Роль аминокислот в клетке

Сегодня предлагаем ознакомится со статьей на тему: роль аминокислот в клетке с профессиональным описанием и объяснением.

Судьба аминокислот в клетке

Пул аминокислот в цитоплазме клеток складывается в основном из преодолевших плазмолемму подобных соединений, получившихся при гидролизе экзогенных (пищевых) или эндогенных (тканевых); малая доля может образоваться из других соединений, чаще, из альфа-кетокислот. Клетка использует аминокислоты, в первую очередь, в качестве мономеров в реакциях полимеризации. Из этих азотсодержащих соединений синтезируются дипептиды (карнозин, ансерин — антиоксиданты мышечной ткани), трипептид (глутатион — один из универсальных антиоксидантов). Любой полипептид вследствие уникальности своей первичной структуры в процессе синтеза требует присутствия дополнительного участника — матрицы (иРНК). Олигопептиды, имеющие своеобразную аминокислотную последовательность, получаются путем частичного протеолиза более крупных биополимеров (схема).

Небольшая доля аминокислот может находить применение в специфических путях использования: в синтезе азотистых оснований (этаноламина, холина), пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов; из триптофана, вступившего в кинурениновый путь распада, в конечном итоге образуются НАД + и НАД + Ф; фенилаланин и тирозин в щитовидной железе преобразуются в тироидные гормоны, в меланоцитах из этих аминокислот

получаются защитные пигменты — меланины, а ферменты хромафинных клеток превращают их в катехоламины (дофамин, норадреналин, адреналин); глицин — обязательный участник в синтезе гема, пуриновых оснований, парных жёлчных кислот, креатина и т.д.

Обычно, как замечено выше азотсодержащие соединения не служат в клетках энергоисточниками. Однако при следующих условиях аминокислоты могут использоваться с энергетической целью: а) при переедании белков; б) во время дефицита липидов и углеводов в пище (при частичном или полном голодании); в) при заболеваниях, сопровождающихся нарушениями в использовании с этими целями основных энергоисточников (при сахарном диабете).

Варианты неспецифических преобразований аминокислот

Каждая аминокислота, естественно подвергается специфическому распаду. Но вследствие общности строения для этих соединений характерны неспецифические фазы катаболизма, начало которых имеет альтернативу: каждая аминокислота включает обязательно две функциональные группы, отсюда разрушение может начаться или с декарбоксилирования, или лишения аминогруппы. Небольшой процент циклических аминокислот преобразуется идентично ПВК.

Реакции декарбоксилирования

Схему этой реакции можно представить в следующем виде:

Продукты подобного преобразования — амины (см. Приложение, табл. 2), довольно разнообразны по функциям (табл. 2.1). Большая часть из них обладает высокой биологической активностью, являясь гормонами, нейромедиаторами. Присутствие в исходном субстрате дополнительной функциональной группы (-ОН, -СООН) придает соединению иные свойства. После декарбоксилирования гидроксиаминокислоты серина образуется этаноламин — компонент различных фосфолипидов; аспартат в этом случае дает β-аланин, который включается, например, в НSКоА, карнозин, ансерин.

Биологически активные амины действуют кратковременно и быстро разрушаются специфическими аминооксидазами (МАО, ДАО и т.д.):

Отщепившийся от аминокислоты углекислый газ способен взаимодействовать с водой цитоплазмы с образованием угольной кислоты, которая под влиянием внутриклеточных буферных систем может превратиться в свои соли, также создав подобную бикарбонатную систему.

Здоровье Кишечника = Здоровье Организма

очищение организма / ЗОЖ / детокс / правильное питание

Роль незаменимых аминокислот в нашем организме.

Органические вещества — основной элемент построения белков.

Наш организм строится на белке, аминокислоты — это то, из чего организм строит собственные белки. Часть аминокислот человеческий организм может синтезировать, но есть несколько необходимых аминокислот, которые можно получить только в готовом виде из продуктов питания. Такие аминокислоты называются незаменимыми. Недостаток или отсутствие незаменимых аминокислот опасно для здоровья.

Какие аминокислоты являются незаменимыми?

Некоторые аминокислоты человек не может синтезировать из-за отсутствия соответствующего фермента. Незаменимыми для взрослого здорового человека являются 8 аминокислот:

Валин (незаменимая аминокислота):

  • участвует в обмене азота в организме,
  • необходим для метаболизма в мышцах,
  • восстанавливает поврежденные ткани,
  • является источником энергии.

Лейцин (незаменимая аминокислота):

  • защищает мышечные ткани,
  • восстанавливает кости, кожу и мышцы,
  • понижает уровень сахара в крови,
  • стимулирует синтез гормона роста,
  • является источником энергии.

