглядит следующим образом...
Гликозидная связь (англ. Glycosidic bond) — это тип ковалентной связи, которая соединяет молекулу сахара с другой молекулой, часто с другим сахаром. Гликозидная связь образуется между полуацетальной группой сахара (или производной сахара) и гидроксильной группой органического соединения, например, спирта.Связь между аминогруппой или другой группой, содержащей атом азота, с сахаром, часто также называется гликозидной связью, хотя IUPAC этого и не рекомендует. Например, связь между сахаром и азотистым...
Остаток в биохимии и молекулярной биологии — структурная единица биополимера, состоящего из аминокислот и сахаров; часть мономера, которая остаётся неизменной после включения его в биополимер. Например, остатками принято называть аминокислотные звенья, входящие в состав пептида. Остатки уже не являются аминокислотами, так как в результате реакции конденсации, они утратили по одному атому водорода из аминогруппы и гидроксил, входящий в состав карбоксильной группы. Кроме того, остатками также считаются...
Изолейцин (сокращённо Ile или I; 2-амино-3-метилпентановая кислота) — это алифатическая α-аминокислота, имеющая химическую формулу HO2CCH(NH2)CH(CH3)CH2CH3 и входящая в состав всех природных белков. Является незаменимой аминокислотой, что означает, что изолейцин не может синтезироваться в организме человека и должен поступать в него с пищей. Участвует в энергетическом обмене. При недостаточности ферментов, катализирующих декарбоксилирование изолейцина, возникает кетоацидоз.
Окисли́тельное декарбоксили́рование пирува́та — биохимический процесс, заключающийся в отщеплении одной молекулы углекислого газа (СО2) от молекулы пирувата и присоединения к декарбоксилированному пирувату кофермента А (КоА) с образованием ацетил-КоА; является промежуточным этапом между гликолизом и циклом трикарбоновых кислот. Декарбоксилирование пирувата осуществляет сложный пируватдегидрогеназный комплекс (ПДК), включающий в себя 3 фермента и 2 вспомогательных белка, а для его функционирования...
А́томная едини́ца ма́ссы (русское обозначение: а.е.м.; международное: u), она же дальто́н (русское обозначение: Да, международное: Da), она же углеродная единица — внесистемная единица массы, применяемая для масс молекул, атомов, атомных ядер и элементарных частиц. Атомная единица массы определяется как 1⁄12 массы свободного покоящегося атома углерода 12C, находящегося в основном состоянии.
Азо́тистые основа́ния — гетероциклические органические соединения, производные пиримидина и пурина, входящие в состав нуклеиновых кислот. Для сокращенного обозначения пользуются большими латинскими буквами. К азотистым основаниям относят аденин (A), гуанин (G), цитозин (C), которые входят в состав как ДНК, так и РНК. Тимин (T) входит в состав только ДНК, а урацил (U) встречается только в РНК.Аденин и гуанин являются производными пурина, а цитозин, урацил и тимин — производными пиримидина.
Нуклеи́новая кислота (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярное органическое соединение, биополимер (полинуклеотид), образованный остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.
Галакто́за (от греческого корня γάλακτ-, «молоко») — один из простых сахаров, моносахарид из группы гексоз. Отличается от глюкозы пространственным расположением водородной и гидроксильной групп у 4-го углеродного атома. Содержится в животных и растительных организмах, в том числе в некоторых микроорганизмах. Входит в состав дисахаридов — лактозы и лактулозы. При окислении образует галактоновую, галактуроновую и слизевую кислоты. L-галактоза входит в состав полисахаридов красных водорослей. D-галактоза...
Цитозо́ль (англ. cytosol, происходит от греч. κύτος — клетка и англ. sol от лат. solutio — раствор) — жидкое содержимое клетки. Большую часть цитозоля занимает внутриклеточная жидкость. Цитозоль разбивается на компартменты при помощи разнообразных мембран. У эукариот цитозоль располагается под плазматической мембраной и является частью цитоплазмы, в которую, помимо цитозоля, входят митохондрии, пластиды и другие органеллы, но не содержащаяся в них жидкость и внутренние структуры. Таким образом, цитозоль...
