Белки натуральные: 5 источников полезного белка для плоского живота :: Здоровье :: РБК Стиль

5 источников полезного белка для плоского живота :: Здоровье :: РБК Стиль

© yoann boyer/unsplash

Автор Юнна Врадий

20 марта 2018

Достаточное количество белка — важное условие для любой сбалансированной диеты. Рассказываем о продуктах, которые насыщены не только белком, но и другими полезными для вашего здоровья элементами.

В первую очередь обратите внимание на то, достаточно ли белка предлагает вам ваше сегодняшнее меню. Если нет, рассчитайте вашу норму потребления. Необязательно скрупулезно считать каждый грамм, но иметь примерное представление о том, сколько белка вы получаете, может оказаться полезным для корректирования питания. Получая достаточно полезного белка, вы дольше чувствуете себя сытым, реже срываетесь на неполезную еду и контролируете аппетит. 

Чечевица

Даже если вы едите мясо, вы можете подумать о чечевице как об источнике диетического белка. В отличие от мяса она совсем не содержит жира, богата клетчаткой, железом, а одна порция чечевичного супа даст вам 15–20 граммов белка. Подумайте о чечевице как о сытном компоненте овощного салата (для этого подходит зеленая и черная), загустителе для похлебки (красная, желтая) или об основе для сытного соуса (опять же красная и желтая). Важно, что чечевица содержит полифенолы, которые снижают воспаления в организме, контролируют уровень сахара в крови и противодействуют определенным заболеваниям сердечно-сосудистой системы. 

Яйца

Тысячи лет — с того момента, как была одомашнена первая птица (около 6000 года до н. э.), — люди питались яйцами. И только в 1970-х эта практика была подвергнута критике в силу того, что яйца содержат холестерин. Однако последние исследования оправдали куриный желток и записали его в источники полезных жиров, в том числе жирных кислот омега-3, которые обладают противовоспалительным действием и участвуют в обмене веществ. Яичный желток также богат важными микроэлементами, витаминами А и Е. И наконец, белок! Каждое яйцо содержит по меньшей мере 7 граммов белка, легко усваивается и насыщает организм на долгое время. Самые полезные (и вкусные!) яйца — от куриц свободного выпаса.  

Овсянка

Много лет участвует в хит-параде самых полезных продуктов, а в последнее время — постоянный участник модных диет. В том числе и потому, что вместе с одной порцией овсяной каши вы получаете 7 граммов белка. Чтобы овсянка была действительно полезной, она должна быть приготовлена из цельного необработанного овса. Варианты, когда зерно просто рассечено на несколько крупных частей и не подвергнуто сильной обработке, также подходят. Не нуждающиеся в варке смеси и прочие пятиминутные рецепты, увы, источник быстрых углеводов (повышают уровень сахара, легче откладываются) без необходимого запаса витаминов. В необработанном овсе больше не только белка и клетчатки, но и витаминов группы B, кальция, цинка, магния и железа. Вместо сахара лучше использовать фрукты или немного меда. Попробуйте также несладкую овсянку с сыром или зеленью. 

Творог

Доступный и универсальный источник белка и, что тоже важно, кальция. В пачке творога (200 г) содержится около 35 граммов белка, что составляет треть дневной нормы. Выбирайте творог средней жирности — из обезжиренного усваивается меньше полезных микроэлементов, а слишком жирный может стать источником лишних калорий. 5–10% жирности оптимально. Лучше всего творог усваивается вместе с орехами или овощным салатом (тут альтернативой творогу может выступать не слишком жирная и соленая фета), небольшое количество фруктов или ложка конфитюра с низким содержанием сахара могут быть компромиссом. А вот жирная сметана, сгущенка и щедрая порция варенья выводят творог из группы диетических продуктов. Важно помнить, что творог подходит только тем, у кого нет проблем с усваиванием молочных продуктов.

Орехи и семена

Маленькая порция — 30 граммов — орехов (грецких, миндаля, кешью, пекана) или семян (тыквы, подсолнечника, кунжута) содержит 4–7 граммов белка и полезные для сердца и правильного обмена веществ жиры. Важно также помнить, что у орехов высокая питательная ценность, поэтому, чтобы они не откладывались в запас, используйте их как приправу или основу для соусов к салатам, кашам, смузи и полезным десертам.  

натуральные продукты vs протеиновые добавки

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ	ПРОТЕИНОВЫЕ СМЕСИ
СОСТАВ
Кроме белка натуральные источники содержат целый ряд прочих веществ: это жир и – если речь идет о продуктах растительного происхождения – значительное количество углеводов. В любом случае, это дополнительные калории, которые часто становятся лишними. Кроме того, сочетание белка с жирами значительно замедляет процесс его переваривания.	Протеиновые смеси содержат 60%-80% высококачественного белка. Количество жира, углеводов и балластных веществ сведено к минимуму. Кроме этого, состав дополнительно обогащен необходимыми витаминами и минералами.
КАЛОРИЙНОСТЬ
Чтобы набрать 30 г белка, нужно съесть 150 г говядины, в которых будет содержаться 20 г жира. В сумме получаем 270 ккал (45% — из белка и 55% — из жира).	Порция протеинового коктейля содержит 30 г белка и 1 г жира. Всего 122 ккал (98% — из белка, 2% — жир).
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Достижения фармакологии находят применение не только в спорте и медицине. Гормоны, стероиды, синтетические витамины стали привычным рационом выращенных в неволе животных. Смог бы пройти допинг-контроль тот мутант, которого вы купили под видом куриной грудки?	Современные технологии производства диетического питания позволяют существенно улучшить качество протеина и получить из исходного сырья очищенный от примесей концентрированный продукт (изоляты, концентраты, гидролизаты). Например, чтобы получить 30 г сывороточного белка, необходимо 5 литров молока! За бортом остается молочный жир, лактоза, казеин, денатурированный белок. В результате мы получаем высокую концентрацию пептидов и аминокислот.
ПОДСЧЕТ
При использовании естественных источников дозировать белок можно приблизительно – содержание протеина зависит от сорта и качества продуктов, условий хранения и приготовления пищи. Кроме того, много питательных веществ теряется при повторном замораживании-размораживании мяса или рыбы, длительных сроков хранения, кулинарной обработки.	На этикетке любого протеина находится подробная информация об источнике белка, способе получения, содержании питательных веществ и витаминов в данном продукте. Это позволяет точно дозировать протеин и подобрать именно тот продукт, который будет оптимально соответствовать вашим целям и характеру тренировок.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ
В рейтинге биологической ценности верхние строки занимают яичный и молочный, далее по нисходящей – белки мяса, рыбы, птицы, соевый и другие растительные.	Именно молоко и соя – основное сырье для производства специализированных протеиновых смесей. Следовательно – самый высокий индекс биологической ценности.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ
Переваривание белковой пищи – долгий энергозатратный процесс, и чем больше белка вам нужно, тем больше нагрузки ложится на желудочно-кишечный тракт. На переваривание белка тратится до 30% калорий, в нем содержащихся, и достаточно много времени – например, белок вареного яйца может только в желудке находиться до 12 часов. Один из способов снижения нагрузки на пищеварительный тракт – тщательное пережевывание пищи и использование ферментов.	Жидкую пищу переваривать гораздо легче, поэтому большинство протеиновых добавок употребляются в виде коктейлей. Белок, особенно гидролизованный, быстрее переваривается и всасывается, создавая в крови необходимую для восстановления и роста мышечной массы концентрацию аминокислот.  Смеси с разнокомпонентными белками создают длительную концентрацию аминокислот в крови.
ХРАНЕНИЕ
Реальное содержание питательных веществ – белков, витаминов и т.д. – может существенно отличаться  от данных теоретических таблиц. Это зависит от технологии приготовления, условий хранения исходных продуктов и готовой пищи. Длительные сроки хранения, многократные замораживания-размораживания, подогревы снижают пищевую ценность. Необходимо стараться использовать свежие натуральные и свежеприготовленные продукты.	Стандартные условия хранения протеиновых смесей – сухое, прохладное место.  Закрытая упаковка сохраняет исходную ценность 2-3 года, открытая – 2-4 недели.
ПРИГОТОВЛЕНИЕ
Приготовление мяса, рыбы и пр. требует много времени и сноровки.	На приготовление протеинового коктейля требуется 2 минуты.
ВКУС
Зависит от того, что вы готовите. Вкус – разнообразный.	Вкус – разнообразный, зависит от рецепта приготовления коктейля. Различные базовые вкусы (ваниль, ягода, шоколад, тропик, нейтральный) и различные наполнители позволяют создавать огромное количество разнообразных по вкусу коктейлей.
УДОБСТВО
При многократном питании очень сложно подобрать правильную еду.	Нет ничего проще, чем съесть протеиновый батончик или взбить в шейкере коктейль.
ВРЕМЯ
Если выбирать здоровое питание, то вам требуется много времени для поиска ресторана, ожидания заказа. Если времени нет – приходится довольствоваться фаст-фудом или бизнес-ланчем, который может вас не удовлетворять по количеству калорий.	Экономия времени, т.к. на приготовление коктейля требуется 1 минута, вы можете взять с собой шейкер или съесть протеиновый батончик.
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ОПАСНОСТЬ
Загрязнение окружающей среды оказывает пагубное влияние на качество нашей пищи. Пестициды в растительной пище, метиловая ртуть в морепродуктах и пр.	Гарантия качества и отсутствия вредных веществ – имя производителя.

Белки / КонсультантПлюс

Пациенты с МВ нуждаются в повышенном количестве белка из-за его потерь (мальабсорбции) и в дополнительном поступлении его в период катаболизма при легочных обострениях. Источниками полноценного белка являются натуральные продукты (мясо, птица, рыба, морепродукты, молоко, кисломолочные продукты, творог, сыры, яйца). Детям старше года рекомендуется включать в рацион высокобелковые продукты (яйца, рыба, творог, сыр) не реже 3 раз в день, молоко и кисломолочные продукты не менее 500 — 800 мл в день.

Взрослым пациентам с муковисцидозом рекомендовано употреблять в день 2 — 3 порции продуктов, содержащих белок высокой биологической ценности (мясо, птица, рыба, яйца, творог, сыр).

В качестве дополнительного источника белка рекомендуется использование лечебных смесей для энтерального и дополнительного питания. Дополнительное питание назначают по 150 — 200 — 250 мл 1 — 3 раза в день (например, на второй завтрак, на полдник или перед сном, возможно в сочетании с фруктовым пюре, печеньем, хлопьями и т.п.). К использованию рекомендуются смеси на основе цельного молочного белка (стандартные специализированные продукты энтерального питания) с нормальным или повышенным содержанием белка. В случае недостаточной эффективности стандартных продуктов используются смеси на основе гидролизованного молочного белка (специализированные продуты энерального питания на основе гидролизованного белка молочной сыворотки) с нормальным или повышенным количеством калорий

Объем дополнительного питания определяется степенью нутритивной недостаточности и аппетитом.

У взрослых пациентов при расчете объема дополнительного питания необходимо учитывать тяжесть дыхательной недостаточности. Соблюдение принципа «много, не значит хорошо» у пациентов с тяжелой дыхательной недостаточностью — профилактика усиления синдрома гиперкатаболизма при перегрузке питательными субстратами.

Открыть полный текст документа

Рекомбинантный укороченный белок TNF-BD вируса натуральной оспы проявляет специфическую фармакологическую активность в экспериментальной модели септического шока

Vavilovskii Zhurnal Genet Selektsii. 2020 May; 24(3): 239–243.

Language: Russian | English

И.П. Гилева

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

С.Н. Якубицкий

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

И.В. Колосова

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

С.Н. Щелкунов

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия, Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия,

И.П. Гилева, Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

Received 2019 Dec 6; Revised 2020 Jan 27; Accepted 2020 Jan 30.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License

Abstract

Фактор некроза опухолей (TNF) – один из основных цитокинов, медиаторов иммунной системы, обеспечивающих защиту организма человека от вирусных инфекций. В процессе эволюции антропогенный вирус натуральной оспы (Variola virus, VARV) освоил эффективные механизмы преодоления иммунологических барьеров человека, кодируя в своем геноме белки, способные взаимодействовать с рецепторами цитокинов организма-хозяина, блокируя таким образом их активность. В частности, ген G2R этого вируса кодирует белок CrmB, который эффективно связывает TNF человека и мышей. При этом данный белок является двухдоменным и наряду с TNF-связывающим N-концевым доменом содержит С-концевой хемокин-связывающий домен. При использовании методологии молекулярного клонирования нами ранее получен рекомбинантный бакуловирус, продуцирующий в клетках насекомых рекомбинантный белок CrmB вируса натуральной оспы (VARV-CrmB), и показан его TNF-нейтрализующий потенциал в различных тестах in vitro и in vivo. С целью снижения иммуногенности этого вирусного белка при его многократном введении для терапии хронических воспалительных заболеваний получена рекомбинантная плазмида, направляющая в клетках Escherichia coli биосинтез укороченного однодоменного TNF-связывающего (TNF-BD) белка VARV. Методом металл-хелатной аффинной хроматографии из клеток выделен рекомбинантный белок TNF-BD. Терапевтический потенциал белка TNF-BD изучен в экспериментальной модели септического шока, индуцированного в организме мышей введением бактериального липополисахарида (ЛПС). После индукции септического шока животным вводили разные дозы рекомбинантного белка TNF-BD и регистрировали их гибель в течение 7 сут. Все мыши, не получавшие препарат белка TNF-BD после инъекции ЛПС, погибли через 3 сут, а в группах животных, которым вводили TNF-BD, в зависимости от дозы этого белка выжили 30, 40 или 60 % мышей. Результаты исследования демонстрируют наличие специфической фармакологической активности у рекомбинантного белка TNF-BD, синтезированного в бактериальных клетках, в мышиной модели ЛПС-индуцированного септического шока.

Keywords: белок VARV-CrmB, вирус натуральной оспы, ЛПС, септический шок, TNF-связывающий домен

Abstract

Tumor necrosis factor (TNF) is one among the key cytokines that mediate the immune system to protect humans against viral infections. Throughout evolution, anthropogenic Variola virus (VARV) has developed effective mechanisms to overcome human defense reactions. The viral genome encodes soluble proteins imitating the structure of cellular cytokine receptors. These proteins compete with cellular receptors for cytokine binding, thus blocking the antiviral immune response. In particular, the G2R gene of VARV encodes the TNF decoy receptor, VARV-CrmB protein. This protein consists of N-ended TNF-biding (TNF-BD) and C-ended chemokine binding (Ch-BD) domains. Recombinant VARV-CrmB protein has been produced in insect cells using molecular cloning methods and its TNF neutralizing activity has been shown in vitro and in vivo. To decrease the immunogenicity of this protein, a recombinant plasmid coding for shortened TNF-BD protein of VARV in Escherichia coli cells has been constructed. Using the method of immobilized metal affinity chromatography, recombinant TNF-BD protein corresponding to the TNF-biding domain of VARV-CrmB protein was purified from E. coli cells. The therapeutic potential of TNF-BD was studied using an experimental model of LPS-induced septic shock. After septic shock induction, several doses of recombinant TNF-BD were injected and the mortality of experimental animals was observed during 7 days. All mice not injected with TNF-BD had been dead by day 3 of the experiment, but 30, 40 and 60 % of the experimental animals, who received different TNF-BD doses, survived in a dose-dependent manner. Data obtained demonstrate that recombinant TNF-BD protein is pharmacologically active in the experimental model of LPS-induced septic shock.

Keywords: VARV-CrmB protein, variola virus, LPS, septic shock, TNF-biding domain

Введение

В процессе коэволюции у вируса натуральной оспы (ВНО) появились многочисленные эффективные механизмы преодоления иммунологических барьеров человека. В частности, вирусный геном детерминирует синтез секретируемых белков, имеющих структурное сходство с клеточными рецепторами цитокинов. Вирусные белки функционируют как связывающие цитокины рецепторы, блокируя таким образом их активность (Shchelkunova, Shchelkunov, 2016). Способность вирусных белков эффективно взаимодействовать с иммунной системой человека открывает перспективу их использования для разработки иммуномодулирующих терапевтических средств нового поколения.

Некоторые TNF-блокаторы – Remicade® (Centocor, Inc., Malvern, PA, США), Enbrel® (Immunex Corp, Seattle, WA, США), Humira™ (Abbott Laboratories, Abbott Park, IL, США), действующим началом которых являются моно- клональные антитела или химерные белки, состоящие из TNF-рецепторных и иммуноглобулиновых доменов, прошли клинические испытания и разрешены для применения в медицинской практике, но не один из перечисленных препаратов не оказался эффективным против септического шока (Monaco et al., 2015). Продемонстрированная in vivo и in vitro высокая TNF-нейтрализующая активность белка VARV-CrmB вируса натуральной оспы (Gileva et al., 2006; Shchelkunova, Shchelkunov, 2016) позволяет надеяться, что основой терапевтических пре- паратов нового поколения может стать этот белок.

Эндотоксический шок, индуцированный липополисахаридом (ЛПС) грамотрицательных бактерий (реакция Шварцмана), – широко используемая экспериментальная модель септического шока (Leturcq et al., 1995; Lamping et al., 1998; Fei et al., 2011). Введение рекомбинантного белка VARV-CrmB мышам с ЛПС-индуцированным септическим шоком приводило к достоверному увеличению выживаемости мышей и отчетливому снижению гистопатологических изменений внутренних органов по срав- нению с контрольными животными (Gileva et al., 2006).