Изолейцин (незаменимая аминокислота):

  • необходим для синтеза гемоглобина,
  • регулирует уровень сахара в крови,
  • восстанавливает мышечную ткань,
  • участвует в процессах энергообеспечения,
  • увеличивает выносливость.

Треонин (незаменимая аминокислота):

  • участвует в синтезе коллагена и эластина,
  • участвует в белковом и жировом обмене,
  • помогает работе печени (препятствует отложению жиров в печени),
  • стимулирует иммунитет,
  • треонин находится в сердце, центральной нервной системе и скелетной мускулатуре.

Метионин (незаменимая аминокислота):

  • участвует в переработке жиров, предотвращая их отложение в печени и в стенках артерий,
  • способствует пищеварению,
  • защищает от воздействия радиации,
  • полезна при остеопорозе и химической аллергии,
  • метионин применяется в комплексной терапии ревматоидного артрита и токсикоза беременности.

Триптофан (незаменимая аминокислота):

  • используется для синтеза серотонина (одного из важнейших нейромедиаторов),
  • улучшает сон,
  • стабилизирует настроение,
  • уменьшает аппетит,
  • увеличения выброс гормона роста,
  • снижает вредное воздействие никотина.

Лизин (незаменимая аминокислота):

  • входит в состав практически всех белков,
  • необходим для формирования костей и роста детей,
  • способствует усвоению кальция,
  • поддерживает обмен азота,
  • участвует в синтезе антител, гормонов и ферментов,
  • участвует в формировании коллагена и восстановлении тканей,
  • увеличивает мышечную силу и выносливость,
  • способствует увеличению объёма мышц (анаболик),
  • улучшает краткосрочную память,
  • повышает женское либидо,
  • предотвращает развитие атеросклероза,
  • утолщает структуру волос,
  • предотвращает развитие остеопороза,
  • улучшает эрекцию,
  • предотвращает рецидивы генитального герпеса.

Фенилаланин (незаменимая аминокислота):

  • фенилаланин в организме может превращаться в другую аминокислоту — тирозин, которая используется в синтезе допамина и норэпинефрина (двух основных нейромедиаторов),
  • влияет на настроение,
  • уменьшает боль,
  • улучшает память и способность к обучению,
  • подавляет аппетит.
Читайте так же:  Глютамин сколько времени принимать

Аргинин (незаменимая аминокислота):

  • замедляет рост опухолей, в том числе раковых, за счет стимуляции иммунной системы организма,
  • способствует дезинтоксикации печени,
  • содержится в семенной жидкости,
  • способствует повышению потенции,
  • содержится в соединительной ткани и в коже,
  • участвует в обмене веществ в мышечной ткани,
  • расширяет сосуды и усиливает их кровенаполнение,
  • снижает кровяное давление,
  • способствует снижению уровня холестерина в крови,
  • препятствует образованию тромбов,
  • стимулирует синтез гормона роста и ускоряет рост у детей и подростков,
  • увеличивает массу мышечной ткани и уменьшает массу жировой ткани,
  • способствует нормализации состояния соединительной ткани.

Гистидин (незаменимая аминокислота):

  • входит в состав активных центров множества ферментов,
  • способствует росту и восстановлению тканей,
  • важен для здоровья суставов,
  • содержится в гемоглобине,
  • недостаток гистидина может вызвать ослабление слуха.

Для детей незаменимыми аминокислотами также являются аргинин и гистидин.

Недостаток незаменимых аминокислот вызывает такие проблемы, как:

  • нарушение обмена веществ,
  • остановку роста,
  • потерю массы тела,
  • снижение иммунитета.
  • при занятиях спортом недостаток незаменимых аминокислот резко увеличивает риск травм и снижает спортивные результаты.

В каких продуктах содержатся незаменимые аминокислоты?

Получить все аминокислоты из мяса проще. Чтобы получить полный набор незаменимых аминокислот из растительных продуктов, желательно сочетать злаки, бобовые, орехи, овощи и фрукты. Эти продукты в любом случае являются необходимыми составляющими здорового рациона питания.

Для синтеза белков нам необходимы все незаменимые аминокислоты, поэтому если какой-то одной недостаточно, другие аминокислоты тоже не будут использованы. Чаще всего, этим недостающим элементом является метионин, поскольку в растительных продуктах его мало. Высокий уровень содержания метионина можно найти в семенах кунжута, бразильских орехах и злаках.

Роль аминокислот в клетке

АМИНОКИСЛОТЫ – это органические кислоты, в углеводном радикале которых атом водорода замещен аминогруппой. Известно около 200 аминокислот, но в состав растительных белков входят только 20штук. При этом 10 из них являются незаменимыми, т. е. такими, которые не синтезируются в организме человека и животных. Это аминокислоты: аргинин, Валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.

Все аминокислоты белков являются альфа — аминокислотами, т. е. их аминогруппа связывается с тем же атомом углерода, что и карбоксильная группа.