Нуклеоти́ды (нуклеозидфосфаты) — группа органических соединений, представляют собой фосфорные эфиры нуклеозидов. Свободные нуклеотиды, в частности АТФ, цАМФ, АДФ, играют важную роль в энергетических и информационных внутриклеточных процессах, а также являются составляющими частями нуклеиновых кислот и многих коферментов.
Цитохромы (гемопротеины) — это крупные мембранные белки (за исключением наиболее распространённого цитохрома c, который является маленьким глобулярным белком), которые содержат ковалентно связанный гем, расположенный во внутреннем кармане, образованном аминокислотными остатками.
Полисахариды — высокомолекулярные углеводы, полимеры моносахаридов (гликаны). Молекулы полисахаридов представляют собой длинные линейные или разветвлённые цепочки моносахаридных остатков, соединённых гликозидной связью. При гидролизе образуют моносахариды или олигосахариды. У живых организмов выполняют резервные (крахмал, гликоген), структурные (целлюлоза, хитин) и другие функции.
Биомолекулы — это органические вещества, которые синтезируются живыми организмами. В состав биомолекул включают белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, а также более мелкие компоненты обмена веществ. Биомолекулы состоят из атомов углерода, водорода, азота, кислорода, а также фосфора и серы. Другие атомы входят в состав биологически значимых веществ значительно реже.
Глутами́новая кислота (2-аминопентандиовая кислота) — органическое соединение, алифатическая дикарбоновая аминокислота. В живых организмах глутаминовая кислота входит в состав белков, ряда низкомолекулярных веществ и в свободном виде. Глутаминовая кислота играет важную роль в азотистом обмене.
Аденозинтрифосфа́т или Аденозинтрифосфорная кислота (сокр. АТФ, англ. АТР) — нуклеозидтрифосфат, имеющий большое значение в обмене энергии и веществ в организмах. АТФ — универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах, в частности для образования ферментов. Открытие вещества произошло в 1929 году группой учёных Гарвардской медицинской школы — Карлом Ломаном, Сайрусом Фиске и Йеллапрагадой Суббарао, а в 1941 году Фриц Липман показал, что АТФ является основным...
Гликаны , в состав которых входят одинаковые углеводные звенья (гомополисахариды), называются гомогликанами, если цепь образована различными углеводными звеньями (гетерополисахариды) — гетерогликанами.
Упоминания в литературе (продолжение)
Белковые молекулы представляют собой длинные цепочки-полимеры. Мономерами (составными частями) белка являются
аминокислоты . Из 20 входящих в состав белков аминокислот 12 синтезируются в организме – заменимые аминокислоты, а 8 не синтезируются – незаменимые аминокислоты, которые должны поступать в организм с пищей. 2 незаменимые аминокислоты присутствуют только в животной пище. Биосинтез белков происходит во всех клетках организма, из отдельных аминокислот с участием ДНК и РНК. Полипептидные цепи подвергаются многоступенчатой обработке, в результате которой формируется третичная и четвертичная структура готовых белков. Белки используются внутри клетки или собираются (с участием эндоплазматического ретукулума и аппарата Гольджи) в мембранные пузырьки, выводимые из клеток при помощи процессов эк-зоцитоза.
По химической природе все гипоталамические и гипофизарные гормоны являются пептидами, т. е. состоят из
аминокислот . Пептидами называют белки, молекулы которых состоят из небольшого количества аминокислот – не более сотни. Например, молекула тиреолиберина состоит из трех аминокислот, молекула кортиколиберина – из 41, а молекула такого гормона, как пролактинингибирующий фактор (который не будет рассматривается в данном курсе), состоит всего из одной аминокислоты. Вследствие своей пептидной природы все гипоталамические и гипофизарные гормоны, попадая в кровь, очень быстро разлагаются ферментами. Время, за которое содержание введенного пептида уменьшается вдвое (время полужизни), обычно составляет несколько минут. Это затрудняет их определение и обусловливает некоторые особенности их действия. Дополнительные трудности при определении концентрации гипоталамических гормонов создаются тем, что в отсутствие внешних стимулов их секреция происходит отдельными пиками. Поэтому для большинства гипоталамических гормонов концентрация их в крови в состоянии физиологической нормы определена только косвенными методами.