Полноразмерный рекомбинантный белок VARV-CrmB имеет молекулярную массу 47 кДа, и в его структуре выделяют N-концевой TNF- (TNF-BD) и С-концевой хемокин-связывающий (Сh-BD) домены (Alejo et al., 2006). С целью уменьшения иммуногенности рекомбинантного белка VARV-CrmB ранее нами получен его укороченный однодоменный вариант TNF-BD. Показаны биологическая активность белка TNF-BD in vitro (ингибирование как цитотоксичности TNF для культуры клеток фибробластов мыши L929, так и TNF-индуцированной окислительно- метаболической активности лейкоцитов крови мышей) (Цырендоржиев и др., 2014; Трегубчак и др., 2015), а также пониженная иммуногенность относительно полнораз- мерного белка (Непомнящих и др., 2017).

Цель настоящего исследования – изучение специфи- ческой фармакологической активности укороченного однодоменного рекомбинантного белка TNF-BD вируса натуральной оспы in vivo, а именно – в экспериментальной модели ЛПС-индуцированного септического шока.

Материалы и методы

Реагенты. Для приготовления жидких и твердых пита- тельных средств использовали бактопептон, дрожжевой экстракт и бактоагар (Difco, США), антибиотики ампициллин, тетрациклин и канамицин (Sigma, США). Ре- комбинантную плазмидную ДНК выделяли с помощью набора Qiagen Plasmid Midi Kit (QIAGEN, Германия). В работе были применены также реактивы фирмы Sigma (США): имидазол, ЛПС Escherichia coli 055:B5, мочевина, фенилметилсульфонилфторид (PMSF), IPTG.

Рекомбинантные плазмиды и бактериальные штаммы. Рекомбинантная плазмида pQE60-TNF-BD любезно предоставлена Т.В. Трегубчак (Трегубчак и др., 2015). Для амплификации этой плазмиды использовали штамм E. coli XL10-Gold (QIAGEN, Германия), а для нара- ботки рекомбинантного белка TNF-BD – штамм E. coli SG13009[pRep4] (QIAGEN, Германия). Компетентные клетки E. coli XL10-Gold и E. coli SG13009 получали по методу (Mandel, Higa, 1970).

Бактериальные среды. Для культивирования штамма E. coli SG13009[pRep4], содержащего pQE60-TNF-BD, ис- пользовали стандартную LB-среду (Sambrook et al., 1985).

Электрофорез, хроматография. Фракционирование белков проводили в SDS-ПААГ по стандартной методике (Laemmli, 1970), с помощью маркеров молекулярных масс белков PageRuler™ Plus Prestained Protein Ladder (Thermo Scientific, США) (11, 17, 28, 36, 55, 72, 95, 130, 250 кДа). Металл-хелатную афинную хроматографию проводили, используя Ni-NTA агарозу (QIAGEN, Германия), на ко- лонке объемом 1 мл. Концентрацию белка определяли по методу (Bradford, 1976).

Животные. В эксперименты брали самок мышей линии BALB/c с массой тела 19–21 г (возраст 8–9 нед), полученных из вивария Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспо- требнадзора (Кольцово, Новосибирская область, Россия). Мышей содержали при естественном световом режиме и постоянном доступе к воде и пище. Животных выводили из эксперимента в соответствии с правилами, принятыми Европейской конвенцией по защите животных, используемых для экспериментальных целей.

Результаты

Наработка рекомбинантного белка TNF-BD. Для полу- чения инокулятов были взяты индивидуальные колонии Ap^r-, Km^r-, TcM^r-трансформантов E. coli SG13009[pRep4]. Инокулят разводили свежим L-бульоном (1:50), содержа- щим 100 мкг/мл ампициллина и по 30 мкг/мл канамицина и тетрациклина. Бактериальную культуру инкубировали при 37 °С и интенсивной аэрации до достижения оптической плотности культуры А₅₅₀ = 0.3–0.5, затем добавляли индуктор IPTG до концентрации 1 мМ (продолжительность индукции 4 ч). Клетки собирали низкоскоростным центрифугированием и ресуспендировали в 5 мл буфера следующего состава: 10 % сахароза, 100 мМ Трис-HCl, pH 7.3, 5 мМ ЕДТА, 20 мкг/мл PMSF. Затем бактериальные клетки разрушали ультразвуком на установке Soniprep (MSE, США; 10 циклов по 1 мин с интервалами между циклами в 30 с). Как было показано ранее (Трегубчак и др., 2015), рекомбинантный белок TNF-BD синтезируется в клетках E. coli в виде «телец включения». Для выделения целевого продукта тельца включения солюбилизовали в буфере А (100 мМ NaH₂PO₄, 10 мМ Трис-НCl, pH 8.0, 300 мМ NaCl, 10 мМ имидазол, 6 М мочевина) и суперна- тант наносили на колонку с Ni-NTA агарозой (V = 1 мл), уравновешенную 5 мл этого же буфера. Колонку про- мывали (2 мл × 3) буфером В (100 мМ Nah3PO4, 10 мМ Трис-НCl, pH 6.3, 300 мМ NaCl, 20 мМ имидазол, 6 М мочевина) и элюировали целевой продукт буфером С (100 мМ NaH₂PO₄, 10 мМ Трис-НCl, pH 8.0, 300 мМ NaCl, 250 мМ имидазол) (0.3 мл × 5). Фракции выделения анализировали в 10 % ПААГ. Результаты выделения представлены на рис. 1. Фракции, содержащие целевой продукт, объединяли. Таким образом, был выделен пре- парат рекомбинантного белка TNF-BD, чистота которого, по данным электрофореза, составляла около 90 %.

Исследование токсичности рекомбинантного белка TNF-BD. Для того чтобы определить способность пре- парата укороченного однодоменного белка TNF-BD предотвращать взаимодействие мышиного TNF со специфи- ческими рецепторами эукариотических клеток, изучали его активность в тесте нейтрализации цитотоксического действия mTNF на культуре клеток мышиных фибробластов L929, как описано в работе (Трегубчак и др., 2015). Для определения токсичности рекомбинантного белка взяли две группы мышей линии BALB/c (каждая группа содержала пять животных). Одной группе вводили внутрибрюшинно физиологический раствор, другой – ре- комбинантный белок в дозе 50 мкг/мышь. Наблюдение вели в течение 7 сут, за этот период не было обнаружено проявлений токсичности рекомбинантного белка.

Исследование специфической фармакологической активности белка TNF-BD в экспериментальной модели септического шока. Предварительно для мышей линии BALB/c была определена доза ЛПС E. coli 055:B5, вызывающая гибель 100 % животных (ЛД100 ), равная 20 мг/ кг веса. Животные были объединены в пять групп (по 10 особей в группе). Мышам в группах 1–3 внутрибрюшинно вводили рекомбинантный белок TNF-BD в дозах 0.2, 2 или 20 мкг/мышь. Через 30 мин этим живот- ным внутрибрюшинно инъецировали раствор ЛПС E. coli (O55:B5) в дозе 1 ЛД100. Группе сравнения (группа 4) вводили только ЛПС, а группе отрицательного контроля (группа 5) – натрий-фосфатный буфер. После введения препаратов мышам регистрировали их гибель в течение 7 сут. Результаты эксперимента показаны на рис. 2: на конец эксперимента выживаемость животных в группе 5 составила 100 %, в группе 4 – 0 %, а в группах 1–3 – 30, 40 и 60 % соответственно.

Electrophoretic resolution of proteins.

(a) PAGE resolution of E. coli cell lysates with 10 % SDS. Lanes: 1, protein ladder; 2–4, SG13009[pRep4, pQE60-TNF-BD]; 5, SG13009[pRep4]. (b) PAGE resolution of recombinant TNF-BD protein fractions with 12 % SDS. Lanes: 1, fraction of insoluble cell proteins of E. coli SG13009[pRep4, pQE60-TNF-BD] solubilized in buffer A; 2, 3, loading onto a column with Ni-NTA agarose equilibrated with buffer A; 4, 5, washing the column with buffer B; 6–10, elution of the target product with buffer C; 11, protein ladder.

Survival of experimental animals with LPS-induced endotoxic shock after administration of the recombinant TNF-BD protein.

Обсуждение

Cигнальная система, активируемая TNF, – один из основных факторов, обусловливающих развитие воспалительного процесса. Гиперпродукция TNF может приводить к гибели организма в результате развития системной воспалительной реакции или септического шока. Сепсис и септический шок до настоящего времени представляют одну из основных проблем здравоохранения. Ежегодно они являются причиной смерти более миллиона человек (Seymour, Rosengart, 2015). TNF-антагонисты, действующим началом которых были моноклональные антитела (Infliximab, Adalimumab) или аналог клеточных рецепторов (Etanercept), прошли клинические испытания и разрешены для применения в медицинской практике, но не один из этих препаратов не проявил терапевтической активности против септического шока (Monaco et al., 2015). Поэтому поиск новых классов соединений, обладающих TNF-нейтрализующей активностью, остается актуальной проблемой.

Существование вирусных белков, способных связывать цитокины и, в частности TNF, блокируя таким образом его активность (Shchelkunova, Shchelkunov, 2016), позволяет предположить возможность разработки нового поколения TNF-антагонистов на основе TNF-связывающего белка вируса натуральной оспы (VARV-CrmB). Ранее нами по- лучен рекомбинантный бакуловирус BVi67, несущий ген белка VARV-CrmB, а из инфицированных им клеток насекомых линии Sf21 выделен рекомбинантный вирусный белок. Рекомбинантный белок VARV-CrmB эффективно нейтрализует эффекты TNF в экспериментальных системах in vitro и in vivo (Gileva et al., 2006). Особенно следует подчеркнуть его выраженный терапевтический эффект на проявление ЛПС-индуцированного септического шока у мышей, что отчетливо снижает гистопатологические из- менения внутренних органов и достоверно увеличивает выживаемость животных (Gileva et al., 2006). Новый TNF-антагонист, кроме TNF-нейтрализующего потенциала, должен обладать низкой иммуногенностью, так как эффективность применения препарата может быть снижена из-за развития иммунного ответа на терапевтический белок (Chen et al., 2015; Eng et al., 2015).

Полноразмерный рекомбинантный белок VARV-CrmB (47 кДа) обладает способностью к олигомеризации, это может снизить его терапевтический потенциал при по- вторном или многократном применении. Белок VARVCrmB состоит из TNF- и хемокин-связывающего доменов (Alejo et al., 2006). Нами сделано предположение, что однодоменный укороченный TNF-связывающий белок сохранит свою терапевтическую активность и будет обладать существенно меньшей иммуногенностью. Был получен бактериальный продуцент укороченного белка TNF-BD, соответствующего TNF-связывающему домену белка VARV-CrmB, и экспериментально доказана его способность ингибировать цитотоксичность TNF на клетках мышиных фибробластов L929 и TNF-индуцированную окислительно-метаболическую активность лейкоцитов крови мышей (Цырендоржиев и др., 2014; Трегубчак и др., 2015). При этом рекомбинантный TNF-BD проявлял сниженную иммуногенность относительно белка VARVCrmB при многократном введении экспериментальным животным (Непомнящих и др., 2017).

В настоящем исследовании изучен терапевтический потенциал короткого рекомбинантного однодоменного белка TNF-BD в экспериментальной модели септического шока. С этой целью белок TNF-BD выделили из клеток E. coli методом металл-хелатной аффинной хроматографии, как это показано на рис. 1, а и б. При его внутрибрюшинном введении мышам линии BALB/c установлено отсутствие токсичности. Для мышей этой линии экспериментально определена доза ЛПС E. coli (O55:B5), вызывающая 100 % гибель животных (ЛД100 ). При внутрибрюшинном введении ЛПС и белка TNF-BD в нашей работе впервые продемонстрирована дозозависимая специфическая фармакологическая активность низкоиммуногенного укороченного рекомбинантного белка TNF-BD в модели ЛПС- индуцированного септического шока (см. рис. 2).

Следует отметить, что вопрос правомерности использования мышиной модели эндотоксимии (реакции Щварцмана) для выявления новых препаратов для терапии септического шока у людей остается дискуссионным. Основанием для скептического отношения к мышиной модели служат отличия результатов транскриптомных анализов, механизмов развития врожденного и приобретенного иммунных ответов, гетерогенность человеческой популяции versus гомогенности инбредных линий мышей (Efron et al., 2015; Stortz et al., 2017). Не исключено, что препараты, проявившие высокую эффективность в мыши- ной модели сепсиса, не будут эффективными для человека, как это случилось с препаратом Centocor (Thayer, 1993). Однако простота проведения эксперимента и воспроизводимость результатов делают эту модель незаменимой для первичного скрининга TNF-связывающих терапевтических препаратов.

Заключение

На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что рекомбинантный белок TNF-BD вируса нату- ральной оспы является перспективным для разработки нового поколения TNF-антагонистов. Этот белок может служить модельным объектом для изучения взаимо- действия вирусных белков с компонентами иммунной системы организма человека. Методами делеционного анализа и мутагенеза, рентгеноструктурного анализа, компьютерного моделирования возможно идентифициро- вать в структуре белка TNF-BD аминокислотные остатки, осуществляющие взаимодействие с TNF и составляющие конкуренцию клеточным рецепторам.

Conflict of interest

The authors declare no conflict of interest.

References

Непомнящих Т.С., Трегубчак Т.В., Якубицкий С.Н., Таранов О.С., Максютов Р.А., Щелкунов С.Н. Кандидатные антиревматиче- ские плазмидные конструкции обладают низкой иммуноген- ностью. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017;21(3): 317-322. DOI 10.18699/VJ17.249. [Nepomnyashchikh T.S., Tregubchak T.V., Yakubitskiy S.N., Taranov О.S., Maksyutov R.A., Shchelkunov S.N. Candidate antirheumatic genotherapeutic plasmid constructions have low immunogenicity. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2017;21(3):317-322. DOI 10.18699/ VJ17.249. (in Russian)]

Трегубчак Т.В., Шеховцов С.В., Непомнящих Т.С., Пельтек С.Е., Колчанов Н.А., Щелкунов С.Н. TNF-связывающий домен белка VARV-CrmB, синтезированный в клетках Escherichia coli, эф- фективно взаимодействует с TNF человека. Докл. Акад. наук. 2015;462(4):488-492. DOI 10.7868/S0869565215160276. [Tregubchak T.V., Shekhovtsov S.V., Nepomnyashchikh T.S., Peltek S.E., Kolchanov N.A., Shchelkunov S.N. TNF-binding domain of the variola virus CrmB protein synthesized in Escherichia coli cells effectively interacts with human TNF. Dokl. Biochem. Biophys. 2015;462(1):176-180. DOI 10.1134/S1607672915030102.]

Цырендоржиев Д.Д., Орловская И.А., Сенников С.В., Трегуб- чак Т.В., Гилева И.П., Цырендоржиева М.Д., Щелкунов С.Н. Биологические эффекты индивидуально синтезированного TNF-связывающего домена CrmB вируса натуральной оспы. Бюл. эксп. биол. мед. 2014;157(2):214-217. [Tsyrendorzhiev D.D., Orlovskaya I.A., Sennikov S.V., Tregubchak T.V., Gileva I.P., Tsyrendorzhieva M.D., Shchelkunov S.N. Biological effects of individually synthesized TNF-binding domain of variola virus CrmB protein. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2014;157(2):249-252. DOI 10.1007/s10517-014-2537-6.]

Alejo A., Ruiz-Arguello M.B., Ho Y., Smith V.P., Saraiva M., Alcami A. A chemokine-binding domain in the tumor necrosis factor receptor from variola (smallpox) virus. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006;103:5995-6000.

Bradford M.M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 1976;72:248-254.

Chen D.Y., Chen Y.M., Tsai W.C., Tseng J.C., Chen Y.H., Hsieh C.W., Hung W.T., Lan J.L. Significant associations of antidrug antibody levels with serum drug trough levels and therapeutic response of adalimumab and etanercept treatment in rheumatoid arthritis. Ann. Rheum. Dis. 2015;74(3):e16. DOI 10.1136/annrheumdis- 2013-203893.

Efron P.A., Mohr A.M., Moore F.F., Moldawer L.L. The future of murine sepsis and trauma research models. J. Leukoc. Biol. 2015; 98(6):945-952. DOI 10.1189/jlb.5MR0315-127R.

Eng G.P., Bendtzen K., Bliddal H., Stoltenberg M., Szkudlarek M., Fana V., Lindegaard H.M., Omerovic E., Hojgaard P., Jensen E.K., Bouchelouche P.N. Antibodies to infliximab and adalimumab in patients with rheumatoid arthritis in clinical remission: a cross-sectional study. Arthritis. 2015;784825. DOI 10.1155/2015/784825.

Fei Y., Wang W., Kwiecinski J., Josefsson E., Pullerits R., Jonsson I.- M., Magnusson M., Jin T. The combination of a tumor necrosis factor inhibitor and antibiotic alleviates staphylococcal arthritis and sepsis in mice. J. Infeсt. Dis. 2011;204(3):348-357. DOI 10.1093/infdis/ jir266.

Gileva I.P., Nepomnyashikh T.S., Antonets D.V., Lebedev L.R., Kochneva G.V., Grazhdantseva A.V., Shchelkunov S.N. Properties of the recombinant TNF binding proteins from variola, monkepox and cowpox viruses are different. Biochem. Biophphys. Acta. 2006; 1764:1710-1718.

Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriofage T4. Nature. 1970;227:680-685.