Аминокислоты могут быть производными жирных и ароматических кислот. Они имеют амфотерные свойства, так как аминогруппа выявляет щелочные свойства, а карбоксильная – кислотные. Аминокислоты могут взаимодействовать как с основаниями, так и с кислотами, образуя соответствующие соли, могут вступать в химические реакции одна с другой.

При этом карбоксильная группа одной аминокислоты взаимодействует с аминной группой другой с образованием пептидной связи и выделением молекулы воды. Исходными веществами для синтеза аминокислот являются аммиак и кетокислоты. Реакция протекает в 2 фазы. Большинство аминокислот образуется в результате переаминирования (взаимных преобразований аминокислот).

Аминокислоты, которые синтезируются растениями можно разделить на 2 группы: 20 аминокислот, которые входят в состав белков, аминокислоты, которые встречаются в свободном состоянии. К другой группе относят аминокислоты (около 200), которые принимают участие в различных процессах обмена. Высшие растения синтезируют все 20 белковых аминокислот. Животные часть их синтезируют сами, а часть получают с едой, такие аминокислоты называют – незаменимыми. Биологическая ценность белков определяется содержанием в них незаменимых кислот. Белки, в состав которых входят все незаменимые аминокислоты, называются полноценными. Для человека и животных незаменимыми являются 10 аминокислот – аргинин, валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, гистидин, тирозин.

Соединения, которые создаются при взаимодействии 2 аминокислот, называются дипептидом. Свободная аминогруппа или карбоксильная группа образованного дипептида может вступать во взаимодействие с амино — или карбоксильной группой других аминокислот. Так образуются трипептиды, тетрапептиды и т. д( полипептиды).

БЕЛКИ— это высокомолекулярные гетерополимеры, построенные из аминокислот. Вообще молекулы белков включают от 100 аминокислотных остатков до нескольких миллионов.

Белки являются основой жизнедеятельности организмов. Живой организм содержит тысячи белков, каждый из которых имеет свою уникальную структуру. Благодаря информации, заложенной в этой структуре, белки функционируют по разнообразным индивидуальным программам. Им принадлежит ведущая роль в молекулярных механизмах всех проявлений жизнедеятельности.

Элементарный состав белков приблизительно такой : углерод – 50-55%, кислород – 19-24%, азот – 15-18%, водород – 6,6- 7,3%. В состав некоторых белков входит также сера –(0,3-2,4%), фосфор (0,2-2,0%), железо и др. элементы.

Белки, которые состоят только из остатков аминокислот, называются простыми, или протеинами. Они играют роль запасных веществ.

По способности растворяться в разных растворителях протеины делятся на группы: альбумины — растворяются в воде, глобулины – в растворах нейтральных солей, глютелины – в слабых растворах кислот и щелочей, проламины – растворимы только в 50-70% растворе спирта.

Кроме аминокислот, в составе молекулы белка может быть другое соединение небелковой природы. Такие белки называются сложными, или протеидами. Они играют роль основных компонентов разных структур клетки.

В зависимости от природы небелковой части молекулы белка, которая еще называется простетической группой, протеиды подразделяются на группы.

ЛИПОПРОТЕИДЫ – сложные белки, в молекуле которых имеются липиды, фосфоглицериды. Они входят в состав клеточных мембран.

ГЛИКОПРОТЕИДЫ – сложные белки, простетическая группа содержит углеводы или их производные.

НУКЛЕОПРОТЕИДЫ – одна из наиболее важных групп протеидов, молекулы которых состоят из белковой части и нуклеиновых кислот.

МЕТАЛЛОПРОТЕИДЫ – сложные белки, у которых белковая часть связана с атомами металлов, имеют ферментативные свойства.

Читайте так же:  Л карнитин при кардиотренировках

ХРОМОПРОТЕИДЫ – сложные белки, группа молекул которых представлена пигментами. Белки этой группы имеют большое значение в реакциях растений на свету (фитохромы), их поглощение и преобразования.

Функциональные свойства белков определяются их структурной организацией, под которыми подразумевают количественный и качественный аминокислотный состав молекулы, ее конфигурации. Известно 4 уровня структурной организации молекулы белка – первичная, вторичная, третичная и четвертичная.

ПЕРВИЧНАЯ СТРУКТУРА характеризуется количеством и последовательностью аминокислотных остатков в полипептидных цепях белковой молекулы. Количество возможных первичных структур белка очень велика. Она закреплена генетически.

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА белка обусловлена дополнительными связями («водными мостиками»), которые образуются между кислотными остатками данной молекулы или соседними полипептидными цепями.

ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА характерна для глобулярных (шаровидная форма молекулы) белков. Она образуется при взаимодействии боковых групп аминокислот и поддерживается ионными, водными и дисульфидными связями. Она характеризуется компактным расположением в просторе полипептидной цепи в целом. Функция белка тесно связана с третичной структурой.

ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРА белков создается при объединении нескольких (3-4 и более) пространственно организованных полипептидных цепей с помощью гидрофобных связей, водных и ионных связей, для выполнения специфических биологических функций. Эта структура свойственна глобулярным и фибриллярным (нитчатая форма молекулы) белкам. Примером может быть белок вируса табачной мозаики, гемоглобин, уреаза.

Структура белка имеет большое значение для каталитической активности и регуляторного действия ферментов. Если нарушается вторичная, третичная и четвертичная структуры молекулы, т. е. происходит денатурация белка, то меняется его функция.

Денатурацию может вызвать высокая температура, ультрафиолетовое излучение, ультразвуковые волны, очень высокое давление, поверхностные силы, ионы Н+ и ОН-, органические растворители. При этом исчезает способность белков к набуханию и физиологическая активность, уменьшается растворимость, а в экстремальных условиях белки выпадают в осадок и скручиваются – коагулируют.

Функции белков разнообразны:

1. Являются основным строительным материалом клетки. Структурные белки, особенно белки мембран, благодаря большому количеству остатков неполярных аминокислот, стабилизируют надмолекулярные структуры.

2. выполняют транспортную функцию в энергозависимых процессах перемещений веществ через мембрану.

3. Катализируют все ферментативные биохимические реакции в клетке.

4. Выполняют сигнальную и двигательную функцию путем смены конформации (структуры) отдельных органов или организма под влиянием факторов внешней среды.

5. Являются источником энергии6 при расщеплении 1 г. Белка выделяется 17,2 кДж энергии.

Аминокислоты

Человеческое тело состоит из клеток, которые в свою очередь состоят из белка и протеина, именно поэтому человек так нуждается в питании, содержащем белки, чтобы восстанавливать потраченные запасы. Но белок бывает разный, есть такие белки, которые не несут ценности для организма, а ценность белка определяется только количеством важных аминокислот. Аминокислоты получаются из пищевого белка, только он способен синтезироваться в организме человека.

Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы, образующиеся из белков. В природе известно 150 видов аминокислот, но человеку нужно всего 20 из них, в свою очередь наш организм научился самостоятельно вырабатывать 12 аминокислот при условии, что в организме хватает необходимых веществ. Но оставшиеся 8 аминокислот воспроизвести невозможно, они могут лишь поступать в организм извне, такие кислоты называются незаменимыми и поступают вместе с пищей.

Для чего нужны аминокислоты

Аминокислоты нужны для синтеза белка, из них строится белок для всего организма, из полученного белка строится вся наша плоть, сюда входят связки, железы, сухожилия и мышцы, волосы и ногти, каждый орган организма. Важно понимать, что получаемые белки не все однообразны, а каждый сформированный уже имеет свое назначение для определенной цели.

Еще одна важная функция аминокислот — незаменимость их в работе головного мозга, по сути аминокислоты выполняют роль нейромедиаторов, как бы пропуская нервные импульсы через себя от клетки к клетке. Также стоит знать, что витамины и полезные вещества могут нормально функционировать только тогда, когда в организме достаточно аминокислот всех видов. Из общего числа аминокислот есть те, которые отвечают за мышцы, строя их и снабжая необходимой энергией. Из всех 20 аминокислот стоит выделить особенно важные: метионин, триптофан и лизин, чтобы они правильно функционировали в организме, нужно чтобы они сочетались в следующей пропорции: 5:5, 1:3, 5.