Особое значение в питании спортсменов имеет потребление белков. При окислении их в организме освобождается большое количество энергии. Кроме того, белки являются пластическим (строительным) материалом. Белки входят в состав гормонов, ферментов, эритроцитов и используются для образования антител. Белки – сложные биологические вещества, состоящие из более простых
аминокислот . Одни белки содержат все аминокислоты, другие – нет, часть аминокислот синтезируется в организме.
Наша пища состоит из очень большого количества химических веществ, в основном белков, жиров и углеводов. Количество
аминокислот в одной молекуле различных белков различно. Каждый белок обладает своей, присущей только ему последовательностью аминокислот. Белки выполняют самые разнообразные функции: ферментативные, гормональные (инсулин), структурные (коллаген), двигательные (белок мышечной ткани миозин), транспортные (гемоглобин, доставляющий кислород к клеткам и тканям), защитные (иммуноглобулины, интерферон), запасные (казеин, альбумин) и т. д. Белки служат основной составляющей оболочек клеток и клеточных компонентов. Исключительное свойство белка – его способность самопроизвольно воссоздавать свойственную ему структуру. Вся деятельность организма (развитие, движение, выполнение различных функций) связана с веществами белковой природы. Без белков жизнь невозможна. Белки – это важнейший компонент пищи человека и животных, они используются организмом человека главным образом для пластических процессов, т. е. являются основным материалом для восстановления и новообразования структурных элементов клеток. Энергетически же процессы в организме происходят в основном за счет жиров и углеводов. Лишь во время больших недостатков содержания в пище углеводов и жиров организм использует белки как источник энергии.
В другом случае органические кислоты – исходный строительный материал для синтеза самых различных соединений – углеводов,
аминокислот и жиров. В данном случае могут образовываться свободные кислоты, выходящие в цитоплазму и играющие там различные роли. С одной стороны, они являются метаболитами как дыхания, так и катаболизма, а с другой – субстратом для анаболизма. Высшей формы дыхательные процессы осуществляются в митохондриях, а простые гликолизы могут проходить в цитоплазме.
БЕЛКИ – природные высокомолекулярные органические соединения. В зависимости от формы белковой молекулы различают фибриллярные и глобулярные белки, особую группу составляют сложные белки, в состав которых помимо
аминокислот входят углеводы, нуклеиновые кислоты и т. д. Белки играют чрезвычайно важную роль: они – основа процесса жизнедеятельности, участвуют в построении клеток и тканей, являются биокатализаторами (ферменты), гормонами, дыхательными пигментами (гемоглобины), защитными веществами (иммуноглобулины) и др. Белки необходимы для постоянного обновления клеток, в связи с чем, должны поступать с пищей (особенно богата белками пища животного происхождения). В случае их недостатка в организме развивается т. н. «белковое голодание». Белками, но чужеродными для человека, являются многие вещества, вызывающие те или иные заболевания, например, токсины, вырабатываемые болезнетворными бактериями. Лекарства, состоящие из белков или имеющие их в своем составе (гормон поджелудочной железы инсулин, препараты крови, растворы для внутривенного питания тяжелобольных и др.) широко применяются в практике. Суточная потребность человека в белках – 100 г при энерготрате 2500 килокалорий.
Пиридоксин имеет большое биологическое значение, поскольку его активные фосфорилированные производные (пиридоксаль-5-фосфат и пиридоксамин-5-фосфат) необходимы в качестве коферментов для нормального функционирования многих ферментных систем, в первую очередь ферментов аминокислотного обмена. Помимо этого, пиридоксин участвует в ряде важнейших реакций углеводного и липидного обменов. Его коферментные формы принимают участие более чем в 50 ферментативных реакциях, в том числе в процессах метаболизма
аминокислот . Так, пиридоксальфосфат участвует в реакциях, которые способствуют трансаминированию, дезаминированию, десульфатированию, карбоксилированию, расщеплению, рацемизации и синтезу порфиринов, синтезу арахидоновой кислоты. Одними из самых важных являются реакции трансаминирования, которые катализируются аминотрансферазами. Данные ферменты призваны обеспечить переход a-аминогруппы от аминокислот к b-кетокислотам.