Lamping N., Detter R., Schroder N.W., Pfeil D., Hallatschek W., Burger R., Schumann R.R. LPS-binding protein protects mice from septic shock caused by LPS or sram-negative bacteria. J. Clin. Invest. 1998;101(10):2065-2071.

Leturcq D.J., Moriarty A.M., Talbott G., Winn R.K., Martin T.R., Ulevitch R.J. Therapeutic strategies to block LPS interactions with its receptor. Prog. Clin. Biol. Res. 1995;392:473-477.

Mandel M., Higa A. Calcium-dependent bacteriophage DNA infection. J. Mol. Biol. 1970;53:159-162.

Monaco C., Nanchahal J., Taylor P., Feldmann M. Anty-TNF therapy: past, present and future. Int. Immunol. 2015;27(1):55-62. DOI 10.1093/intimm/dxu107.

Sambrook J., Fritsch E.F., Maniatis T. Molecular Cloning: A Laboratory Manual. 2nd. edn. Cold Spring Harbor, New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989.

Seymour C.W., Rosengart M.R. Septic shock: advances in diagnoses and treatment. JAMA. 2015;314(7):708-717. DOI 10.1001/jama. 2015.7885.

Shchelkunova G.A., Shchelkunov S.N. Immunomodulating drugs based on poxviral proteins. BioDrugs. 2016;30(1):9-16. DOI 10.1007/ s40259-016-0158-5.

Stortz J.A., Raymond S.L., Mira J.C., Moldawer L.L., Mohr A.M., Efron P.A. Murine models of sepsis and trauma: Can we bridge the gap? ILAR J. 2017;58(1):90-105. DOI 10.1093./ilar/ilx007. Thayer A. Centocor stops sales, trails or flagship drug. Chem. Eng. News. 1993;71(4):6. DOI 10.1021/cen-v71n004.p006.

Acknowledgments

This work was supported by State Budgeted Project 0324-2019-0041 for ICG and the Russian Foundation for Basic Research, project 18-04-00022A. The authors are grateful to T.B. Tregubchak for providing plasmid pQE60-TNF-BD.

Contributor Information

И.П. Гилева, Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

С.Н. Якубицкий, Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

И.В. Колосова, Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия,

С.Н. Щелкунов, Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора, р. п. Кольцово, Новосибирская область, Россия, Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия,

Белки и протеины, 👍 какие лучше выбрать 💪 для спортивного питания

Выбор в твою пользу!

Правильное питание не менее важно для достижения результата, чем тренировки. Один из принципиальных вопросов программы питания — достаточное количество белка, строительного материала для ваших мышц.
Как сбалансировать свой рацион? Что выбрать в качестве источника белка? Стоит ли тратить деньги на протеиновые добавки? Пробуем разобраться, в чем преимущества и недостатки использования натуральных источников белка и спортивного протеина. Делайте выводы!

Состав

Натуральные источники. Кроме белка натуральные источики содержат целый ряд прочих веществ: это жир и — если речь идет о продуктах растительного происхождения — значительное количество углеводов. В любом случае — это дополнительные калории, которые часто становятся лишними. Кроме того, сочетание белка с жирами существенно замедляет процесс его переваривания.
Спортивное питание. Высококачественные протеиновые смеси содержат около 90 процентов белка, таким образом количество балластных веществ в них сведено к минимуму. Кроме того, смеси обогащаются необходимыми витаминами и минералами.

Калорийность

Натуральные источники. Чтобы набрать 30 г белка нужно съесть 150 г говядины, в них будет содержаться около 17 г жира. В сумме получаем 270 ккал (45% — белок, 55% — жир).
Спортивное питание. Средняя порция протеинового коктейля содержит около 30 граммов белка и около 0,2 г жира. Всего 122 ккал (98,5% — белок, 1,5% — жир).

Современные технологии

Натуральные источники. Достижения фармакологии находят применение не только в спорте и медицине. Гормоны, пищевые добавки, синтетические витамины стали привычным рационом выращенных в неволе братьев наших меньших. Как вы думаете, смог бы пройти допинг-контроль тот мутант, которого вы купили под видом куриной грудки? Еще одна потенциальная опасность, связанная с использованием новых технологий в пищевой промышленности — трансгенное сырье. Около 90% соевых продуктов, к примеру, изготовлены из генетически модифицированной сои. На данный момент времени наука не располагает данными о последствиях долговременного применения человеком подобной пищи.
Спортивное питание. Современные технологии производства спортивного питания позволяют существенно улучшить качество протеина и получить из исходного сырья очищенный от примесей концентрированный продукт (изоляты, концентраты, гидролизаты). Например, чтобы получить методом ультрафильтрации 30 г сывороточного изолята, требуется 5 литров молока! За бортом остается молочный жир, лактоза, казеин и денатурированный белок. В результате получаем увеличение биологической ценности, высокую концентрацию пептидов и аминокислот, в том числе и аминокислот с разветвленной цепью.

Подсчет

Натуральные источники. При использовании естественных источников дозировать белок можно только приблизительно — содержание протеина зависит от сорта и качества продуктов, условий хранения и приготовления пищи. Кроме того, много питательных веществ теряется при повторном замораживании-размораживании мяса или рыбы, длительных сроках хранения и кулинарной обработки.
Спортивное питание. На этикетке любого протеина находится подробная информация об источнике белка, способе получения и содержании питательных веществ и витаминов в данном продукте. Это позволяет точно дозировать протеин и подобрать именно тот продукт, который будет оптимально соответствовать вашим целям и характеру тренировок.

Биологическая ценность

Натуральные источники. В рейтинге биологической ценности белков верхние строчки занимают яичный и молочный, далее по нисходящей — белки мяса, рыбы, птицы, соевый и другие растительные.
Спортивное питание. Именно молоко, яйца и соя — основное сырье для производства протеиновых добавок. Значит, индекс биологической ценности — на высоте!

Переваривание

Натуральные источники. Переваривание белковой пищи — долгий и энергозатратный процесс, и чем больше белка вам нужно, тем больше нагрузки ложится на желудочно-кишечный тракт. На переваривание белка тратится до 30% калорий, в нем содержащихся и достаточно много времени — например, белок вареного яйца может только в желудке находиться до 12 часов. Один из способов снизить нагрузку на пищеварительный тракт и облегчить доступ протеолитических ферментов к белковым молекулам — тщательное пережевывание пищи и использование препаратов, содержащих пищеварительные ферменты (фестал, мезим и т.п.).
Спортивное питание. Жидкую пищу переваривать гораздо легче: поэтому большинство протеиновых добавок употребляется в виде коктейлей. Белок, особенно гидролизованный, быстрее переваривается и всасывается, создавая в крови необходимую для восстановления и роста мышц концентрацию аминокислот. Однако при быстром поступлении аминокислот в кровь они также быстро усваиваются — высокая концентрация сохраняется недолго. Чтобы сгладить эти колебания и обеспечить полноценное восстановление мышц после тренировки, рекомендуют использовать смеси протеинов с различной скоростью всасывания и дробный прием протеина в течение суток.

Доступность

Натуральные источники. В наши дни прилавки продуктовых магазинов радуют изобилием, но не ценами. Новое веяние — экологически чистые продукты. Хочешь быть уверенным в качестве и безопасности — придется заплатить дороже!
Спортивное питание. Времена, когда достать спортивное питание было большой проблемой, остались в прошлом. Теперь вы можете купить добавки в специализированном магазине, заказать по почте или через интернет-магазин с доставкой на дом.

Хранение

Натуральные источники. Реальное содержание питательных веществ — белка, витаминов и т.д. — может существенно отличаться от данных теоретических таблиц калорийности. Это зависит от технологии приготовления, условий хранения исходных продуктов и приготовленной пищи. Длительные сроки хранения, повторное замораживание-размораживание или многократное подогревание — снижают пищевую ценность. Старайтесь покупать свежие натуральные, а не замороженные продукты, не храните долго приготовленную пищу.
Спортивное питание. Хранить протеиновые смеси, как правило, гораздо проще, чем обычные продукты. Стандартные условия хранения — сухое, прохладное место. Любителям покупать протеин ведрами не стоит забывать, что открытую упаковку следует хранить не более 2 недель! Поэтому при покупке соразмеряйте количество протеина в упаковке и ваши аппетиты — вы должны успеть использовать весь продукт до истечения срока хранения!

Приготовление

Натуральные источники. Приготовление мяса или рыбы потребует времени и сноровки. Постарайтесь минимизировать содержание балластного жира: выбирайте нежирные сорта мяса, рыбы, птицы, срежьте видимый жир, удалите кожицу с птицы.
Спортивное питание. На приготовление протеинового коктейля тратиться минимум времени. Чтобы не ошибиться с растворителем, а им может быть вода, молоко, сок, стоит изучить рекомендации по применению.

Вкус

Натуральные источники. Конечно, свиная отбивная аппетитнее и вкуснее протеинового коктейля. Но если вы неделями сидите только на куриных грудках — стойкое отвращение к ним гарантировано! Ваш рацион должен быть максимально разнообразным и вкусным: используйте разные сорта мяса, птицы, рыбы, морепродуктов; пробуйте новые рецепты и сочетания, не забывайте о приправах и специях. Еда — не только топливо для мышц, но и удовольствие!
Спортивное питание. Производители спортивного питания в борьбе за клиента стремятся к разнообразию: один продукт может иметь более 10 различных вкусов. Если ни один из них вас не радует или вы стараетесь держаться подальше от красителей и ароматизаторов, идентичных натуральным, выбирайте протеин с нейтральным вкусом.

Удобство

Натуральные источники. Если вы тренируетесь серьезно, количество приемов пищи не должно быть менее 4-5 в сутки. Качество питания в предприятиях общепита оставляет желать лучшего и чаще соответствует принципу «быстро и дешево», чем «вкусно и полезно». Можно, конечно, брать еду с собой на работу, но ее необходимо где-то хранить и разогревать. Высокий темп современной жизни диктует нам свои условия — питаться регулярно и качественно редко кому удается.
Спортивное питание. Спортивное питание — простой и удобный выход в ситуации, когда не хватает времени на приготовление пищи или нет условий для ее хранения. Возьмите с собой на работу или в тренажерный зал термос с протеиновым коктейлем или несколько протеиновых батончиков — и проблема белковой подпитки мышц решена.

Питание вне дома

Натуральные источники. Если вы едите вне дома, выбирайте мясо или рыбу, приготовленные на гриле или запеченные без масла. Избегайте полуфабрикатов, блюд, приготовленных во фритюре, кляре, сухарях, жаренных на масле.
Спортивное питание. Протеиновые батончики — простой и удобный способ избежать дефицита белка на фоне дефицита времени и заведений, где можно поесть быстро и правильно.

Потенциальная опасность

Натуральные источники. Загрязнение окружающей среды оказывает пагубное влияние на качество нашей пищи. Например, тунец может накапливать находящуюся в загрязненной морской воде метиловую ртуть, а пестициды, содержащиеся в растительной пище, концентрируются в коровьем молоке. Накапливаясь по пищевым цепочкам, вредные вещества — пестициды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, канцерогены — попадают на наш стол в виде мяса, рыбы, молочных продуктов и могут оседать в нашем организме.
Спортивное питание. Не секрет, что на рынке лекарств и пищевых добавок — огромное количество подделок (по некоторым оценкам — более 50%). Гарантией качества не может быть ни известное имя производителя, ни качественная этикетка на банке. Чтобы не стать жертвой обмана, покупайте спортивное питание только в проверенных местах, непосредственно у производителей или фирм — официальных дистрибьюторов.

Цена

Цена 30-грамовой порции белка из натуральных источников и протеиновых смесей практически одинакова. Более того, часто покупка спортивного питания оказывается экономически более выгодной. С появлением на рынке отечественных производителей спортивного питания, соответствующего мировым стандартам качества, по цене существенно ниже импортных аналогов, протеиновые добавки стали доступны всем.

Выбирайте нежирные сорта мяса, рыбы, птицы. В процессе приготовления срежьте видимый жир, удалите кожицу с птицы.

Стоит ограничить потребление яичных желтков — именно в них содержится жир!

Сыры содержат от 40 до 60% жира в сухом веществе — это скорее источник жира, а не белка!

Обезжиренные кисломолочные продукты — оптимальный выбор: много белка и ферментов, мало жира и молочного сахара (лактозы).

Выбор спортивного питания — непростая задача! Необходимо учитывать режим питания и тренировок, ваши цели и вкусовые пристрастия.

Какой сывороточный протеин лучше?

Желая быть здоровыми и физически развитыми, большинство людей включают в свой распорядок не только занятия спортом, но и пересматривают собственные привычки питания. Обычная пища не всегда может обеспечить организм человека, начавшего активно тренироваться, необходимым количеством питательных и ценных веществ. Покрыть дефицит позволяет прием различных добавок, среди которых наиболее востребован сывороточный протеин.

Человеку, который еще никогда регулярно не занимался спортом, довольно сложно ориентироваться в разнообразии специального питания, сделать выбор в пользу определенного продукта. Не каждому бывает понятно и то, зачем употреблять подобные добавки, что они представляют собой, какую пользу приносят. Чтобы разобраться в этом вопросе, необходимо изучить состав и действие данного спортивного питания на организм того, кто занимается как в тренажерном зале, так и в домашних условиях.

Что такое сывороточный протеин?

Это спортивное питание, в состав которого входит белок. Его извлекают из сыворотки методом фильтрации, а затем высушивают. Этот нутриент имеет в своем составе специальные аминокислоты. Они, попадая в пищеварительную систему, способствуют восстановлению разнообразных тканей.

Всего существует двенадцать аминокислот. Они делятся на заменимые и незаменимые. Первые синтезируются в организме, а вторые могут поступать исключительно извне, то есть с пищей. Белок, в котором заключены все восемь незаменимых аминокислот, является полноценным. В сывороточном протеине содержится именно он. Полноценный белок входит в состав рыбы, мяса, яиц, молочной продукции.

Высокий спрос и популярность сывороточного протеина обусловлены безопасностью и полезностью добавки. Эта разновидность спортивного питания прекрасно подходит для тех, кто задался целью набрать массу.

Преимущества добавки заключаются в следующем:

— входящие в состав аминокислоты, представляют собой строительный материал для поддержания и увеличения мышечной массы;
— стимулирует выработку инсулина, проявляющего отличное анаболическое действие;
— снижает синтез кортизола, адреналина и других гормонов, обладающих разрушительным действием на мышечные ткани;
— обеспечивает необходимый заряд энергии при тренировках.

Благодаря этим четырем важнейшим свойствам, сывороточный протеин употребляют многие люди, которые включают спорт в свое ежедневное расписание.

Польза и вред сывороточного протеина

Ценность сывороточного белка не ограничивается исключительно пользой для достижения определенных спортивных целей. Безусловно, добавку чаще всего принимают для набора мышечной массы либо для похудения, но она оказывает и другое положительное воздействие. Регулярное употребление сывороточного протеина укрепляет защитные функции организма, повышает концентрацию глутатиона — одного из важнейших для организма антиоксидантов.

У людей, активно занимающихся на тренажерах, добавка делает мышцы более мощными. Прием сывороточного протеина по завершении каждой тренировки помогает мышечным волокнам и тканям быстрее восстанавливаться. Кроме того, полноценные белки снижают и нейтральный жир, и «плохой» холестерин. Главное, соблюдать меру.

Бесконтрольный и неправильный прием белка способен негативно отражаться на состояние сердечно-сосудистой системы. Людям с нарушениями в работе почек не рекомендуется увлекаться данной добавкой. Белковые соединения расщепляются под воздействием энзимов.

Чем больше протеина поступает в пищеварительную систему, тем больше ферментов требуется. Если энзимы присутствуют в недостаточном количестве, высока вероятность развития метеоризма и болей. Это объясняет тот факт, что данные ферменты присутствуют в составе качественных сывороточных протеинов.

Не следует начинать принимать спортивное питание без предварительной консультации со специалистом. Это касается абсолютно любых добавок, в том числе и сывороточного протеина.

Выбор протеина

На сегодняшний день сывороточный протеин выпускают многие компании. Они отличаются и стоимостью, и составом. У каждой разновидности есть свои характерные свойства. Они обязательно должны учитываться. Поэтому, решая ввести ту или иную добавку в рацион, следует сначала ознакомиться подробнее с особенностями продукта. Выбирая протеин, обязательно учитывают то, если в нем лактоза, ароматизаторы, подсластители, жиры, какое количество белка он содержит.

Сывороточный протеин делится на четыре разновидности. Классификация зависит от обработки и фильтрации белка. Следовательно, его процентное содержание обусловлено видом добавки:

1) Концентрат. Содержит меньше всего белка, который в среднем составляет порядка 55-89%. Остальной состав представлен разными полезными пептидами, жирами, лактозой. Его стоимость, как правило, ниже, нежели на другие разновидности.
2) Изолят. Содержит порядка 90% белка. Концентрация лактозы и жиров минимальна. Отличается добавка высоким содержанием полезных веществ. Стоимость этого спортивного питания гораздо выше, нежели концентрата.
3) Гидролизат. Практически полностью состоит из протеина (99%), что является неоспоримым преимуществом и делает добавку дорогостоящей. У него лишь один недостаток — не совсем приятный вкус.
4) Сывороточный многокомпонентный протеин. Получают путем смешивания концентрата с изолятом. Точное процентное соотношение зависит от производителя. Наряду с белком, содержит витамины и микроэлементы.

Нередко у человека, начинающего употреблять сывороточный протеин, возникают проблемы с пищеварительной системой. Подобная реакция основана на особенностях организма. Связана с тем, что в составе добавки присутствует лактоза. Ее переработка требует лактазы — особого фермента, выработка которого в организме прекращается в возрасте от 15 и до 20 лет.