Роль аминокислот в организме

  • Аланин — эта аминокислота является энергетическим источником для нервной системы и головного мозга. Также она отвечает за укрепление иммунной системы, т.к. способна вырабатывать антитела. Аланин задействован в метаболизме органических кислот и сахаров.
  • Аргинин — аминокислота, отвечающая за обмен веществ в мышцах, незаменима для восстановления хрящевой ткани, восстанавливает и поддерживает кожу, укрепляет сердечную мышцу и связки, играет важную роль в иммунной системе, приостанавливает развитие опухоли.
  • Аспарагин — полностью отвечает за работу и регулировку процессов в ЦНС.
  • Валин — аминокислота, отвечающая за поддержание обмена азота в организме.
  • Гамма-аминомасляная кислота — незаменима в случаях заболевания артериальной гипертензией и эпилепсией.
  • Гистидин — это вещество ставит защиту от радиации, является строителем белых и красных кровяных телец, играет важную роль в иммунитете. Кстати, гистамин получается из гистидина.
  • Глутамин — аминокислота, важная для правильного кислотно-щелочного баланса, кроме этого она очень эффективно помогает понизить тягу к курению и алкоголю.
  • Глутаминовая кислота — необходима в случае язв или дистрофии мышц.
  • Глицин — отвечает за скорейшее восстановление поврежденных тканей.
  • Изолейцин — необходим для правильной регулировки уровня сахара в крови.
  • Лейцин — ускоряет восстановлению или лечению мышечной ткани, костей и кожи.
  • Лизин — необходим для правильного усвоения кальция, правильно распределяет его для роста и питания костей. Также он необходим для укрепления сердечного тонуса, усиливает резистентность организма, понижает уровень вредного холестерина в крови.
  • Метионин — нужен для лечения аллергии химического происхождения, а также при остеопорозе.
  • Пролин — отвечает за укрепление сердечной мышцы.
  • Серин — балансирует обмен жирных кислот и жиров в организме.
  • Таурин — просто необходим при гипогликемии, при заболевании атеросклерозом, отвечает за метаболизм желчной кислоты.
  • Треонин — необходим для поддержания иммунитета, регулирует обмен белков и жиров, предотвращает отложение в печени жиров.
  • Тирозин — очень полезен, если у человека хроническая усталость, данная аминокислота стоит перед гормонами щитовидки, также она отвечает за образование адреналина и норадреналина.
  • Триптофан — полезен сердечникам, а также при хронической бессоннице. Вообще триптофан синтезирует в организме огромное количество витамина РР, стоит непосредственно перед нейромедиатором серотонином. Именно серотонин отвечает за эмоциональное состояние человека, при недостатке человек впадает в депрессию.
  • Цистеин — необходим для лечения ревматоидного артрита, используется при лечении рака и болезнях артерий.
  • Фенилаланин — эта аминокислота способствует циркуляции крови, используется при лечении мигрени, улучшает внимание и память, участвует в образовании инсулина, с ее помощью лечат депрессии.
Читайте так же:  Витамины группы б в таблетках

Продукты содержащие аминокислоты

Из 20 аминокислот, 8 необходимо доставлять в организм с пищей: изолейцин, треонин, валин, фенилаланин, лизин, триптофан, лейцин, метионин — это незаменимые кислоты. Есть продукты, в которых содержатся три основных аминокислоты, метионина, триптофана и лизина, причем они практически в идеальной пропорции.

Вот список этих продуктов:

  • мясо 1:2,5:8,5;
  • яйцо куриное 1,6:3,3:6,9;
  • зерно пшеницы 1,2:1,2:2,5;
  • соя 1,0:1,6:6,3;
  • рыба 0,9:2,8:10,1;
  • молоко 1,5:2,1:7,4.

А вообще незаменимые кислоты содержатся во многих продуктах:

  • валин в грибах, молоке, зерновых, арахисе и сое;
  • изолейцин, в достатке в курице, орехах миндаля и кешью, печенке, чечевице, ржи, мясе и во многих семенах;
  • лейцин содержится в буром рисе, рыбе и мясе, чечевице и орехах;
  • лизин в мясе, молоке, пшенице, рыбе и орехах;
  • метионин содержится в мясе, молоке, бобовых, яйцах;
  • треонин в молоке и яйцах;
  • триптофан в бананах, финиках, арахисе, мясе и овсе;
  • фенилаланин есть в сое, курице, молоке, говядине и твороге.

Фенилаланин входит в состав аспартама, это сахарозаменитель, но очень непонятного качества.
Аминокислоты можно получить из БАДов, особенно это рекомендуется тем, кто на диете или же вегетарианцам.

НИЖЕ ПРЕДСТАВЛЕНЫ ЛУЧШИЕ СПЕЦИАЛИСТЫ ВАШЕГО РЕГИОНЫ

Если вы по какой-то причине не употребляете животный белок, то:

  • для пополнения организма принимайте БАД, где есть аминокислоты;
  • кушайте орехи, семечки, бобовые;
  • обязательно совмещайте продукты с белком, к примеру, соевое мясо, фасоль, рис, нут и т.д., таким образом сочетая их между собой вы получите все необходимые аминокислоты из ряда незаменимых.

Стоит провести уточнение, что пищевые белки бывают ненативные и нативные.

  • Ненативные белки считаются неполноценными, в них мало незаменимых аминокислот, однако они очень полезные и богаты веществами и витаминами. Содержатся они в крупе, орехах, бобовых и овощах.
  • Нативные белки — это полноценные белки, в которых очень много аминокислот незаменимого ряда. Их модно найти в морепродуктах, мясе, птице, яйцах, в общем, во всем, что содержит животный белок.

[3]

Печень производит такие аминокислоты: гамма-аминомасляная кислота, аланин, пролин, аргинин, таурин, аспарагиновая кислота, цитруллин, орнитин, глютамовая кислота, аспарагин, тирозин, цистеин и прочие.

Если в организме нехватает аминокислот

Известно, что 12 аминокислот вырабатывает организм в печени, однако их недостаточно для полноценной жизни организма, их необходимо поставлять в организм обязательно.