Белки состоят в основном из
аминокислот , в зависимости от состава которых они подразделяются на полноценные и неполноценные. Различают две функциональные группы – карбоксильную, определяющую кислотные свойства молекул, и аминогруппу, придающую основные свойства этим соединениям. Полноценность белка зависит от наличия в нем так называемых незаменимых аминокислот. Незаменимыми называют 8 аминокислот, которые не могут синтезироваться человеческим организмом из сахаров, жиров, а должны обязательно поступать с пищей. К ним относятся лизин, лейцин, изолейцин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин.
Белки представляют собой макромолекулы, или биополимеры, состоящие из многих более простых молекул – мономеров (0–0–0–0–0–0–0–0–0–0–0–0, где 0 – мономер), в качестве которых выступают
аминокислоты как структурные блоки. В составе большинства исследованных белков всех живых организмов было выявлено 20 аминокислот, участвующих в их построении.
Для того чтобы оценить всю значимость белков в природе и существовании человека, достаточно вспомнить одно из известных выражений Фридриха Энгельса: «Жизнь – это способ существования белковых тел». Именно белки составляют основу протоплазмы и встречаются всюду, где есть жизнь, независимо от формы ее организации. С белками связаны такие свойства организмов, как пищеварение, раздражимость, движение, способность к размножению, сократимость, пищеварение и др. Белки строятся из
аминокислот , как из кирпичиков строится здание. Многообразие белков очень велико. Каждому из них соответствует своя последовательность аминокислот. Белки могут быть простыми (состоять только из аминокислот) и сложными. К простым белкам относят альбумины (альбумин яичный), кератин волос, кожи, перьев у птиц, коллаген кожи, сухожилий у человека. Сложные белки состоят из белковой и связанной с ней небелковой части (гемоглобин, липопротеины и др.). В зависимости от той функции, которую выполняют белки в организме, они могут быть структурными (в составе соединительной ткани), транспортными (в составе гемоглобина), защитными (образуют антитела), сократительными (в мышцах), запасными (молоко), гормонами, ферментами и другими биологически активными веществами. Белки являются необходимым компонентом пищи и составляют 10–12 % от общего получаемого с едой количества энергии. Из белков строятся все органы и ткани человека. Именно белки являются необходимым условием для роста и поддержания их целостности.
Способностью участвовать в энергетическом обмене обладают только L-формы
аминокислот . Важную роль для спортсменов играют и так называемые условно незаменимые аминокислоты – это аминокислоты, которые организм способен вырабатывать только в очень малых количествах, но которые играют важную роль в метаболизме при напряженной мышечной деятельности. Это такие аминокислоты, как глутамин, аргинин, таурин и др.
Оптические изомеры многих веществ, например, молочной кислоты, легко отличить по вкусу и запаху, потому что наши обонятельные рецепторы – это белки, построенные из левых изомеров
аминокислот . Правовращающие аминокислоты в белках не встречаются, хотя иногда бывают в клеточных стенках бактерий, пептидных антибиотиках и других экзотических местах. Кроме того, все природные ДНК и РНК содержат исключительно правый изомер сахара (рибозы или дезоксирибозы). Живое вещество, таким образом, хирально чистое, т. е. состоит из оптических изомеров определенного типа, тогда как во всех абиогенных синтезах получаются левые и правые изомеры в равных долях, а сделанные из такой смеси цепочки белков и РНК имеют беспорядочную укладку и не способны выполнять никакие биологические функции.
Механизм действия: сера играет существенную роль в регуляции проницаемости клеточных мембран, что имеет первостепенное значение в клеточном обмене веществ. Сера участвует в процессах роста, репарации (восстановления) и заживления клеточной ткани различных органов и в процессах обновления клеток организма. Она также играет важную роль в метаболизме углеводов, что оказывает влияние на содержание сахара в крови больных диабетом. Сера обеспечивает стабильность структуры белков, входит в состав незаменимых
аминокислот – метионина, цистеина, цистина и таурина, которые участвуют в синтезе белков и ферментов.
Пировиноградная кислота является важным промежуточным продуктом метаболизма клеток. Утилизация пирувата в результате окислительных реакций, образующегося в процессе гликолиза, осуществляется в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса) с освобождением большого количества энергии. В условиях дефицита кислорода пируват обеспечивает образование лактата. Пируват участвует в реакциях превращения
аминокислот , липидов, биологически активных веществ (например, ацетилхолина), обеспечивает многочисленные пути метаболизма белков, жиров и углеводов.