Таким образом, разводя смесь молоком, получают высококонцентрированную порцию лактозы. И если, выпивая стакан молока, у человека обычно нет никаких проблем с пищеварением, то совместно с полноценным белком они могут возникнуть. Поэтому, приобретая добавку, нужно всегда обращать внимание на содержание лактозы. Она полностью отсутствует в изоляте. Это и объясняет более лучшее усвоение этой добавки. Хорошо переносится сочетание концентрата с изолятом. Исключения бывают, но довольно редко.

Биологически активные вещества в большом количестве присутствуют в концентрате, а малом — в изоляте. Они полностью отсутствуют в гидролизате. Кроме белка, протеиновые смеси содержат минеральные вещества, иммуноглобулин, а также витамины.

Как правильно принимать сывороточный протеин

Нужное количество смеси разводят либо в нежирном молоке, либо в воде. Все тщательно перемешивают шейкером. Нельзя использовать горячую воду. Она приводит к тому, что белок просто сворачивается. Схема приема добавки полностью обусловлена целью, которую ставит перед собой человек:

Для набора мышечной массы

Чтобы прибавлять объемы, на каждый килограмм собственного веса в сутки нужно потреблять не менее двух граммов белка. Подобное количество протеина довольно сложно получить из простых продуктов, поэтому и принимают добавку.

Употреблять протеин лучше всего за полчаса до занятий. Этого времени достаточно для его полноценного усвоения. Однозначного мнения о приеме добавки после тренировки нет. Однако, учитывая то, что нагрузки не позволяют пищеварительной системе работать на сто процентов, следует понимать, что сразу усвоить полноценный белок организм просто не в состоянии.

Изолят можно пить через 30-60 минут после завершения занятий. Непосредственно по окончании тренировки позволительно принимать лишь гидролизат.

Для похудения

К сывороточному протеину необходимо относиться как к пищевой добавке, а не средству для потери веса. Принимать это спортивное питание с целью похудения следует в качестве замены главному приему пищи. Лучше всего выпивать протеиновый коктейль вместо ужина либо до еды, но значительно уменьшая последующую порцию пищи.

От концентрата следует отказаться и тем, кто желает похудеть, и в период сушки. Он содержит углеводы и жиры. Гидролизат усваивается слишком быстро, вызывая всплеск инсулина, что пробуждает аппетит. Идеальным выбором станет изолят.

Нежелательно пить добавку в качестве дополнения к основному рациону, поскольку это приведет к увеличению веса из-за:

— усиления выработки инсулина, способного превращать глюкозу в жир;
— калорийности, которая даже в одной порции протеинового коктейля довольно высока;
— снижения выработки гормонов, помогающих расщеплять жировые отложения.

Переходить исключительно на сывороточный протеин, заменяя добавкой полноценную пищу, тоже нельзя. Это вредно для здоровья.

Людям, набирающим массу либо худеющим, не следует принимать свыше 30 граммов белка за раз. Такое количество просто не усваивается. Пить коктейль следует три-пять раз в сутки. Первый прием обязательно должен приходиться на время после пробуждения, что позволяет получить силу, энергию, защитить мышцы от катаболизма.

Сывороточный протеин — не единственный источник полноценного белка. Его количество в мясном белке доходит до 18%. Полностью переходить на такую пищу нельзя, поскольку практически третья часть приходится на жиры. Попытка получить белок исключительно из одного продукта не принесет пользы. Питаться нужно сбалансировано. В пищу рекомендуется потреблять не только мясо, но и крупы, а также яйца (в одном заключено 10 граммов белка). Протеиновые коктейли принимают с целью восполнить дефицит белка.

Сколько стоит сывороточный протеин?

Цена обусловлена степенью очистки, качеством вкуса, брендом. Не всегда стоимость соответствует качеству, поскольку порой приходится переплачивать за известное имя производителя. Ассортимент вкуса тоже играет весомую роль. В среднем килограммовая упаковка обойдется в пределах 24-26 долларов. Если стоимость слишком низкая, то вероятность того, что и качество соответствует цене велика.

Рейтинг лучших сывороточных протеинов

Проще всего не допустить ошибки, приобретая белковую пищевую добавку, если ориентироваться по рейтингу лучших:

— 100% Whey Gold Standart. В этом протеине от компании Optimum содержатся особые пептиды, полученные из молочной сыворотки, ускоряющие действие белка. Благодаря этому, добавка не только прекрасно размешивается в коктейль, но и легко усваивается.
— Zero Carb. Выпускаемый VPX Sports, он практически не содержит углеводов с жирами, быстро перерабатывается, предлагается с самым разным вкусом, но имеет высокую стоимость.
— Syntha-6. Многокомпонентная смесь от BSN, имеющая приятный вкус, не вызывающая никаких побочных эффектов, не образующая осадков.
— Elite Whey Protein. Компания Dymataze предлагает сывороточный протеин не только с привычными, но и экзотическими вкусами. В состав добавки входят энзимы, а для приготовления коктейля не требуется даже шейкер.
— 100% Prostar Whey Protein. Легко размешивается. Богат аминокислотами. Обладает приятным вкусом.

Важно учитывать не только полезные качества и ценность сывороточного протеина, но и то, какой вред он способен принести, если злоупотреблять приемом добавки, выбирать некачественный продукт. Полностью изучив правила приема, в зависимости от целей, занимаясь спортом и для похудения, и для набора массы, важно соблюдать все рекомендации, и полноценный белок обязательно будет работать в том направлении, в котором нужно человеку.

Открыт натуральный белок, который останавливает аллергию и аутоиммунные заболевания

Иммунологи из Австралийского национального университета обнаружили белок под названием нейритин, производимый иммунными клетками, который подавляет выработку вредных антител, атакующих человеческие клетки при аутоиммунных заболеваниях.

Исследование опубликовано в Cell, коротко о нем рассказывает Science Alert.

«Существует более 80 аутоиммунных заболеваний, при многих из них мы находим антитела, которые связываются с нашими собственными тканями и атакуют нас, а не нацелены на патогены — вирусы и бактерии, — рассказала автор исследования Паула Гонсалес-Фигероа. — Мы обнаружили, что нейритин подавляет образование плазматических клеток, которые вырабатывают вредные антитела».

Используя трансгенных мышей и культуры клеток, взятых из миндалин человека, исследователи нашли способ защитить человеческий организм от ошибок иммунной системы.

В опытах на мышах, которые были генетически выведены с отсутствием продуцирующих нейритин клеток Tfr, было обнаружено, что уже в начале жизни организмы этих мышей выработали популяцию дефектных плазматических клеток, которые продуцируют аутоантигены. При инъекции альбумина у таких мышей происходил анафилактический шок.

Однако при внутривенной инъекции нейритина мыши выздоравливали. Как обнаружила команда, введение нейритина приводило к исчезновению популяции аутоантигенов.

Команда предупреждает, что точный механизм действия нейритина пока не совсем ясен. Однако дальнейшие исследования позволят понять, как можно использовать нейритин в будущем для лечения аутоиммунных заболеваний.

«Это будет больше, чем новый препарат, — это совершенно новый подход к лечению аллергии и аутоиммунных заболеваний, — пояснили исследователи. — Если мы найдем способ применять его верно, нам больше не понадобится ослаблять важные иммунные клетки или всю иммунную систему. Достаточно будет только использовать белки, которые вырабатывает наш собственный организм для обеспечения иммунной толерантности».

Фото: Shutterstock

Помидору мы почему-то доверяем больше, чем человеку

Врач рассказал, возможна ли аллергия на физические нагрузки

Значение, Определение, Предложения . Что такое натуральный белок

Другие результаты

Еще одним классом мощных натуральных подсластителей являются сладкие белки, такие как тауматин, найденные в западноафриканских плодах катемфе.

Животные волокна-это натуральные волокна, которые состоят в основном из определенных белков.

Натуральные волокна можно разделить на две основные группы: целлюлозные или растительные волокна и белковые или животные волокна.

Т. р. Белл, друг-натуралист, писал о нем после его смерти.

Беллис переннис произрастает в Западной, Центральной и Северной Европе, но широко натурализован в большинстве умеренных регионов, включая Америку и Австралазию.

Беллок стал натурализованным британским подданным в 1902 году, сохранив при этом свое французское гражданство.

Пигментная композиция представляет собой смесь высококачественного белого портландцемента, мраморной пудры, мелкого песка и натуральных минеральных цветных пигментов.

Традиционно курганные саваны изготавливают из белого хлопка, шерсти или льна, хотя можно использовать любой материал, если он изготовлен из натурального волокна.

Для сладкого белого вина, будь то крепленое или натуральное, сахар является ключевым критерием.

Белоголовый буйвол-Ткач был впервые описан немецким натуралистом Эдуардом Рюппелем в 1845 году.

Натуральный каучук, получаемый из латекса Hevea brasiliensis, в основном представляет собой Поли-цис-изопрен, содержащий следы примесей, таких как белок, грязь и т.д.

В середине 20-го века развитие техники позволило любителям фотографировать как в натуральном цвете, так и в черно-белом.

Устрицы Белон подаются с небольшим количеством натуральной морской соли И шеф-повар рекомендует не жевать их.

Немецкий натуралист Иоганн ваглер в 1827 году описал белую ночную цаплю как Ardea leuconotus.

Обладая белым телом и желтой гривой, Лев Иштар был воплощением яркого натурализма, который еще больше усиливал славу улицы процессий Вавилона.

Лицо и драпировки были окрашены в основном охрой, натуральным ультрамарином, костяным черным, угольно-черным и свинцово-белым.

Он вырезан из натурального нефритового камня, который был наполовину зеленым, а наполовину белым.

Французский маникюр разработан так, чтобы напоминать натуральные ногти, и характеризуется натуральными розовыми базовыми ногтями с белыми кончиками.

Природные источники белка —

Безусловно, лучший источник белка, в котором нуждается ваше тело, — это натуральные источники. Прием протеиновых добавок, таких как сывороточный протеин, может быть ценным для людей с серьезным дефицитом. Однако настоятельно рекомендуется получать как можно больше белка из продуктов, которые вы потребляете. В этой статье представлены хорошие натуральные источники белка, которыми вы можете наслаждаться каждый день.Используйте эту статью как справочную информацию, если вам сложно решить, какие продукты есть, чтобы получить суточную потребность в белке. Белок — важнейшее питательное вещество для ваших мышц. Это помогает им увеличиваться в размерах и силе, а также восстанавливать ткани, поврежденные во время упражнений. Белок — не очень надежный источник топлива для организма. Если вы не получаете достаточного количества углеводов в своем рационе, белок превращается в углеводы вашим телом и больше не может использоваться для наращивания или восстановления мышц.Вы должны соблюдать диету, состоящую из 1,4 — 1,8 грамма белка на каждый килограмм веса тела каждый день. Это требование составляет около 20% от дневной нормы калорий. Несколько важных моментов, о которых следует помнить: Всегда выбирайте натуральные, свежие продукты с небольшим количеством консервантов / неестественных добавок или без них, а не консервированные или переработанные продукты. Выбирайте тунец, залитый в воду или оливковое масло, чтобы избежать употребления нездоровых жиров. Приготовление фруктов и овощей может привести к удалению питательных веществ. Если можете, ешьте сырым. Консервирование бобов, овощей и т. Д. Может привести к удалению питательных веществ. Ешьте в свежем виде, если можете. Старайтесь выбирать продукты животного происхождения, полученные от животных, которых кормили вегетарианским рационом и которые не содержались в клетках. Еда Размер порции Количество белка (г) Миндаль 1 унция 5 г Яблоки 1 средний 1 г бананов 1 средний 2 г Фасоль черная 1/2 стакана 8 г Бобы, гарбанзо 1/2 стакана 7 г фасоль зеленая 1/2 стакана 1 г Фасоль пинто 1/2 стакана 7 г Говядина 3 унции, приготовленные 27 г Говядина, молотая 3 унции 26 г Морковь 1/2 стакана 1 г Сыр американский 1 унция 7 г Сыр творог нежирный 1 чашка 28 г Куриная грудка 3 унции 19 г Курица, темное мясо 3 унции 27 г Кукуруза 1/2 стакана 2 г Яйца 1 большой 6 г Зеленый горошек 1/2 стакана 4 г Ветчина 1 унция 6 г Мороженое 1 чашка 5 г Молоко обезжиренное 1 чашка 8 г Молоко цельное 1 чашка 8 г Апельсины 1 средний 2 г Арахисовое масло 2 ст. 8 г Свиные отбивные 3 унции 25 г Картофель 1/2 стакана 1 г Лосось 3 унции, приготовленные 17 г Семена кунжута 1 унция 8 г Тофу 3 унции 7 г Тунец 3 унции, слить 22 г Грудка индейки 3 унции 26 г Индейка, темное мясо 3 унции 24 г Вегетарианский бургер 3 унции 26 г Йогурт нежирный 1 чашка 11 г Типы белков Белки или аминокислоты можно разделить на две категории.Первая категория аминокислот связана со способом их получения человеческим организмом. Есть 9 аминокислот, которые считаются незаменимыми и , потому что они получены только из пищи, которую потребляет человек. С другой стороны, есть 13 аминокислот, которые считаются несущественными , потому что они производятся человеческим организмом. Вторая категория, к которой относятся белки, связана с количеством незаменимых аминокислот, которые они содержат.Полные белки состоят из всех незаменимых аминокислот, в то время как, с другой стороны, неполные белки содержат только подмножества незаменимых аминокислот и должны быть объединены с другими дополнительными белками. Лучшие курильщики пропана: список удобных, но качественных газовых курильщиков, которые позволят вам с легкостью выкурить барбекю с отличным вкусом. Grillano — лучший интернет-магазин для курильщиков пропана. Пропановые (также известные как) газовые курильщики популярны по ряду причин, но цена и удобство являются одними из первых двух.Найти достойное качество по хорошей цене несложно, но если вы ищете что-то, чтобы просто выполнить работу, или что-то более интересное, мы составили список Белок является основным структурным компонентом каждой клетки человеческого тела и имеет решающее значение для роста, восстановления и поддержания клеток. Кроме того, все ткани человеческого тела (то есть органы, кости, мышцы и кожа) содержат собственный набор белков, необходимых для выполнения их различных функций. Ежедневное количество белка, необходимое человеку, зависит от его веса или, точнее, от безжировой мышечной массы. Как правило, человек со здоровой массой тела и телосложением должен потреблять примерно 0,4 грамма белка на каждый фунт веса тела. Например, человек весом 150 фунтов должен потреблять около 60 граммов белка в день. Источники белка включают мясо животных, растительную пищу (т.е. зерновые и бобовые) и молочные продукты, такие как молоко и йогурт. Количество белка в пище измеряется в граммах, и 1 грамм белка = 4 калории. Проблем, связанных с вторым опытом | Приобретите виагру в фармации FOTORACCONTO (9 изображений) La vitamina c Ha un effetto sul corpo maschile, che fornisce un alto livello di se vende viagra generico en farmacias Potenza. Получить общий камагра в Италии туттавия, вагинальная сессия е орале соно анкора ле пратичесесуали пью ‘comuni sia tra le giovani donne che tra i giovani uomini.Goditi il ​​?? momento e cambia anche il modo di accarezzare il tuo partner durante il sessions. L’andropausa viene levitra prezzo spesso considerata la versione maschile della menopausa. L’uso a Lungo termine di farmaci per malattie cardiovascolari può avere un effetto negativo.

Удивительные, суперсладкие натуральные протеины — O’Reilly

Многие из нас сладкоежки и жаждут сладкого в течение дня, например, шоколада, конфет, помадки, мороженого и т. Д.Некоторые из нас потребляют немного больше рекомендованного количества, потому что иногда сладкая пища просто улучшает самочувствие.

Сахароза — это основной углевод, который потребляется во всех формах обработанных пищевых продуктов, таких как кондитерские изделия, молочные продукты или безалкогольные напитки. Пищевая компания может добавлять мед (40% фруктозы и 35% глюкозы), финиковый сахар (80% сахарозы), рисовый сироп (100% глюкоза), кукурузный сироп (98% глюкозы), кокосовый сахар (70–80% глюкозы). , или тростниковый сахар (сахароза). Но это просто сахар в разных формах.

Учись быстрее. Копай глубже. Смотрите дальше.

Таким образом, многие обработанные пищевые продукты содержат свободный сахар, который представляет собой концентрированную форму сахара. Проблема со свободными сахарами заключается в том, что они не подвергаются строгому перевариванию, потому что они уже высвобождаются или извлекаются из своей первоначальной оболочки (например, растительной клетчатки). Свободный сахар устремляется в тонкий кишечник, где происходит метаболизм сахара. Если сахар — сахароза, он подвергается гидролизу до глюкозы и фруктозы.Высвобожденные глюкоза и фруктоза проходят через печеночную портальную систему (которая содержит вены и их притоки из желудочно-кишечного тракта в прямую кишку), попадают в кровоток и проходят через печень для дополнительной обработки; фруктоза перерабатывается в глюкозоподобные соединения для производства АТФ (молекулы энергии), в то время как глюкоза служит субстратом для цикла Кребса (клеточного дыхания) для производства АТФ. Избыток глюкозы превращается в гликоген для длительного хранения в печени.Если гликоген быстро накапливается из-за потребления избыточной сладкой пищи, он может подвергнуться метаболическому процессу, который превращает гликоген в жир или холестерин ЛПНП (плохой холестерин).