Причинами нехватки важных аминокислот приводят:

  • частые инфекционные заболевания;
  • стрессы;
  • старение;
  • употребление некоторых медпрепаратов;
  • нарушения в ЖКТ;
  • травмы;
  • проблемы с балансом питательных веществ;
  • злоупотребление фаст-фуда.

Из-за нехватки одной кислоты не вырабатывается нужный белок, поэтому отбираются аминокислоты из других белков и нарушают функциональность других органов, мышц, сердца или мозга и это перетекает в заболевание, а также вносит дисбаланс. Белковый недостаток в детстве приводит к физическим и умственным недостаткам.

При нехватке аминокислот появляется анемия, снижается аминокислота, появляются кожные заболевания. При острой нехватке организм черпает свои резервы, в итоге наступает истощение, слабость мышечная и т.д. Вследствие этого тормозится развитие и строительство мышц, пищеварения, наступают депрессии и прочее.

Роль аминокислот в клетке

Известно около 200 природных аминокислот, но только 20 из них играют важнейшую роль в жизни человека. Эти аминокислоты называют протеиногеннымистроящими белки.

Первые аминокислоты были открыты в начале XIX века.

В пищевых продуктах наиболее распространены 22 аминокислоты.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

В составе белков найдено 20 различных α-аминокислот (одна из них – пролин, является не амино- , а иминокислотой), поэтому их называют белковыми аминокислотами.

Все другие аминокислоты существуют в свободном состоянии или в составе коротких пептидов, или комплексов с другими органическими веществами.

Многие из них найдены только в определенных организмах, а некоторые – только в одном каком-либо организме.

Большинство микроорганизмов и растения синтезируют необходимые им аминокислоты, животные и человек не способны к образованию так называемых незаменимых аминокислот, получаемых с пищей.

К заменимым относятся аминокислоты, присутствие которых в пище не обязательно для нормального развития организма. В случае их недостаточности они могут синтезироваться из других аминокислот или из небелковых компонентов. Аминокислоты валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин являются незаменимыми почти для всех видов животных.

Читайте так же:  Аргинин польза и вред для женщин

Аминокислоты являются наиболее важной составной частью организма. Аминокислоты – строительные блоки, из которых строятся белковые структуры, мышечные волокна. Организм использует их для собственного роста, восстановления, укрепления и выработки различных гормонов, антител и ферментов.

Они содержатся в ядре, протоплазме и стенках клеток, где выполняют разнообразные функции жизнедеятельности.

Аминокислоты участвуют в обмене белков и углеводов, в образовании важных для организмов соединений (например, пуриновых и пиримидиновых оснований, являющихся неотъемлемой частью нуклеиновых кислот), входят в состав гормонов, витаминов, алкалоидов, пигментов, токсинов, антибиотиков и т. д.

[2]

Некоторые аминокислоты служат посредниками при передаче нервных импульсов.

С нарушением обмена аминокислот связан ряд наследственных и приобретенных заболеваний, сопровождающихся серьезными проблемами в развитии организма.

Главными продуктами разложения аминокислот являются аммиак, мочевина и мочевая кислота. Восполнение потерь аминокислот происходит в основном в результате расщепления белков.

Аминокислоты обеспечивают:

— основные метаболические процессы: синтез и утилизация витаминов, липотропное (жиромобилизующее) действие, гликолиз и гликонеогенез;

— процессы детоксикации организма, в том числе при токсикозе беременных; — формирование иммунной системы организма;

— энергетические потребности клеток и, прежде всего, мозга, участвуют в образовании нейромедиаторов, обладают антидепрессантной активностью, улучшают память;

[1]

— метаболизм углеводов, участвуют в образовании и накоплении гликогена в мышцах и печени, обеспечивают наращивание мышечной массы, cнижают утомляемость, улучшают работоспособность;

— стимулируют работу гипофиза, увеличивают выработку гормона роста, гормонов щитовидной железы, надпочечников;

— участвуют в образовании коллагена и эластина, способствуют восстановлению кожи и костной ткани, а также заживлению ран;

— принимают участие в кроветворении, и, прежде всего, в выработке гемоглобина.

Интересно знать

Во время беременности повышается потребность женского организма в триптофане и лизине, у грудных детей – в триптофане и изолейцине.

Особенно увеличивается потребность организма в незаменимых аминокислотах после больших потерь крови, ожогов, а также вовремя других процессов, сопровождаемых регенерацией тканей.

Для птиц незаменимой аминокислотой является глицин.

У жвачных животных биосинтез всех незаменимых аминокислот производится микроорганизмами кишечного тракта.


Для человека высокую «биологическую ценность» имеют лишь немногие животные белки, такие, как белок куриного яйца или белок материнского молока. Они содержат незаменимые аминокислоты не только в достаточном количестве, но и в необходимом для человека соотношении.