Сера участвует в структуре серосодержащих
аминокислот (метионина, цистеина). Необходима для синтеза белков, гемоглобина, элементов, входящих в структуру кожи; замедляет процессы старения.
Белки – это высокомолекулярные азотосодержащие вещества, состоящие из соединенных между собой
аминокислот . Аминокислоты, входящие в состав пищи, используются нашим организмом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов и большинства гормонов, гемоглобина, играют важную роль в обеспечении иммунитета, участвуют в процессе усвоения жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Описано более 200 различных природных аминокислот, но в составе белков с наибольшим постоянством обнаруживаются следующие 20: глицин, аланин, серии, треонин, метионин, цистин, валин, лейцин, изолейцин, глутаминовая кислота, глутамин, аспарагиновая кислота, аспарагин, аргинин, лизин, фенилаланин, тирозин, гистидин, триптофан, пролин. Некоторые аминокислоты организм способен синтезировать сам, другие получает вместе с пищей. Синтезируемые аминокислоты называются заменимыми, потому что если организм их недополучает, то может синтезировать сам, а незаменимые он синтезировать не может, и их недостаток приводит к нарушению его функционирования.
Белки – это основа жизни организма, именно из них идет строительство всех тканей и клеток организма, гормонов и т. д. Кроме того, белки формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям, участвуют в процессе усвоения жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Белки постоянно синтезируются и разрушаются, поэтому необходимо ежедневное восполнение с пищей белковых потерь. Если как источник энергии белки можно заменить жирами или углеводами, то как строительный материал они незаменимы, потому что организм сразу ощутит нехватку этого жизненно важного вещества. Интересно, что при оценке ценности продуктов важно учитывать не столько простое количество белка, сколько его биологическую и энергетическую ценность, которая в свою очередь зависит от состава белка и его происхождения.
Аминокислоты переваренных белков используются для построения белков самого организма. Существует 8 белков, которые организм не в состоянии выработать сам, они относятся к разряду незаменимых, поэтому необходимо, чтобы они поступали в организм постоянно. К незаменимым белкам относятся: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин.
В идеале в результате расщепления сложных веществ клетки должны выделять воду и углекислый газ, а за счет анаболизма – синтезировать из
аминокислот сложные биологические вещества – белки, углеводы и другие. Однако при гликолизе все происходит иначе. В зависимости от его характера (вида) и глубины клетки выбрасывают продукты распада (катаболиты) или продукты синтеза (анаболиты).
Белки – это органические вещества. Построены они из
аминокислот . Известно около 200 аминокислот, встречающихся в живых организмах, но только 20 из них входят в состав белков. Это так называемые протеиногенные аминокислоты.
Белки – полимеры, состоящие из мономеров –
аминокислот . Аминокислот 20 и они универсальны для всех организмов. Ряд из них организм человека может синтезировать сам (они называются заменимыми), а некоторые должен получать с пищей (незаменимые).
Гистидин относится к частично незаменимым
аминокислотам . У детей он в организме не синтезируется, у взрослых – синтезируется, но не в полном объеме. Он является предшественником гистамина, который вызывает аллергические реакции, но также играет важную роль в функционировании иммунитета. Гистидин входит в состав гемоглобина, участвует в переносе кислорода. Также способствует росту тканей и их регенерации в случае повреждений.
Гиалоплазма или матрикс цитоплазмы составляет внутреннюю среду клетки. Она состоит из воды (90 %) и различных биополимеров (7 %) белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов, из которых основную часть составляют белки различной химической и функциональной специфичности. В гиалоплазме содержатся также
аминокислоты , моносахара, нуклеотиды и другие низкомолекулярные вещества. Биополимерные соединения образуют с водой коллоидную систему, которая в зависимости от условий может быть более плотной (в форме геля) или более жидкой (в форме золя) как во всей цитоплазме, так и в отдельных ее участках. В гиалоплазме локализуются и взаимодействуют между собой и средой гиалоплазмы различные органеллы и включения. При этом расположение их чаще всего специфично для определенных типов клеток. Через билипидную мембрану гиалоплазма взаимодействует с внеклеточной средой. Следовательно, гиалоплазма является весьма динамичной средой и играет важную роль в функционировании отдельных органелл и жизнедеятельности клетки в целом.