Есть ли способ перестараться? Вместо того, чтобы избегать или регулировать потребление, многие люди пытаются ограничить потребление сахара с помощью искусственных подсластителей — заменителей сахара, таких как сахарин, аспартам и спленда (сукралоза), которые по вкусу напоминают сахар, но содержат нулевые или мало калорий.

Аспартам, самый популярный синтетический подсластитель, производится путем объединения двух аминокислот: аспарагиновой кислоты и фенилаланина.Но по этим компонентам вы не узнаете, что аспартам в 200 раз слаще сахара. Фенилаланин горький на вкус, а аспарагиновая кислота — безвкусный. Химическая комбинация модифицирует фенилаланин, что приводит к ощущению сладкого вкуса. Более крупные соединения могут быть образованы из двух простых молекул с разными свойствами по сравнению с их несвязанными компонентами. Хотя аспартам состоит из аминокислот, это не белок, а дипептид, состоящий из двух аминокислот.

Аспартам и другие синтетические подсластители одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов как безопасные для употребления.Многочисленные исследования также не обнаружили корреляции между потреблением аспартама и опухолями мозга, диабетом, судорогами и поведенческими расстройствами в детском возрасте. Более 200 научных исследований подтвердили, что аспартам является безопасным заменителем сахара. Помимо этого, Американская медицинская ассоциация, Американская диетическая ассоциация, Американская диабетическая ассоциация, Всемирная организация здравоохранения, Европейская комиссия и органы по регулированию пищевых продуктов более чем 100 стран одобрили аспартам в качестве безопасного заменителя сахара.

Среди очень положительных результатов исследований ученые также обнаружили тревожные побочные эффекты. Например, Джон Олни, известный психиатр и невропатолог из Медицинской школы Вашингтонского университета, и Ричард Вуртман, почетный профессор нейрофармакологии Массачусетского технологического института, выявили связь между аспартамом и изменением химического состава мозга, которое может привести к опухолям мозга. и судороги. Исследование 2014 года, проведенное учеными из Университета Огайо, прочно увязало сердечно-сосудистые заболевания с потреблением диетических напитков у женщин в постменопаузе.

Что может быть причиной этих неблагоприятных эффектов искусственных подсластителей? Критики предполагают, что метильная группа (CH ₃ ), присоединенная к фенилаланиновой аминокислоте в аспартаме, нестабильна при 30 ^o ° C и выделяет метанол (CH ₃ OH), который токсичен и может вызывать слепоту. Избыток метанола в крови может попасть в печень, а затем преобразоваться в формальдегид (CH ₂ O), известный канцероген. Банка диетической газировки объемом 12 унций содержит 180–200 миллиграммов (около 4–5 пакетов) аспартама, что составляет около 90 мг фенилаланина, 72 мг аспарагиновой кислоты и 10–20 мг метанола.

Среди всех этих смешанных отзывов об искусственных подсластителях и сахарозе есть ли альтернативные натуральные подсластители, которые могли бы быть безопасными для нашего здоровья и намного более сладкими, чем синтетические подсластители?

Да, есть кое-что новое, о чем большинство не знает: сладкие протеины. Вы можете подумать, что белки не считаются сладкими. Когда мы слышим слово «белки», мы обычно связываем его с продуктом животного происхождения, например с мясом, молоком или сыром. Однако сладкие белки в природе встречаются реже.Их производят несколько тропических растений — все они происходят из тропических лесов Африки и Азии. Один из них коммерчески доступен (тауматин) и одобрен FDA для специального использования для модификации и улучшения вкусовых качеств (FEMA GRAS номер 3732, «GRAS» означает «общепризнанный безопасным»). Другие выделены для будущих рынков. В таблице 1-1 описаны исходные растения, их географическое распространение и химическое название сладких белков, полученных из них.

Таблица 1-1. Сладкий белок, исходные растения и их географическое распространение

Тропические растения и географическое распространение	Сладкий протеин
Dioscoreophyllum cumminsii ; Дильс, Западная Африка	Монеллин
Pentadiplandra brazzeana ; Байон, Западная Африка	Brazzein
Capparis masakai ; Левль, Китай	Мабинлин
Thaumatococcus danielli ; Бент, Западная Африка	Тауматин
Curculingo latifolia ; Малайзия	Куркулин
Richadella dulcifica ; Западная Африка	Миракулин (модификатор сладкого вкуса)
Pentadiplandra brazzeana ; Байон, Западная Африка	Пентадин

Сладкие белки очень сладкие.Большинство из них в 100 или даже 1000 раз слаще сахарозы — простейшего сахара. Эти сладкие белки могут быть особенно полезны для людей, склонных к ожирению и диабету, а также для тех из нас, кто потребляет высококалорийные напитки и продукты на основе сахара. Стоит отметить, что уровень ожирения среди детей в возрасте 6–11 лет увеличился с 11,3% в 1988–1994 годах до 17,5% в 2011–2014 годах, а по состоянию на 2014 год диабетом страдает 9,3% населения США. Сладкие белки могут использоваться в качестве подсластителей в обычных продуктах питания, не вызывая отрицательных метаболических эффектов, которые вызывает сахар.

Слаще шоколада?

Существует семь известных сладких белков (см. Таблицу 1-1 и Рисунок 1-1), многие из которых настолько сладки, что лишь очень небольшое их количество будет иметь такой же вкус, как, скажем, кусок шоколада. Основное преимущество заключается в том, что они содержат незначительное количество дополнительных калорий и не имеют известных отрицательных метаболических эффектов при том же уровне удовлетворения.

Что это за сладкие белки и почему они сладкие? Давайте посмотрим на три из них: бразцеин, тауматин и монеллин.

Из всех известных сладких белков бразцеин является наиболее многообещающим, поскольку он имеет вкус сахара и сохраняет свою структуру в широком диапазоне температур и различных уровней pH. Браззейн происходит из плетистой ягоды, произрастающей в странах Западной Африки, таких как Ангола, Габон, Конго и Нигерия. Это наименьший из белков со сладким вкусом, он в 500–3000 раз слаще сахарозы (при равном весе). Его пока нет в магазинах, но он будет продаваться как заменитель сахара под названием CweetTM, если FDA признает его безопасным для употребления.Кроме того, разрабатывается генетически модифицированная кукуруза, предназначенная для производства этого белка. Эта кукуруза будет производить некалорийную сладкую муку для диетических и диабетических рынков.

Рисунок 1-1. Сравнение уровней сладости семи известных сладких белков со сладостью сахарозы (здесь произвольно установлено значение 1 для сравнения).
Рисунок 1-2. Химическая структура бразцеина (также называемая ленточной диаграммой), мономерного белка (54 аминокислоты), показывающая положения аминокислот, которые отвечают за сладость белка.Цветовой код: красный, усиленная сладость; светло-голубой, умеренно пониженная сладость; темно-синий, сильно уменьшенная сладость; темно-серый, слабая сладость. (Воспроизведено с разрешения доктора Джона Л. Маркли, Университет Висконсин-Мэдисон)

Тауматин (рис. 1-3) — еще один сладкий белок, который был обнаружен в 1972 году и происходит из тропического растения, произрастающего в Западной Африке. Этот белок в 1000 раз слаще сахарозы. Тауматин имеет обширные дисульфидные сшивки, что делает его особенно стабильным при высоких температурах.Это свойство особенно важно, если тауматин является частью блюда, требующего сильного нагрева, например, при запекании, жарке, гриле и жарке.

Рисунок 1-3. Химическая структура белка-мономера тауматина (207 аминокислот). Кредит: общественное достояние.

Тауматин официально признан в качестве подсластителя в Европе и Японии. В США, где он продается под названием Talin, он считается безопасным. Ассоциация производителей ароматизаторов и экстрактов США (FEMA) присвоила ему статус GRAS (GRAS означает «общепризнанный как безопасный») для использования в качестве усилителя вкуса в жевательной резинке и освежителях дыхания, а также для общего применения во всех пищевых продуктах. .В Европейском Союзе он одобрен для использования в кондитерских изделиях и жевательной резинке. В Японии тауматин используется в качестве усилителя вкуса в большинстве предприятий пищевой промышленности и производства напитков.

Исследования на животных показали, что тауматин не влияет на уровень глюкозы в крови или массу тела. Однако для подтверждения этих результатов необходимы дополнительные исследования. Тауматин также обещает улучшить здоровье полости рта, особенно кариеса. Natural Health Organics, австралийская травяная компания (Новый Южный Уэльс), продает зубную пасту с тауматином в качестве сладкого ингредиента.

Монеллин, еще один белок, имеющий сладкий вкус, был обнаружен в 1969 году (первый обнаруженный сладкий белок) в плодах интуитивной прозорливости, произрастающих в странах Западной Африки. Центр химических чувств Monell в Филадельфии определил, что это сладкий белок, а не углевод. Несмотря на то, что монеллин был открыт в 1969 году, он не получил одобрения в пищевой промышленности США, тогда как Япония одобрила его в качестве пищевой добавки.

Рисунок 1-4. Химическая структура монеллина.Гетеродимер, состоящий из цепи A (45 аминокислот) и цепи B (50 аминокислот). Всеобщее достояние. Предоставлено Джавахаром Сваминатаном и сотрудниками MSD Европейского института биоинформатики. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:PDB_1mnl_EBI.jpg и любезно предоставлено http://www.ebi.ac.uk/.

Таблица 1-2. Сладкие белки, торговые марки, относительная сладость и употребление

Белок	Фирменное наименование	Относительная сладость	использует
Тауматин	Талин (США)	1000 x	Одобрен в качестве подсластителя в Европе и Японии, но в США он считается безопасным для использования только в жевательной резинке, освежителях дыхания и в качестве ароматизатора. Не одобрен в качестве подсластителя в США и Европе.
Монеллин		2,000 x	Он одобрен как пищевая добавка и подсластитель в Японии. Используется как столовый подсластитель. Крупномасштабное производство монеллина было проблемой из-за его чувствительности к теплу и pH.
Brazzein	Cweet (ожидает разрешения регулирующих органов с 2008 г.)	3,000 x	ProdiGene (дочерняя компания Pioneer hybrid, Inc.), компания генной инженерии из Техаса, разрабатывает подслащенную кукурузную муку для диабетиков и диетических продуктов. Natur Research Ingredients, Inc. в Калифорнии пытается производить и продавать бразцеин в качестве подсластителя для диетических и диабетических средств под торговым названием Cweet. Компания еще не получила одобрения FDA.

Что делает белки сладкими?

Изучая химические структуры семи известных сладких белков, ученые обнаружили, что все они имеют большое количество бета-цепей (см. Рисунки 1-2, 1-3 и 1-4).Помимо этого наблюдения, ученые не смогли определить «сладкую» часть, которая была бы общей для всех них. Вместо этого кажется, что каждый белок сладок по разной причине.

Например, исследования белка бразцеина, проведенные Ассади-Портером и его командой из Университета Висконсин-Мэдисон, показали, что когда некоторые аминокислоты удаляются из его химической структуры, он теряет свою сладость, что указывает на то, что эти аминокислоты необходимы для усиление сладости за счет связывания с рецепторами сладкого вкуса на нашем языке.

Недавнее исследование монеллина японским ученым Масанори Кохмура и его командой показало, что сладкий вкус монеллина обусловлен — по крайней мере частично — аминокислотой, называемой аспарагиновой кислотой (Asp ⁵⁷ ), которая предназначена для ионного взаимодействия с вкусовые рецепторы на поверхности наших языков.

Ученые только начинают разгадывать загадки этих сладких белков и того, как они вызывают сладость на наших языках. Все эти исследования обещают помочь нам понять, почему мы жаждем сладких веществ и почему одни люди хотят сахара больше, чем другие.Потребительский спрос приведет к появлению новых типов продуктов, которые не содержат столько сахара, что в конечном итоге поможет людям сократить его потребление. Следовательно, сладкие белки могут сыграть решающую роль как в исследованиях продуктов питания, так и в исследованиях вкусовых качеств в будущем. А поскольку было показано, что слишком много сахара вредно для здоровья, они могут быть жизнеспособной заменой сахара в пищевых продуктах. Но вы можете сказать, что мы только что узнали о существовании сладких белков; как приятно будет попробовать диетическое мороженое с добавлением бразцеина или монеллина.Да, вы правы. Разнообразие — это изюминка жизни, а инновации, направленные на уменьшение количества сахара в пище при сохранении целостности продукта, являются абсолютной необходимостью для хорошего здоровья. Вы можете съесть свой торт и съесть его!

Избранные источники

• Ассади-Портер, Фариба М., Дэвид Дж. Асети и Джон Л. Маркли. 2000. «Участки, определяющие сладость бразцеина, небольшого, термостойкого, сладкого белка». Arch Biochem Biophys. 376, нет. 2: 259–65. https: // goo.gl / QSXoyB .
• Bahndorf, D. & Udo Kienle. 2004. Мировой рынок сахара и подсластителей. Международная ассоциация исследований стевии, 17 апреля. https://goo.gl/q6y5ox .
• Flatt, J.P. 1970. «Превращение углеводов в жир в жировой ткани: энергоемкий и, следовательно, самоограничивающийся процесс». J. Lip. Res. 11: 131-143. https://goo.gl/9PBhLA .
• Хаята, Варид, Ахмад Камри и Раша Альсале. 2016. «Тауматин похож на воду в ответе на уровень глюкозы в крови у крыс Wistar.” Int. J. Acad. Sci. Res. 4 (2): 36–42. www.ijasrjournal.org .
• Кохмура, Масанори, Тошими Мизукоши, Норики Нио, Эй-ичиро Судзуки и Ясуо Ариёси. 2002. Взаимосвязь структуры и вкуса сладкого протеина монеллина. Pure Appl. Chem. 74, нет. 7: 1235–1242.
• Линдли, Майкл. 2012. «Натуральные высокоэффективные подсластители». В подсластителях и сахарных альтернативах в пищевой технологии, второе издание. Ред. Д-р Кей О’Доннелл и д-р.Малкольм У. Кирсли. Оксфорд: Уайли-Блэквелл.
• Национальная академия наук. Подсластители: проблемы и неопределенности . 1975 г. Вашингтон, округ Колумбия. https://goo.gl/Dedi51 .
• Национальный центр статистики здравоохранения. Health, США, 2004 г .: Со сборником тенденций в области здоровья американцев . 2004. Hyattsville, MD. По состоянию на 8 июля 2011 г. https://www.cdc.gov/nchs/data/hus/2015/059.pdf.
• Национальный центр обмена информацией по диабету.По состоянию на 8 июля 2011 г. www.diabetes.niddk.nih.gov .
• Пажей, Патрис. 2008. «Химия со вкусом». ChemMatters 26, вып. 4: 4–6.
• Вьяс, Анкур, Линда Рубинштейн, Дженнифер Робинсон, Ребекка А. Сегин, Мара З. Витолинс, Раса Казлаускайте, Джеймс М. Шикани, Карен С. Джонсон, Линда Снетселаар и Роберт Уоллес. 2014. «Потребление диетических напитков и риск сердечно-сосудистых событий: отчет инициативы по охране здоровья женщин». Журнал общей внутренней медицины 30, вып.4: 462–68. DOI: 10.1007 / s11606-014-3098-0.

Автоматический выбор стабилизирующих мутаций в разработанных и природных белках

Abstract

Способность конструировать новые белковые складки, конформации и ферментативные активности открывает огромный потенциал для разработки новых терапевтических белков и биокатализаторов. Однако многие de novo и переработанные белки демонстрируют плохую гидрофобную упаковку в их предсказанных структурах, что приводит к нестабильности или нерастворимости.Общая полезность рационального, основанного на структуре дизайна значительно выиграет от улучшенной способности генерировать хорошо упакованные конформации. Здесь мы представляем автоматизированный протокол в рамках RosettaDesign, который может идентифицировать и улучшать плохо упакованные ядра белков, выбирая серию стабилизирующих точечных мутаций. Мы применяем наш метод к ранее охарактеризованным разработанным белкам, которые показали снижение стабильности после полной вычислительной модернизации. Мы также демонстрируем способность нашего метода улучшить термостабильность нативного белка с хорошим поведением.В каждом случае биофизическая характеристика показывает, что мы смогли стабилизировать исходные белки от химической и термической денатурации. Мы считаем, что наш метод будет ценным инструментом как для улучшения разработанных белков, так и для придания повышенной стабильности нативным белкам.

Хорошо упакованные гидрофобные ядра являются отличительной чертой структуры белка (1, 2). В соответствии с центральной ролью, которую гидрофобный эффект играет в стабильности белка, дефекты упаковки ядра связаны с пониженной стабильностью (3) и потерей конформационной специфичности (4, 5).Аналитические инструменты для оценки упаковки ядра полезны для выявления ошибок в экспериментально определенных структурах, а также для рационализации и прогнозирования влияния мутаций на стабильность белка. Неудивительно, что сборка хорошо упакованных ядер была центральной целью компьютерного дизайна белков с момента его создания (6).