Низкая ценность многочисленных растительных белков связана с небольшим содержанием в них отдельных незаменимых аминокислот (главным образом лизина и метионина). В белке соевой муки мало метионина, в кукурузе – лизина и триптофана.

Признаки недостаточности аминокислот в организме

При недостаточном количестве аминокислотных соединений в организме формируется дисбаланс белкового обмена, в результате которого недостающие элементы «извлекаются» из соединительной ткани, мышц, крови и печени.

В первую очередь высвобожденные белки используются для питания мозга и обеспечения работы сердечно-сосудистой системы.

Расходуя собственные аминокислоты и не получая их с пищей, организм начинает слабеть и истощаться, это приводит к сонливости, выпадению волос, анемии, потере аппетита, ухудшению состояния кожи, задержке роста и умственному развитию.

БЕЛКИ И АМИНОКИСЛОТЫ

1 Функции белков в растительном организме.

Белки – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения состоящие из остатков аминокислот.

Разнообразие белков безгранично, в природе различают 1012 белков.

1 структурная – участие в построении всех органоидов.

2 каталитическая – ферменты являются белки.

3 регуляторная – гистоны, регулируют транскрипцию ДНК.

4 механохимическая – обеспечивают движение цитоплазмы и клеточных структур.

5 транспортная – переносят различные вещества как внутрь клетки так и через мембраны.

6 защитная – ферменты, вакуоли и лизосомы расщепляют внутр. вещества.

8 энергетическая – расщепление 1 грамма белка равно 17,6 кДж энергии.

Иногда один и тот же белок выполняет несколько функций, т. к. белки мембран выполняют структурную, ферментативную, иногда транспортную. Содержание белка в растениях ниже чем у животных. В вегетативных органах 5-15% от сухой массы (тимофеевка 5%, клевер 15%). Больше белков в семенах у злаков 20%. У бобовых 25-35%, у сои до 40%.

2 Классификация белков.

Все белки делятся на простые(протеины) – состоящие только из аминокислот и сложные (протеиды) имеют не белковый компонент.

1 гистоны – функционально связаны с нуклеиновыми кислотами, обладают щелочными свойствами.

2 альбумины – в растительных тканях не много (лейкозин – белок зерна пшеницы, водорастворимые белки)

3 глобулины – основная масса белков растения (бобовые -60-90%, у масличных до 60%). Жмых состоит в основном из

4 проламины – специальные белки злаков, в зерне до 50%. (составляет половину клейковины).

5 глютамины содержатся в семенах злаков (25-40% от общего содержания белка, в рисе до 70%).

1 липопротеиды в виде простатической группы имеют липидный компонент, входят в состав клеточных мембран;

2 гликопротеиды имеют в составе углеводы и их производные;

3 хромопротеиды имеют окрашенную простатическую группу. К ним относятся белки, цитохромы, фередаксин, пластоцианин, хлорофилл, фитохром. Участвуют в реакциях дыхания и фотосинтеза.

4 Нуклеопротеиды связаны с нуклеиновой кислотой, стабилизируют молекулу ДНК.

3. Аминокислоты. Строение и свойства.

Аминокислоты являются мономерами белков, среди них (170 разновидностей) выделяют: протеиногенные (входят в состав белков) их может быть 26, но обычно 20 и непротеиногенные – не входят в состав белка, но обнаружены в составе других соединений.

Если у аминокислот 1 карбо группа и 1 аминогруппа, то аминокислота нейтральная. Если больше СООН – кислая, если больше NH2 – щелочная.

Читайте так же:  Аминокислоты днк и рнк таблица

В водных растениях карбо — и аминогруппы аминокислот диссоциируют. Карбо группа отщепляет протон. Аплон аминокислот в щелочной среде может присоединять катионы. Аминогруппы в водной среде отщепляют гидроксильный ион.

Катионы аминокислот в кислой среде присоединяют аплоны. Наличие одновременно кислых и щелочных свойств обеспечивает двойственную природу аминокислот, поэтому аминокислоты в клетках играют роль буферов, связывающих катионы или анионы меняя их концентрацию. В основе стереохимии лежит пространственное расположение аминогруппы у ассиметричного атома С. Все аминокислоты входящие в состав белков является L — изомерами (хотя вращение плоскости полимеризации у них различные).

4 Аминокислоты в составе растительных белков.

В растительных белках некоторые аминокислоты могут отсутствовать или содержатся в малых количествах.. Некоторые аминокислоты всегда содержатся (аспирогиновая, глутаминовая кислота, их альдегиды), других аминокислоты в растениях всегда мало (лизин, метионин, гистидин, триптофан, цистеин). Многие из них являются незаменимыми аминокислотами. Поэтому растительные белки в отличие от животных не полноценны. Белки картофеля и овощей являются полноценными. Белки бобовых приближаются к таковым, белки сои полностью уравновешенны по аминокислотному составу.