Учеными было доказано, что после испарения воды из реакционного объема в амфифильных липидоподобных и липидных молекулах формируются жидкокристаллические агрегаты, в которых молекулы расположены периодическими слоями, как в смектических кристаллах. Такие липотропные жидкокристаллические фазы, дающие в поляризованном свете характерную оптическую картину, при последующем разбавлении легко превращаются в мембраноподобные структуры за счет полиморфных переходов (Чистяков, Селезнев, 1977, с. 38–45). Эти и другие исследования подтвердили тот факт, что на самых ранних стадиях химической эволюции могли возникнуть достаточно простые липидоподобные и липидные молекулы, спонтанно образующие мембранные структуры. Следовательно, и формирование систем, подобных протоклеткам, могло предшествовать синтезу более сложных полимерных молекул. Имеются все основания считать, что в период биопоэза (его первого этапа) на Земле за счет высоких температур в присутствии руд различных металлов и при воздействии на смеси газов ультрафиолетового и у-излучения синтезировались не только
аминокислоты , но и некоторые сахара, жирные кислоты и азотистые основания. Жирные кислоты в последующем, соединившись со спиртами, могли образовывать липидные пленки на поверхности водоемов, в которых были растворены азотистые основания, сахара и аминокислоты. Растворенные в водоемах белковые молекулы могли адсорбироваться на поверхности липидной пленки благодаря электрическому притяжению к заряженным обращенным в воду липидным головкам. По-видимому, эти условия и предопределили возникновение мембран и встроенных в них белков.
Белки – сложные органические вещества, молекулы которых состоят из
аминокислот , соединенных пептидными связями. 20 основных аминокислот комбинируются в различных последовательностях, обеспечивая разнообразие белковых соединений.
Белки — сложные органические вещества, молекулы которых состоят из
аминокислот , соединенных пептидными связями. 20 основных аминокислот комбинируются в различных последовательностях, обеспечивая разнообразие белковых соединений.
Наша пища состоит из очень большого количества химических веществ, в основном белков, жиров и углеводов. Количество
аминокислот в одной молекуле различных белков различно. Каждый белок обладает своей, присущей только ему, последовательностью аминокислот. Белки выполняют самые разнообразные функции: ферментативные, гормональные (инсулин), структурные (коллаген), двигательные (белок мышечной ткани миозин), транспортные (гемоглобин, доставляющий кислород к клеткам и тканям), защитные (иммуноглобулины, интерферон), запасные (казеин, альбумин) и т. д. Белки служат основной составляющей оболочек клеток и клеточных компонентов.
У млекопитающих синтез белковых и других структур проходит через процесс карбоксилирования с образованием соединений углерода. Причем чем выше уровень фиксации углекислого газа клетками, тем более полноценно происходит карбоксилирование нуклеиновых кислот. Это, в свою очередь, обеспечивает полноценный синтез
аминокислот . С другой стороны, полноценный генетический материал улучшает фиксацию углекислого газа клетками. Указанное объясняет достаточность эндогенного питания для обеспечения потребностей организма в условиях разгрузочно-диетической терапии.
Аминокислоты являются конечным структурным элементом ферментативного распада белков. Чем больше образуется продуктов распада белков, особенно низкомолекулярных (дипептидов, аминокислот), тем ярче вкус и аромат продукта. В производственной практике процесс созревания рыбы охлажденной, мороженой, соленой, вяленой определяют по количеству образовавшихся аминокислот (по содержанию аминоаммиачного азота). Считают, что 30 % аминоаммиач—ного азота (от общего азота, входящего в состав как белков, так и небелкового) характеризуют продукцию как вполне созревшую и свежую. Дальнейшее увеличение этого показателя свидетельствует о перезревании рыбы и последующей порче.
Незначительное накопление кислот и повышенное содержание полипептидов,
аминокислот и аммиака являются причиной меньшего снижения показателя концентрации водородных ионов при созревании мяса больных животных. Этот фактор влияет на активность ферментов мяса пептидаз и протеаз и является условием, благоприятным для развития микроорганизмов.