Несмотря на это центральное внимание, модели, генерируемые вычислительными алгоритмами проектирования белков, часто демонстрируют плохую гидрофобную упаковку. Это связано как с упрощенным структурным представлением, так и с методами оценки, используемыми в стандартных протоколах проектирования.Структурно белковый каркас рассматривается как жесткий, и в каждом положении отбираются образцы с различной ориентацией боковой цепи. Эти боковые цепи ограничены дискретным набором обычно наблюдаемых конформаций, известных как ротамеры. Эта комбинация подразумевает ограниченную возможность компактного заполнения произвольных объемов. Грубость этого представления усугубляется оценочными функциями, которые обычно включают некоторую форму члена взаимодействия атом-атом Леннарда-Джонса, взятого из молекулярной механики. Существует серьезное и хорошо известное несоответствие между расстояниями, на которых этот член может сильно изменяться, и разрешением, обеспечиваемым ротамерным представлением боковых цепей.Сян и Хониг решили эту проблему, увеличив количество допустимых ротамеров до тех пор, пока функция оценки не может быть удовлетворительно определена (7). Чаще всего функция подсчета очков модифицируется для соответствия ротамерному представлению. Это может быть достигнуто за счет уменьшения радиусов атомов для смягчения столкновений или изменения потенциала на малых расстояниях (8, 9). Многие из таких подходов были оценены Китингом и соавторами (10).

Когда вычислительный дизайн действительно дает хорошо упакованное ядро, переработанный белок часто демонстрирует повышенную стабильность.Было показано, что дополнительные стерические взаимодействия и увеличение количества скрытой гидрофобной площади поверхности стабилизируют сложенное состояние нативных белков (11). Кроме того, небольшие глобулярные белки с оптимизированными с помощью вычислений гидрофобными ядрами показали увеличение T _M до 20 ° C (8, 12). Повышенная стабильность дополнительно придает белкам потенциальные преимущества устойчивости к протеолизу (13) и более длительный период полужизни in vivo (14), два желательных свойства для белковых терапевтических средств.Кроме того, повышенная термостабильность может сохранять ферментативную активность при повышенных температурах (15), способствуя разработке биокатализаторов. Следовательно, вычислительный дизайн для обеспечения стабильности, вероятно, будет играть важную роль в будущих усилиях по инженерии белков.

Чего не хватает нынешним методам вычислительного проектирования, так это пути вперед, когда расчетные модели не очень хорошо упакованы. Исходный шаблон основной цепи может быть случайным образом нарушен в надежде, что появится какое-то новое расположение боковой цепи, и количество допустимых ротамеров может быть увеличено, но фундаментальные проблемы часто остаются.Далее мы представляем автоматизированный протокол Rosetta _VIP (идентификация пустот и упаковка) для улучшения упаковки структурной модели. Мы используем инструмент анализа RosettaHoles (16, 17) и простую функцию геометрической оценки, чтобы идентифицировать небольшой набор мутаций, которые могут дать улучшенную упаковку. Мы можем приложить больше усилий для оценки этого сокращенного набора возможностей, включая рассмотрение дорогостоящих в вычислительном отношении этапов уточнения, включающих гибкость основной цепи и свободу боковой цепи вне ротамера.Мы демонстрируем полезность нашего подхода, идентифицируя «спасательные» мутации для двух ранее описанных разработанных белков и проверяя экспериментально, что выбранные мутации дают более стабильные белки. Мы демонстрируем более широкую актуальность нашего подхода за пределами разработанных белков, идентифицируя и проверяя набор мутаций, которые значительно стабилизируют белок дикого типа.

Результаты

Полностью переработанные белки демонстрируют плохо упакованные гидрофобные ядра

Мы выбрали набор белков (таблица S1) из PDB, которые удовлетворяют ряду ограничений (см. «Материалы и методы» ), и подвергли каждый полный редизайн последовательности.После проектирования и релаксации две структурные оценки (оценка упаковки RosettaHoles (17) и простой подсчет количества скрытых неудовлетворенных водородных связей) выявляют проблемы, которые могут привести к дестабилизирующим конформациям. Разница в количестве скрытых неудовлетворенных водородных связей невелика, хотя наблюдается четкая тенденция (рис. 1 A ). Качество упаковки, оцененное RosettaHoles, заметно лучше для нативных белков, чем для моделей белков, полностью переработанных с помощью Rosetta с использованием стандартного или смягченного атомного представления (рис.1 В ). Таким образом, наиболее очевидный недостаток сконструированных белков заключается в их упаковке.

Рис. 1.

Измененные белки демонстрируют сниженную оптимальность нативных водородных связей и взаимодействий упаковки. Набор из 500 полностью переработанных каркасов продемонстрировал увеличение скрытых неудовлетворенных водородных связей ( A, ) и снижение качества упаковки ( B ), оба из которых могут способствовать снижению стабильности. «Экспериментальный» относится к немодифицированным кристаллическим структурам из PDB.«Жесткие сферы» относятся к тому же набору структур, уточненных с использованием традиционного потенциала Леннарда-Джонса («стандартные» энергетические веса Розетты, Таблица S2), в то время как «мягкие сферы» относятся к структурам, усовершенствованным с помощью модифицированного потенциала Леннарда-Джонса с пониженной стерической структурой. коллизии (энергетические веса Rosetta «damp_rep», таблица S2). Протокол Rosetta _VIP успешно предсказывает стабилизирующие точечные мутации во множестве различных белков. Графические представления чувствительности и специфичности алгоритма показаны для наборов тестов с исходным ( C ), положительным ( D ) и отрицательным ( E ) тестами.

Rosetta

_VIP : Протокол для выявления и устранения недостатков упаковки в моделях дизайна

Для уточнения моделей дизайна белков мы использовали упрощенную функцию энергии ( E _{Rosetta VIP} , см. Материалы и методы ), реализованный в протоколе «оценка-уточнение» Rosetta _VIP (рис. 2). Протокол обнаруживает в модели участки, которые плохо упакованы, и пытается идентифицировать мутации, которые улучшают упаковку.После параметризации упрощенной энергетической функции на независимом обучающем наборе (см. Материалы и методы ) мы оценили энергетическую функцию на серии ранее охарактеризованных мутантных белков и полный протокол на нескольких плохо упакованных белках.

Рис. 2.

Обзор протокола Rosetta _VIP . Rosetta _VIP начинается со структурной модели и определяет пустоты внутри белка. Эти пустоты используются для выбора «изменяемых» остатков, которые потенциально могут быть расположены так, чтобы заполнить эти пробелы при мутации в разумно выбранную аминокислоту.Каждый изменяемый остаток оптимизируется с помощью вычислений на фиксированном остове, при этом все другие аминокислоты остаются фиксированными, а благоприятные мутации подвергаются полной релаксации, при которой остову дают возможность двигаться. Это ограничивает применение гибкости позвоночника (которая требует вычислений) мутациями, которые могут оказаться благоприятными. Дизайн с наивысшей оценкой сохраняется и используется в качестве стартовой структуры для дополнительного раунда отбора, оптимизации и релаксации. Протокол завершается, когда больше не обнаруживаются пустоты.

Rosetta

_VIP восстанавливает нативные аминокислоты и конформации ротамеров из дестабилизированных мутантных кристаллических структур

Сначала мы оценили способность нашей энергетической функции спасать мутантные белки с коровыми мутациями, вызывающими полость. Коллекция из 24 мутаций больших скрытых гидрофобных остатков в аланин была собрана с дополнительным требованием, чтобы кристаллические структуры были доступны как для нативных, так и для мутантных белков (Таблица S3). Мы смоделировали реверсию нативной аминокислоты в контексте мутантной кристаллической структуры.Сравнение с мутантной кристаллической структурой дало ΔΔE (разница в соответствующей энергетической функции при мутации, таблица S3). Мы определили степень истинно положительного прогноза возврата к естественному (заведомо благоприятному) как с нашим протоколом, так и с текущим протоколом RosettaDesign (9) (рис. 1 C ). У первого показатель истинно положительных результатов составляет 83% по сравнению с 46% для второго, что свидетельствует о почти двукратном улучшении. Поскольку нативные структуры доступны, мы сравнили × ₁ , × ₂ двугранных боковых цепей аборигенов с моделями реверсии, сгенерированными нашим алгоритмом.93% (VIP) и 94% (RosettaDesign) моделей показали точное извлечение ротамера. (Таблица S3).

Rosetta

_VIP точно предсказывает стабилизацию неродных мутаций в белковых ядрах

Мы выбрали набор основных гидрофобных мутаций из базы данных ProTherm, которые дают повышение T _M и для которого были определены структуры белка дикого типа (Таблица S4). У каждого есть мутация, которая заменяет небольшой скрытый гидрофобный остаток на более крупный.Используя структуру дикого типа в качестве шаблона, мы определили, правильно ли Rosetta _VIP предсказал, что мутация является благоприятной. Алгоритм работает исключительно хорошо (рис. 1 D ) с показателем истинных положительных результатов 93%. Напротив, у RosettaDesign истинно положительный результат составил всего 40%.

Rosetta

_VIP не выбирает неблагоприятные мутации от малых к большим и точек сохранения объема

Далее мы рассмотрели возможность того, что наш протокол просто выбирает более крупные аминокислоты для заполнения пустот без учета локальной стерической комплементарности.Мы идентифицировали набор мутаций в базе данных ProTherm, которые заменяли скрытые гидрофобные остатки на остатки равного или большего объема, но которые привели к снижению по крайней мере на 2 ° C в T _M (Таблица S5). Используя структуру дикого типа в качестве шаблона, мы спросили, правильно ли Rosetta _VIP предсказал, что мутация будет благоприятной. Для этих мутаций Rosetta _VIP показывает ложноположительный уровень 23% по сравнению с 5% для RosettaDesign.Ожидается увеличение количества ложных срабатываний по сравнению с RosettaDesign, учитывая мягкость модифицированного потенциала. Статистический анализ с использованием каппа Коэна ( κ ) (18) указывает на двукратное улучшение ( κ = 0,623 для Rosetta _VIP и κ = 0,323 для RosettaDesign) правильно классифицированных мутаций.

Протокол предсказывает мутации, которые стабилизируют модифицированный репрессор λ

Dantas et al. протестировали способность RosettaDesign полностью реконструировать девять небольших глобулярных белков (19).Большинство из этих модификаций имели менее 50% идентичности последовательностей с исходным каркасом. Примечательно, что многие из них были значительно стабилизированы по сравнению с их родными аналогами. Среди менее удачных разработок был ДНК-связывающий домен (остатки 3–89) репрессора λ. Сконструированный репрессор λ ( λ ₀ ) продемонстрировал явную потерю кооперативного сворачивания по сравнению с диким типом (20) и принял состояние расплавленной глобулы (19). Исследование предсказанной модели для λ ₀ выявило несколько скрытых полостей, отсутствующих в исходной структуре (рис.3 А . Показатель упаковки RosettaHoles указывает на низкую вероятность (0,54) нативной упаковки ядра.

Рис. 3. Реконструкция репрессора

λ . Структурные модели ( A, — B ) предсказанных мутаций и экспериментов по денатурации ( C — D ) для спасенного репрессора λ . Белковый каркас представлен синим «мультяшным» изображением [все рисунки сделаны из пимола (28)]. Пустоты обозначены желтыми «шарами полости», а мутировавшие остатки представлены оранжевыми сферами. Верхние панели показывают смоделированные эффекты мутаций, выбранных в соответствии с нашим протоколом, с двух сторон. Резкое уменьшение объема скрытых пустот с λ ₀ до λ ₄ указывает на улучшенную упаковку гидрофобного ядра. Панель Lower ( C — D ) показывает экспериментальное определение стабильности мутантов. Восстановление кооперативного сворачивания проявляется как в температурной ( ° C, ), так и в химической (D ) денатурации.( C ), На вставке показана наклонная, сложенная базовая линия для λ ₄ в исходных данных эллиптичности.

Мы подвергли λ ₀ итеративной переработке с использованием Rosetta _VIP . Протокол сошелся после пяти циклов проектирования, чтобы получить четырехкратный мутант с прогнозируемым ΔΔ E _mut -8,5 энергетических единиц, уменьшением объема скрытых пустот на 242,9 Å ³ и значительным повышением качества упаковки. (Таблица 1, Рис.3 A — B ). Мы экспрессировали и очистили этот мутант ( λ ₄ ) и экспериментально охарактеризовали стабильность. Сигнал кругового дихроизма как функция температуры имеет круто изогнутую базовую линию с кооперативным событием развертывания между 65 ° C и 75 ° C (рис. 3 C , вставка ). Мы подобрали кривую развертывания с двумя состояниями к данным и получили T _M при 72,01 ° C (рис. 3 C ). Мы также наблюдали повышенную устойчивость к денатурации, вызванной гуанидином, со значением 7.71 ккал-моль ^-1 (5,01 ккал-моль ^-1 более стабильный, чем λ ₀ ).

Таблица 1.

Расчетные и экспериментальные параметры термодинамики

Прогнозируемая точечная мутация в редизайне белка L увеличивает стабильность

В (19) протеин L был изменен до 46% идентичности последовательностей. Хотя температура T _M для измененного белка была около 100 ° C, она была ниже, чем у дикого типа. Анализ RosettaHoles показал, что оценка упаковки равна 0.58 для оригинального дизайна PL ₀ , предлагая место для улучшенной упаковки. Мы применили Rosetta _VIP к PL ₀ и идентифицировали пару мутаций, которые улучшили оценку Rosetta и увеличили оценку упаковки до 0,71. Мутантный белок L PL _double экспрессировался и характеризовался круговым дихроизмом. PL _double показал переход «сложено-развернуто», что явно не было двухуровневым (рис. 5 B , треугольники). Основываясь на результатах наших вычислений, мы пришли к выводу, что одна из предсказанных мутаций может быть ложноположительной, и поэтому выразили и охарактеризовали пару точечных мутантов.Это предположение оказалось верным, поскольку мутант PL _{A 6 W} имел T _M , аналогичный таковому у PL ₀ , но выше на 4,6 ккал моль ^-1 . (Таблица 1, Рис. 4). Второй мутант (PL _{F 10 W} ) обнаружил некооперативную термическую денатурацию и не подвергался дальнейшему анализу. Изучение модели мутации F10W показывает, что мутантная боковая цепь создает гидрофобные контакты, открытые для растворителя (а не скрытые).Автоматическое определение этой патологии будет рассмотрено в будущих исследованиях.

Рис. 4. Редизайн

Protein L. Анализ RosettaHoles идентифицирует две небольшие пустоты в модели для PL ₀ ( A ), одна из которых заполнена мутацией A6W (оранжевый) в дизайне PL ( B ). Другая пустота уменьшается за счет вторичного взаимодействия, когда мутация A6W вызывает вращение F8 в пустотную область. В ( C ) фракция, сложенная как функция концентрации GuHCl, нанесена на график для PL ₀ (светлые кружки), PL _{двойной} (треугольники) и PL _{A 6 W} (темные кружки) ).

Рис. 5.

Стабилизирующие мутации для eMAP. Смоделированные мутации ( A, — D ) и индуцированные кривые разворачивания ( E — F ) для метионинаминопептидазы по данным кругового дихроизма. Глобальное сокращение объема скрытых пустот ( A ) очевидно из аннотированной модели конструкции RosettaHoles. Также очевидно локальное уменьшение пустотного объема ( B — D ) вокруг каждой мутированной области. Химические и термические расплавы ( E и F ) для пятикратного мутанта и каждая точечная мутация показаны на нижних панелях.Жирные черные линии — это местные и пятикратные мутанты, а пунктирные цветные линии — это отдельные точечные мутанты, как указано в легенде.

Rosetta

_VIP предсказывает пять мутаций, которые значительно улучшают стабильность нативного фермента.

Наконец, мы хотели оценить способность Rosetta _VIP улучшать упаковку нативного белка. В качестве тестового примера мы выбрали метионинаминопептидазу из Escherichia coli (eMAP), белок из 287 аминокислот с топологией α / β и молекулярной массой 30 кДа, с которой мы знакомы из несвязанных работ.eMAP имеет умеренную температуру денатурации (51,4 ° C), что указывает на возможность улучшения термостойкости. Применение нашего протокола выбрало пять мутаций, которые дали прогнозируемый ΔΔE -5,8 энергетических единиц (таблица 1).

Мы экспрессировали сконструированные и нативные белки и протестировали их на стабильность, контролируя денатурацию с помощью кругового дихроизма. Нативный белок разворачивается кооперативно при 51,4 ° C (рис. 5 E ). Пятикратный мутант (eMAP _{5-кратный} ) демонстрирует увеличение T _M из 17.6 ° С. Химическая денатурация eMAP _{в 5 раз} показывает, что средняя точка перехода смещена в сторону более высоких концентраций GuHCl, чем eMAP _wt . Подгонка модели с двумя состояниями к кривой индуцированной гуанидином денатурации eMAP _{5-кратный} дает 4,6 ккал моль ^-1 по сравнению с 3,2 ккал моль ^-1 для eMAP _wt . Чтобы оценить успех Rosetta _VIP на основе остатка за остатком, мы экспрессировали и охарактеризовали каждый из пяти предсказанных точечных мутантов.Три из пяти мутаций (C45L, V207I и V24I) внесли положительный вклад в стабильность с ΔΔG в диапазоне от 0,29 до 0,89 ккал моль ^-1 . Два оставшихся мутанта, A152I и F156L, были приблизительно нейтральными (таблица 1, фиг. 5 E — F ).

Обсуждение

Мы представили Rosetta _VIP , полностью автоматизированный протокол для выбора точечных мутаций, которые улучшают качество упаковки ядра структурных моделей, и показали, что усиление этих взаимодействий приводит к повышенной термодинамической стабильности.Эффективность Rosetta _VIP была продемонстрирована компьютерным путем на нескольких наборах ранее охарактеризованных мутантов и подтверждена экспериментально путем стабилизации двух полностью переработанных, но недостаточно упакованных белков (репрессор λ и белок L), а также нативный фермент (eMAP). Rosetta _VIP продемонстрировал высокий уровень успешности определения благоприятных мутаций, несмотря на его относительную простоту. Уровень ложных срабатываний для выбранных мутаций, хотя и невелик, требует экспериментальной проверки каждого прогноза.