5 Особенности азотного обмена растений.

Все особенности связанны с автотрофностью растения.

1 растения используют для питания и синтеза азотистые соединения, в основном минеральные формы азота (нитратная и аммиачная) и немного способны поглощать органические соединения (аминокислоты, нуклеотиды). Но для усвоения и эти соединения подвергаются расщеплению с выделением аммиака.

2 Очень экономный расход азота. При жизни растения не выделяют азотные соединения и многократно реутилизируют их. Кроме этого когда это возможно растения азотные соединения без азотными.

6 Биосинтез аминокислот.

1 прямое аминирование, ему подвергаются кетокислоты. Главным образом альфа — кетоглутаровая кислота, которая образуется в цикле Кребса. При этом образуется глутаминовая кислота, фермент – глутаматдегидрогеназа.

Коферментами могут быть НАД или НАДФ. Кроме альфа –КГК в ассимиляции NH3 могут принимать участие ЩУК, ПВК и др. аминокислота образовавшаяся прямым аминированием называется первичной.

2 переаминирование (транс). Этим способом образуется большинство аминокислот. Аминогруппа переносится с 1 аминокислоты на кетоновую кислоту с образованием другой аминокислоты.

Реакция катализируется транс амилазами кислоты, которые используются для биосинтеза аминокислот образуются как промежуточные продукты, в основном реакции дыхания.

Аспарагиновая и глутаминовая кислоты могут образовывать амиды (аспарагин и глутамин) присоединяет к карбоксильной группе еще 1 молекулу NH 3. реакция идет с затратой АТФ. Катализируется ферментом глутамин синтетазой. Процесс имеет большое значение, т. к. большая часть минерального азота усваивается этим путем. Амиды в дальнейшем легко передают амидную группу на кетокислоты с образованием аминокислот.

7 Образование аминокислот при фотосинтезе.

В процессе фотосинтеза образуется 5 кислот:

Из ФЛК могут образоваться серин и аланин. Из серина путем замещения гидроксильной группы NH группы образуется цистин

С-4 пути образуется ЩУК, которая путем транс амилирования дает аспарагиновую кислоту. В процессе фото-дыхания из глеокселевой кислоты при переамилировании получается глицин.

8 Восстановление нитратов.

Нитраты образуются в почве путем окисления аммиака нитрофильными бактериями. Процесс редукции двуэтапен.

1 восстановление нитрата до нитрита: NO3 —NO2

Катализируется ферментом нитрат редуктазой, в переносе электронов участвуют коферменты НАД, ФАД и ионы молибдена. Повышенное содержание молибдена в почве увеличивает усвоение азота растениями.

2 восстановление нитрата до аммиака: NO2—NH4

Сопряжено с переносом 6 электронов и катализируется ферментом NO2 – редуктазой, которая содержит FeS — группу.

Оба этапа могут происходить как в корнях так и в листьях(хлоропласты), а в корнях в пропластидах. Большинство древесных растений восстанавливают NO3 в корнях, большинство с. х. – в корнях и листьях (свекла и хлопчатник в листьях).

9 Образование и роль амидов в растении.

Полученный в результате редукции нитратов аммиака очень ядовит и содержится в растениях в очень незначительном количестве, т. к. усваивается с образованием аминокислот и амидов. Ведущая роль связывания аммиака принадлежит реакциям биосинтеза глутаминовой кислоты (глутамат) и ее амида (глутамина).

Т. О. каждая молекула дикарбоновой аминокислоты может связать и обезвредить 1 молекулу аммиака, таким же путем образуется аспарагин и аланин из ПВК. Амиды могут накапливаться в больших количествах, особенно их много образуется при проростании семян бобовых, когда происходит интенсивный гидролиз белков и образуется много NH3 .

1 участие в обезвреживании аммиака.

2 участие в переаминировании. Отдают аммиачную группу не только для синтеза аминокислот, но и при образовании других соединений (азотистые основания).

3 являются резервом дикарбоновых аминокислот.

Видео удалено.
Видео (кликните для воспроизведения).

4 являются запасной и транспортной формой азота.

Источники


  1. Дубровская, С. В. Как защитить ребенка от диабета / С.В. Дубровская. — М.: АСТ, ВКТ, 2009. — 128 c.

  2. Чжичжун, Б. 5 стихий здоровья 25 золотых китайских упражнений / Б. Чжичжун. — М.: СПб: Питер, 2007. — 128 c.

  3. Гимнастика тибетских монахов. — М.: Физкультура и спорт, 1997. — 158 c.
  4. Железняк, Ю. Д. Основы научно-методической деятельности в физической культуре и спорте / Ю.Д. Железняк, П.К. Петров. — Москва: Огни, 2013. — 288 c.
Роль аминокислот в клетке
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here