Rosetta _VIP предназначен для устранения дефектов упаковки путем отбора точечных мутаций, а не для реализации полного изменения конструкции гидрофобного ядра, что, как правило, дает наибольшие улучшения стабильности для небольших глобулярных белков (8, 12, 19). Однако представленный здесь автоматизированный протокол выбирает минимальный набор изменяемых аминокислот для оптимизации стабильности. В отличие от полной модернизации ядра, ожидается, что применение нашего протокола сведет к минимуму структурные возмущения проектного каркаса.Это, вероятно, окажется полезным во многих приложениях, где сохранение связывающей или ферментативной активности так же важно, как и повышение стабильности.

Мы ожидаем, что Rosetta _VIP будет особенно полезен для сообщества разработчиков ферментов, поскольку мы смогли добиться резкого повышения температуры денатурации при минимизации потери активности. Стабилизация метионинаминопептидазы привела к примерно трехкратному снижению активности по сравнению с нативной при комнатной температуре.Однако нативная активность резко снижается при 50 ° C, в то время как пятикратный мутант остается активным (рис. S1). То, что еще есть возможности для улучшения как конструкции, так и процесса усовершенствования, очевидно, учитывая, что гомологичная аминопептидаза из Pyrococcus furiosus имеет температуру плавления выше 100 ° C и полностью активна до 90 ° C.

Хотя мы сосредоточились на упаковке ядра, ряд других структурных особенностей могут влиять на стабильность белка. Известно, что полностью удовлетворенные скрытые сети водородных связей, покрывающие мотивы вторичной структуры, оптимизированная поверхностная электростатика и жесткость основной цепи, придаваемая поддерживающими остатками, вносят вклад в стабильность сложенного состояния.В частности, мы наблюдаем, что скрытые неудовлетворенные водородные связи чаще встречаются в моделях дизайна, чем в экспериментальных структурах (рис. 1). В настоящее время мы работаем над расширениями нашего протокола, которые могут выявлять и устранять более широкий спектр структурных дефектов.

Материалы и методы

Вычислительная оценка библиотеки полностью переработанных белков

Набор из 500 кристаллических структур (таблица S1) был выбран из базы данных PDB. Каждый белок в наборе является мономерным, менее 30 кДа, не содержит дисульфидных связей, со структурой, разрешенной к 1.Разрешение 8 Å или выше. Гетероатом и вода были удалены перед анализом, а атомы водорода были построены с помощью программы Rosetta. Каждая структура подвергалась релаксации под действием полного атомного потенциала Розетты (21, 22). Качество упаковки анализировали с помощью метрики RosettaHoles (16, 17). Подсчет всех скрытых неудовлетворенных водородных связей был получен с использованием зонда SASA 1,4 Å. Водородные связи определялись строгими геометрическими критериями (23). Для создания библиотеки полностью переработанных моделей все структуры были затем подвергнуты оптимизации последовательности и переупаковке ротамеров на фиксированной основе с использованием RosettaDesign как со стандартным, так и с ослабленным потенциалом Леннарда-Джонса (9).Полученные структуры были проанализированы на качество упаковки и количество скрытых неудовлетворенных водородных связей. Распределения были сгенерированы для каждого показателя, и для каждого была подобрана нормальная кривая ( p <0,001 во всех случаях).

Срок оценки VIP

В представлении Rosetta _VIP каждый тяжелый атом в исходной структуре представлен как «облако» с трехмерной гауссовой плотностью: где r — расстояние от центра атома, R — его вектор координат, а σ — дисперсия.Дисперсию можно рассматривать как определение «мягкости» атомов, причем большее значение σ указывает на более мягкие атомы. σ позволяли изменяться от 0,9 до 1,1 от радиуса Ван-дер-Ваальса с шагом 0,05. Эмпирическим путем было определено, что коэффициент масштабирования 0,95 дает наилучшее согласие с тремя тестовыми наборами, что соответствует предыдущей работе (8, 10). Тогда интеграл перекрытия для любого отдельного атома ( a _i ) в структуре S равен:

Стандартная функция оценки полного атома RosettaDesign состоит из линейной суперпозиции членов, включая 6–12 леннардовских Потенциал Джонса, модель неявной сольватации Лазаридиса-Карплюса, эмпирический член водородной связи, вероятности ротамеров и вероятности аминокислот, основанные на ориентациях φ , ψ (21).Мы реализовали упрощенную версию этой функции подсчета очков, заменив термин VIP-счет для отталкивания Леннарда-Джонса и сохранив только привлекательный термин Леннарда-Джонса и термин для наказания за экспонирование дополнительной площади поверхности. Термин «площадь поверхности» был включен для предотвращения вставки конформаций аминокислота-ротамер, которые подвергались воздействию растворителя. Взвешенная энергетическая функция, используемая для выборки фиксированного остова, была:

Линейные веса для каждого энергетического члена (таблица S6) были выбраны для оптимизации восстановления нативной аминокислотной последовательности из случайно мутированной структуры.Обучающая выборка состояла из библиотеки из 41 небольшого глобулярного белкового домена. Список структур, используемых в силовых тренировках, показан в Таблице S2.

Нативные, позитивные и негативные наборы тестов

Мы собрали тестовый набор (исходный набор) структурно охарактеризованных точечных мутаций, создающих пустоту. Для каждой мутации в наборе доступны кристаллические структуры с высоким разрешением (1,8 Å) как для белков дикого типа, так и для мутантных белков. Все мутации вводили остаток аланина в полностью скрытом положении, что снижало стабильность белка, как сообщается в базе данных ProTherm (выпуск 8172010).Мы определили второй набор тестов (положительный набор), состоящий из полностью скрытых точечных мутаций, которые увеличивают объем боковой цепи и обеспечивают повышение температуры термической денатурации как минимум на 3 ° C. Кристаллические структуры с высоким разрешением доступны только для белков дикого типа в этом наборе. Исключались мутации, удаляющие или вводящие полярные аминокислоты. Окончательный набор тестов (отрицательный набор) был собран из структурно охарактеризованных, полностью скрытых, увеличивающих объем мутаций, которые привели к снижению T _M по крайней мере на 2 ° C.Коды PDB для структур в каждом тестовом наборе перечислены в таблицах S3 (исходный), S4 (положительный) и S5 (отрицательный).

Идентификация мутабельных остатков

Скрытые полости были идентифицированы с помощью RosettaHoles (16, 17), который заполняет пустоты в белке «шариками полости», удаляя те, которые имеют ненулевую доступную для растворителя площадь поверхности. Оставшиеся шары представляют собой пустое пространство внутри молекулы. Остатки были определены как изменчивые, если есть по крайней мере один атом боковой цепи в пределах 7 Å от шарика полости и если остаток аполярный, а не на поверхности белка.Набор мутабельных остатков подвергали индивидуальному конструированию с использованием оценки Rosetta _VIP в рамках структуры RosettaDesign. RosettaHoles также предоставляет стохастическую метрику качества упаковки, основанную на машине опорных векторов, обученной работе с кристаллическими структурами с высоким разрешением. Эта метрика возвращает вероятность того, что модель имеет внутреннюю упаковку и была тщательно проверена (16, 17).

Computational Design

RosettaDesign состоит из механизма Монте-Карло для быстрой оптимизации пространства последовательностей и функции энергии для оценки поиска в пространстве последовательностей.Фреймворк Rosetta подробно описан в двух недавних обзорах (21, 22). Для наших целей поиск подходящих мутаций методом Монте-Карло осуществляется на фиксированной основе с использованием либо Rosetta _VIP , либо Rosetta _{damp_rep} , «демпфированной отталкивающей» функции оценки полного атома Rosetta (9). После идентификации мутабельных остатков и выбора нескольких оптимальных комбинаций аминокислота-ротамер в этих положениях две мутации с наибольшим количеством баллов сохраняются, и остову и боковым цепям дают расслабиться.Релаксация — это существующий протокол Rosetta, который сочетает минимизацию градиента с отбором образцов ротамеров по метрополису-Монте-Карло по всем остаткам в белке (21). После релаксации дизайн пересчитывается со стандартной оценкой полного атома Rosetta и сравнивается с исходной структурой, которая дает ΔΔE в таблице 1. Полученная модель с наилучшей энергией всех атомов Rosetta затем передается обратно в RosettaHoles, и процесс повторяется. до тех пор, пока на последнем этапе подсчета очков не будет дальнейшего улучшения.Окончательные проекты были оценены и выбраны по шкале Rosetta energy, шкале упаковки RosettaHoles (16) и объему заглубленных пустот. Приложение, охватывающее рабочий процесс выбора (рис. 2 и дополнительная информация , ), будет доступно как часть пакета программного обеспечения Rosetta, который бесплатно доступен для академических пользователей.

Клонирование, экспрессия и очистка

Ген, кодирующий репрессор λ , был приобретен у Integrated DNA Technologies (IDT) и клонирован в вектор экспрессии pET42 (a) (Novagen) перед 6-кратной гист-меткой.Метионинаминопептидазу амплифицировали из геномной ДНК E. coli, клонировали в pET42 (a) перед 6-кратным his-tag и подтверждали секвенированием. Белки экспрессировали с использованием протокола автоиндукции (24). Белки очищали аффинной хроматографией с иммобилизованным металлом и концентрировали ультрафильтрацией. Идентичность и чистоту проверяли с помощью SDS-PAGE. Очищенный белок диализовали против 50 мМ фосфата калия, 100 мМ хлорида натрия (pH 7) в течение 24 часов. Концентрации определяли по поглощению при 280 нм (25).Сайт-направленный мутагенез был выполнен с использованием протокола QuikChange (Agilent Technologies) и подтвержден секвенированием.

Круговой дихроизм

Спектры кругового дихроизма в дальнем УФ-диапазоне собирали на спектрофотометре Applied Photosystems Chirascan при концентрациях белка 20–30 мкМ. Денатурация, вызванная температурой (10–95 ° C), определялась ступенчатым изменением с шагом 5 ° с установленным временем 30 с при длине волны 222 нм в кювете с длиной оптического пути 2 мм. Для денатурации, вызванной GuHCl, температуру поддерживали на уровне 25 ° C с помощью устройства контроля температуры Пельтье, и денатурацию определяли путем мониторинга изменения эллиптичности для 0-8 M GuHCl в 0.Шаг 5 M при длине волны 222 нм в кювете с длиной оптического пути 10 мм.

Благодарности

Мы благодарим сотрудников лаборатории Гавранека за многие полезные обсуждения. Эта работа была поддержана премией «Путь к независимости» RR024107 Национального института здоровья.

Сноски

• Авторы: B.B. and J.H. спланированное исследование; B.B. провел исследование; J.H. внесены новые реагенты / аналитические инструменты; Б. Б. и Дж. Х. проанализированные данные; и Б. Б. и Дж. Х.написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1115172109/-/DCSupplemental.

Доступно бесплатно в Интернете через опцию открытого доступа PNAS.

15 лучших протеиновых средств для натуральных волос 2021 года

@kathleen_hairИнстаграм

Внимание: если ваши натуральные волосы кажутся ломкими, неопределенными и спутанными, независимо от того, сколько кондиционеров глубокого действия вы наносите каждую неделю, возможно, пришло время попробовать протеиновый уход.Думайте о протеиновой терапии как об интенсивной терапии волос — они наполнены увлажняющими и укрепляющими ингредиентами (такими как гидролизованные протеины, аминокислоты и натуральные масла) , которые помогают временно заполнить трещины и пробелы в кутикуле поврежденных волос, чтобы они стали сильнее и сильнее. более упругий . Перевод: протеиновые средства действительно отлично подходят для поврежденных типов волос, независимо от того, имеете ли вы дело с ломкостью, секущимися кончиками, сухостью или всеми тремя.

Но, по словам специалиста по локонам Дебры Гомес, очень важно помнить, что протеиновые процедуры следует использовать только в умеренных количествах — употребление слишком большого количества протеина может фактически привести к чрезмерно жестким волосам (подумайте: ломким, тусклым, сухим , неопределенные кудри, которые очень легко ломаются).«Главное — найти здоровый баланс между белком и влагой», — говорит она, рекомендуя загружать протеиновый уход один или два раза в месяц максимум , стараясь сбалансировать его еженедельными увлажняющими процедурами или масками.

Понял? Круто, теперь продолжайте просматривать 15 лучших протеиновых средств для натуральных волос, которые помогут вам вернуться в нужное русло (включая пару абсолютных фаворитов Гомеша, NBD).

Реклама — продолжить чтение ниже

1

Лучшее укрепляющее протеиновое средство для натуральных волос

Verb Reset восстанавливающая маска для волос

Эта протеиновая процедура от Verb — один из любимых вариантов Гомес — она ​​говорит, что использует его на себе и на своих клиентах, — поскольку в нем «много питательных веществ, витаминов и натуральных масел, которые помогают восстанавливать и восполнять повреждения. волосы «, — говорит она.Оставьте его на влажных, вымытых волосах на пять-семь минут, и протеин киноа, экстракт зеленого чая и мед формулы увлажнят и укрепят.

2

Лучшее протеиновое средство с биотином и касторовым маслом

Tgin Miracle RepaiRx Curl Protein Reconstructor

Увлажняющее черное касторовое масло и укрепляющий биотин вместе в этой протеиновой маске творит чудеса с сухими поврежденными волосами.Эта формула также является отличным выбором для уменьшения накопления продуктов, и приятен на ощупь и успокаивает кожу головы. (выкрикивайте масла жожоба и авокадо ). Чтобы получить максимальную пользу от этого BB, массируйте его через только что вымытые волосы, накройте пластиковым колпачком и оставьте на три минуты, прежде чем смыть.

3

Лучшее протеиновое средство для сухих, поврежденных натуральных волос

Briogeo Не отчаивайтесь, ремонт! Маска глубокого кондиционирования

Это протеиновая процедура, еще одна популярная у Гомеша, действительно преобразит ваши сухие, жаждущие волосы.Комбинация масла шиповника, аминокислот, биотина и миндального масла немедленно увлажняет ваши локоны, а укрепляет ваши волосы . «Если вашим локонам не хватает четкости, добавление в ваш распорядок регулярных протеиновых процедур действительно поможет», — говорит Гомес.

4

Лучшая протеиновая процедура для натуральных волос, усиливающая блеск

Протеиновый пакет с формулой кокосового масла Palmer’s Moisture Boost Protein Pack

Сила и блеск — вот главные преимущества этой протеиновой процедуры для натуральных волос.С увлажняющими ингредиентами (привет, кокосовое масло и витамин Е) и богатыми белками (такими как гидролизованный шелк и кератин) эта формула — легкая задача для любого, кто хочет вернуть своим волосам супер-блестящее и мягкое состояние . Это тоже разумно: за 17 долларов вы получите пачку из 12 масок.

5

Лучшее протеиновое средство для естественных волос перед выделением фекалий

Бальзам Curlsmith Bond Curl Rehab Salve

Эта процедура перед фекалиями наполнена протеинами чиа для укрепления, маслом сладкого миндаля для увлажнения и дерьмовой тонной суперпродуктов (подумайте: опунция, капуста, гуава, гриб шиитаке и т. Д.). поврежденный тип волос .Оставьте его на волосах на 15 или 30 минут, прежде чем нанести обычное очищающее средство и кондиционер, и вы сразу получите шумиху.

6

Лучшее доступное белковое средство для натуральных волос

Пакет-кондиционер Hask Keratin Protein Smoothing Deep Conditioner Deep Conditioner Packette

Не хотите терять кучу долларов на протеиновом лечении? Эта маска очень доступна по цене без ущерба для качества , благодаря кератину формулы, рисовому белку, кокосовому маслу и семенам жожоба.Считайте его основным продуктом для тех, у кого слабые окрашенные волосы.

7

Лучшее протеиновое средство для распутывания естественных волос

Arvazallia Укрепляющая протеиновая маска для волос

Нет ничего лучше, чем попытаться провести пальцами по волосам и попасться на полпути. Это не только неудобно, но и узлы и путаница могут привести к серьезной поломке. К счастью, эта протеиновая процедура содержит гидролизованный протеин пшеницы и аргановое масло для разглаживания комков, — так что вы можете спокойно расчесывать волосы пальцами.

8

Это легкое протеиновое средство для натуральных волос

Kiehl’s Olive Fruit Oil Глубоко восстанавливающая маска для волос

Одна из причин, по которой это лечение протеином лучше, чем любые ваши отношения: вам не нужно идти на компромисс. Формула насыщенная, но она не оставляет жирного налета на ваших натуральных волосах. Это также мега-увлажняющий продукт , не утяжеляющий ваши локоны , благодаря маслам оливковых фруктов и авокадо формулы.Я имею в виду, что не любить?

9

Лучшее протеиновое средство для окрашенных натуральных волос

Двухэтапный лечебный протеин Aphogee для поврежденных волос

Эта протеиновая процедура для натуральных волос действительно вдохнет жизнь в ваши волосы . Благодаря протеинам коллагена, эта процедура укрепляет и увлажняет ваши волосы, делая их мягкими. Да, и еще один плюс? В нем нет сульфатов, поэтому он не смывает и не обесцвечивает цвет волос.

10

Лучшее протеиновое средство для завивки и выпадения волос

Кондиционер Mielle Organics Babassu Oil Mint Deep Conditioner

Эта протеиновая процедура для натуральных волос заставит вас выглядеть так, как будто вы только что вышли из салона красоты. Липиды и масло бабассу увлажняют волосы изнутри. оставляет шелковисто-гладкую поверхность — без нежелательных завитков или выпадений.

11

Лучшее протеиновое средство для волос 4C

SheaMoisture Ямайская маска с черным касторовым маслом

Факт: волосы 4C нуждаются в большом количестве влаги, чтобы быть здоровыми и счастливыми.К счастью, эта протеиновая процедура для натуральных волос обеспечивается с помощью ямайского касторового масла и масла ши. придаст волосам необходимое увлажнение, не сделав их мягкими или жирными.

12

Лучшее белковое средство для натуральных волос без испытаний на животных

Восстановитель волос Giovanni Nutrafix Hair Reconstructor

Если ваши волосы нуждаются в серьезной TLC (возможно, после слишком большого количества красок), эта протеиновая процедура для вас. насыщает белком тусклые локоны , восстанавливая даже самые поврежденные волосы. А если вы пользуетесь продуктами, не содержащими жестокого обращения, эта процедура идеально подойдет для вашей укладки.

13

Лучшее протеиновое средство для сияющих натуральных волос

Creme of Nature Интенсивное кондиционирующее средство с аргановым маслом

Если вам еще предстоит испытать магию арганового масла, позвольте мне познакомить вас с этой протеиновой терапией для натуральных волос.Ингредиент MVP глубоко увлажняет волосы и придаст вашим локонам красивый мягкий блеск, не оставляя жирных следов .

14

Лучшее протеиновое средство для шелушения кожи головы

Tropic Isle Living Ямайский протеиновый кондиционер с черным касторовым маслом

Попробуйте эту протеиновую терапию, если вы хотите укрепить волосы и успокоить кожу головы. . Увлажняющее масло авокадо, масло виноградных косточек и витамин Е восстанавливают повреждения и секущиеся кончики, в то время как ямайское касторовое масло увлажняет сухую и шелушащуюся кожу головы.

15

Лучшее бюджетное протеиновое средство для натуральных волос

Ors Olive Oil Strength & Nourish Восстанавливающий кондиционер

Действительно хорошее протеиновое средство для натуральных волос не обязательно должно иметь внебюджетную цену. Эта процедура с оливковым маслом и маслом сладкого апельсина оживит и вернет ваши локоны менее чем за 10 долларов.

Руби Баддемейер Редактор красоты Руби — редактор красоты в Cosmopolitan, где она рассказывает о красоте в печатных и цифровых материалах.Ама Квартенг Ама Квартенг ранее была помощником редактора по красоте в Cosmopolitan.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Реклама — продолжить чтение ниже

Три популярных натуральных протеиновых порошка в продуктах для здоровья

Узнайте больше об индустрии протеинового порошка и ознакомьтесь с производством, применением и питательными свойствами порошкового протеина конопли, порошка рисового протеина и порошка горохового протеина.

Растительные белки подразделяются на следующие категории: белки из орехов и семян (например, белок конопли), белки на основе бобовых (например, белок гороха), белки на основе зерна (например, рисовый белок), белок на основе фруктов (например, белок клюквы). ), белки на основе листьев (например, порошок моринги), белки на основе корней (например, маки). По данным Mordor Intelligence, ожидается, что европейский рынок растительного белка будет расти со среднегодовым темпом роста 7,4% в период с 2020 по 25 год, таким образом достигнув прогнозируемой суммы в 2 доллара США.6 миллиардов к 2025 году. Агентство по анализу рынка и консультационных услуг ссылается на растущие потребности потребителей в веганском питании, растущее использование производителями растительных белков в качестве ингредиентов в обработанных пищевых продуктах и ​​в целом низкие цены на растительные белки в качестве ключевых факторов для этого. . Globe News Wire также подчеркивает спрос на продукты с чистой этикеткой — другими словами, на чистые, натуральные продукты с экологически чистыми ингредиентами — решающий фактор, продвигающий рынок растительного белка вперед. Многие протеиновые порошки на растительной основе, такие как порошок конопли, производятся из побочных продуктов, таких как жмых из конопли, производства растительного масла, тем самым обеспечивая дополнительное преимущество сокращения отходов во всей отрасли.

Наконец, отчет CBI подчеркивает тенденцию к восприятию потребителями преимуществ растительных белков по сравнению с их аналогами животного происхождения. Это особенно важно в отношении потенциала растительного белка на рынке пищевых добавок, который особенно нацелен на потребителей, ведущих активный и здоровый образ жизни. По этому поводу Fortune Business Insights уточняет: «Появление сои, гороха, чечевицы и древних злаков сделало рынок пищевых добавок более ярким и интересным.Потребители все чаще требуют устойчивых инноваций в секторе пищевых добавок, и растительные белки имеют все возможности для удовлетворения этого динамичного спроса ». Точно так же отраслевые эксперты видят значительный потенциал у органических протеиновых порошков, поскольку все большее число потребителей, заботящихся о своем здоровье, все чаще обращаются к органическому пространству.

Узнайте интересные факты о порошке протеина конопли, порошке рисового протеина и порошке горохового протеина, его применении и пищевой ценности ниже.

Конопляный протеиновый порошок

В последние годы в пищевой, нутрицевтической и личной гигиене наблюдается всплеск разработки новых продуктов, содержащих порошок конопляного протеина. Коммерциализация и индустриализация конопли сыграли значительную роль в этих разработках, и потребители охватывают все, от чая и коктейлей из конопли до закусочных и готовых блюд.

Производство

Порошок протеина конопли получают путем извлечения масла из семян и их измельчения в порошок.Затем порошок просеивается, чтобы гарантировать, что остается только порошок с мелкой текстурой.

Приложения

Пищевая ценность

Конопля содержит около 50% белка. Как полноценный белок, он содержит все девять незаменимых аминокислот. Кроме того, конопля является отличным источником клетчатки (30 граммов составляет примерно 28% рекомендуемой суточной нормы потребления), может похвастаться здоровым сочетанием ненасыщенных жиров и жирных кислот омега-3 и богата минералами, такими как кальций, железо и цинк и антиоксиданты.

Купите органический протеиновый порошок из конопли оптом онлайн в foodcircle.

Порошок рисового протеина

Рост рынка риса за последние пять лет в значительной степени объясняется растущим спросом на применение нутрицевтиков и добавок. Ожидается, что в ближайшие годы аналоги и наполнители мяса станут основными драйверами роста индустрии рисового протеина.

Производство

Для производства рисового протеинового порошка рисовые зерна измельчают и обрабатывают ферментом, который отделяет крахмал от протеина.

Приложения

Пищевая ценность

Рисовый протеин содержит около 80% протеина. Поскольку рисовый протеиновый порошок не содержит ни аллергенов, ни глютена, он особенно подходит в качестве ингредиента в продуктах питания, предназначенных для потребителей с аллергией на сою, лактозу, яйца, орехи или глютен. Кроме того, поскольку многие потребители борются с желудочным дискомфортом из-за сывороточного протеина, известно, что рисовый протеин не вызывает вздутие живота, спазмы или другие симптомы такого рода.Хотя рисовый белок действительно содержит все девять незаменимых аминокислот, он не считается полноценным белком, поскольку уровни присутствующего лизина чрезвычайно низкие. Тем не менее, он содержит заметные уровни железа и витамина С.

Купите органический рисовый протеиновый порошок оптом онлайн в foodcircle.

Гороховый протеин в порошке

За последнее десятилетие количество новых порошковых продуктов из горохового протеина значительно выросло — в то время как Европейская ассоциация растительного белка (EUVEPRO) зарегистрировала только 7 новых продуктов в этой категории в 2007 году, в 2017 году она зарегистрировала колоссальные 600.Популярность горохового протеина растет не только потому, что он остается недорогим источником протеина, но и потому, что, в отличие от сои или риса, его можно выращивать в регионах.

Производство

Производство порошка горохового протеина происходит в несколько этапов. После уборки горох сушат, удаляют скорлупу, а оставшееся вещество измельчают. Полученная мука затем проходит процесс фильтрации и центрифугирования, при котором крахмал и клетчатка извлекаются, в результате чего выделяется белок.

Приложения

Информация о пищевой ценности

Гороховый протеин содержит около 80% протеина. Как и рисовый белок, он легко усваивается, поэтому особенно подходит для потребителей, которые борются с желудочным дискомфортом, и не содержит аллергенов или глютена. Гороховый белок содержит значительно более высокий уровень лизина, незаменимой аминокислоты, которая способствует здоровью хрящей, кожи и костей, чем рисовый белок.Кроме того, он особенно богат аминокислотами с разветвленной цепью (BCAA), которые способствуют здоровью мышц и железу.

Купите органический порошок горохового протеина оптом онлайн в foodcircle.

Изображения: (1) Джессика Руселло, (2) LikeMeat через unsplash.com | (3-5) foodcircle.com

Синтетические белки лучше настоящих?

Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI) и Йельского университета создали белки, которых нет в природе.Они создали эти белки из бета-аминокислот, которые отличаются от альфа-аминокислот, из которых состоят природные белки. Их синтетические белки так же стабильны, как и натуральные, но имеют явное преимущество. Поскольку они не будут разлагаться ферментами или нацеливаться на иммунную систему, как природные, эти бета-пептиды могут быть использованы в качестве основы для будущих лекарств, которые будут более эффективными, чем природные белковые препараты. Тем не менее, остается вопрос: почему эти белки не существуют в природе? Другими словами, будут ли препараты на основе этих искусственных белков более эффективными или более опасными? Время покажет.

Эти выводы были сделаны Аланной Шепарц, профессором химии в HHMI и Йельском университете (читайте ее биографию здесь или там), а также ее студентами и коллегами в ее лаборатории химической биологии. Ниже приводится описание их исследовательского проекта.

В своих исследованиях Шепарц и его коллеги синтезировали β-пептид, который они назвали Zwit1-F. Они позволили цепи β-аминокислот собраться в ее собственную структуру, а затем проанализировали ее с помощью рентгеновской кристаллографии, метода, при котором рентгеновские лучи направляются через кристалл белка, чтобы его структура могла быть выведена из полученного результата. дифракционная картина.

Исследователи обнаружили, что пептид Zwit1-F свернут в пучок спиральных спиралей, напоминающих спирали в природных белках. В частности, Шепарц отметил, что как природные белки, так и бета-пептидный пучок сложены таким образом, что «ненавидящие воду» гидрофобные сегменты молекулы помещаются в ядро ​​структуры. Другие особенности тоже были удивительно похожи на свернутый спиралью пучок, образованный β-аминокислотами.

На иллюстрации ниже показаны «ленточные диаграммы связки бета-пептидов, иллюстрирующие упаковку между спиралями (слева) и внутри гидрофобного (зеленого) ядра (справа)» (Фото: Дуглас С.Дэниелса из лаборатории Аланны Шепарц)

Но почему эти белки не существуют в нашем мире?

«Определенные β-аминокислоты естественным образом синтезируются в клетках, и они даже загружаются на молекулы транспортной РНК, которые переносят аминокислотные компоненты к белковой машине клетки, рибосомам», — отметила она. «Но насколько мне известно, не существует белков, сконструированных с помощью рибосом, которые содержат β-аминокислоты», — сказал Шепарц.

Итак, у исследователей нет четкого объяснения отсутствия таких белков в реальной жизни, но это не мешает им думать о будущем использовании в медицине.Я надеюсь, что их будущая работа будет тщательно изучена.

Для получения дополнительной информации об этих открытиях вы можете прочитать пресс-релиз Йельского университета «Йельские химики показывают, что природа могла использовать различные строительные блоки белка» (5 февраля 2007 г.), из которого было взято изображение выше, или статья из Chemistry World , «Неприродная альтернатива белку» (7 февраля 2007 г.).

Наконец, эта исследовательская работа была опубликована в журнале Американского химического общества под названием «Структура с высоким разрешением β-пептидной связки» (том 129, номер 6, страницы 1532-1533, 14 февраля 2007 г. ).Вот две ссылки на аннотацию и на полный текст статьи (формат PDF, 2 страницы, 163 КБ).

Источники: пресс-релиз Медицинского института Говарда Хьюза, 5 февраля 2007 г .; и другие различные веб-сайты

Вы найдете похожие истории, перейдя по ссылкам ниже.

Натуральный протеиновый коктейль (без протеинового порошка)

Вы когда-нибудь хотели протеиновый коктейль без протеинового порошка? Я знаю, что у меня есть, и этот сделан с использованием натуральных продуктов, которые довольно легко достать.Единственным более экзотическим ингредиентом в этом коктейле являются семена конопли, но их также можно найти почти в каждом продуктовом магазине в наши дни, и они будут у всех бакалейщиков с отделом натуральных продуктов, или их можно найти в Интернете на таких сайтах, как Amazon, я буду поместите ссылку на те, которые мне нравятся ниже. Еще я люблю покупать свои оптом, поэтому они у меня всегда под рукой.

Этот рецепт содержит 19,5-20 граммов белка (в зависимости от марки используемых продуктов) и 7 граммов клетчатки на 16 унций коктейля. Я не добавлял сюда этикетку с пищевой ценностью или разбивку по ней, потому что этот набор ингредиентов, которые используют люди, зависит от множества переменных.

Например, некоторые люди будут использовать подслащенное миндальное молоко или даже несладкое миндальное молоко другой марки, которое будет различаться по калорийности и питательным характеристикам. Затем, когда дело доходит до подсластителей, некоторые не будут использовать их, другие будут использовать мед или агаву, а третьи — подсластители, не содержащие калорий. Поэтому я включил общий пищевой анализ калорий, белка и клетчатки, когда я его готовил, но знаю, что он может меняться в зависимости от ваших ингредиентов или марки ингредиентов. Если вы хотите использовать рецепт самостоятельно, очень хорошо.com есть отличный калькулятор рецептов. Я заметил, что семена конопли рассчитываются по-разному в разных калькуляторах питания, поэтому имейте в виду, что 3 столовые ложки семян конопли содержат 10 граммов белка, некоторые калькуляторы питания отключены, некоторые выше, а некоторые ниже.

Этот рецепт также может быть сделан без сахара и без молочных продуктов.

Для версии с низким содержанием сахара вы можете отказаться от банана или использовать 1/4 вместо 1/2 банана и использовать греческий йогурт с низким содержанием углеводов и подсластитель, не содержащий углеводов.

Чтобы сделать этот рецепт простым, просто используйте йогурт на растительной основе вместо молочного.

Мне нравится иметь протеиновый коктейль в начале дня или в течение дня, поскольку после обеда меня забирают или даже вместо еды, когда у меня нет времени поесть или я не чувствую себя полноценным.

Этот рецепт — отличный базовый рецепт, к которому вы можете добавить свои собственные изменения и вкусовые предпочтения. Думайте об этом как о главном рецепте получения протеина из коктейля без протеинового порошка.Точно соблюдайте его, и он будет восхитительным на вкус или добавьте немного орехового масла, шоколадной стружки или чего-то еще, чтобы приготовить его так, как вам нравится.

Я не против протеинового порошка, хотя это совсем не моя любимая вещь. У меня также есть много друзей и родственников, которым не нравится вкус / текстура / послевкусие протеиновых порошков. Так что этот рецепт действительно пригодится. Он освежающий, сытный и очень простой в приготовлении.

Не говоря уже о том, что это довольно дешево в производстве, в то время как протеиновые порошки могут быть дорогими.Еще один бонус: если я добавлю немного сладости к этому рецепту, я смогу уговорить своих детей выпить его и насладиться им, так что имейте это в виду, если вы делаете это для ребенка. Если они похожи на моих детей, они могут захотеть немного сладкого, но текстура этого рецепта кремовая и гладкая, и мои дети ценят и наслаждаются этим.

Что нужно для приготовления натурального протеинового коктейля (без протеинового порошка)

Получает ~ 16 унций

• 1/2 банана
• 1/2 стакана 0% жирного простого греческого йогурта
• 1/2 чайной ложки ванильного экстракта
• 1 стакан несладкого миндального молока
• 2 чайные ложки какао-порошка — какао-порошок тоже подойдет
• 3 столовые ложки конопли семена
• 1/2 стакана льда
• 1 столовая ложка подсластителя по выбору — мед, агава, монах, стевия, сахар (по желанию)

Инструкции

1. Добавьте банан, йогурт, ваниль, миндальное молоко, порошок какао, семена конопли, лед и необязательный подсластитель по выбору.
2. Взбивайте до однородной массы и наслаждайтесь!

Вот еще несколько смузи, которые могут вас заинтересовать:

Натуральный протеиновый коктейль (без протеинового порошка)

Этот легкий и вкусный коктейль содержит около 20 граммов белка и 7 граммов клетчатки!

Курс: завтрак, здоровое питание, основное блюдо, закуска

Кухня: завтрак, основное блюдо

Ключевое слово: банан, завтрак, простые рецепты, здоровое питание

Порций: 16 унций

• 1/2 банана
• 1/2 стакана 0% жирного простого греческого йогурта
• 1/2 чайной ложки ванильного экстракта
• 1 стакан миндального молока
• 2 чайные ложки какао-порошка — какао-порошок тоже подойдет
• 3 столовые ложки семян конопли
• 1/2 стакана льда
• 1 столовая ложка подсластителя по выбору — медовая агава, монахи, стевия, сахар (по желанию)

• Добавьте банан, йогурт, ваниль, миндальное молоко, порошок какао, семена конопли, лед и необязательный подсластитель по выбору.