Заменимые и незаменимые аминокислоты: Где содержатся аминокислоты и зачем они нам?

Рассмотрим содержание незаменимых аминокислот в продуктах:

Валин. Содержится в основном в зерновых продуктах, бобах, в говядине, свинине, баранине, белых грибах, в сырах, молоке, а также в арахисе. Изолейцин. Находится в миндале, орехах кешью, в курице, в горохе «нут», в куриных яйцах, семге, треске, чечевице, в говяжьей печени, в свинине, баранине, в зерновых, во многих семенах, а также в сое. Лейцин. Высокое содержание в мясных продуктах, в морепродуктах, чечевице, лесных орехах, во многих семенах, в мясе курицы, в перепелиных яйцах, овсе, в буром рисе. Лизин. Содержится молочных, мясных и морепродуктах, а также в пшенице, грецких орехах и амаранте. Метионин. Содержится молочных, мясных и морепродуктах, куриных и перепелиных яйцах, в семействе бобовых, чечевице и сое. Треонин. Входит в состав многих молочных продуктов, яиц, лесных и грецких орехов и бобов. Триптофан. Содержится в семействе бобовых, овсе, в финиках, арахисе, кунжуте, кедровых орехах, молочных продуктах, в рыбе, птице и мясе. Фенилаланин. Содержится в семействе бобовых, лесных орехах, мясе, рыбе, птице, рыбе, в куриных яйцах и молочных продуктах. А еще образуется при разложении аспартама. Аргинин. Содержится в тыквенных семечках, в мясе, арахисе, кунжуте, во многих йогуртах, и в сыре.

Гистидин. Содержится в рыбе, мясе, курице, в сое арахисе и чечевице.

6.1: Определение белка — медицина LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Цели обучения

• Классифицировать различные типы аминокислот.
• Опишите, чем белок отличается по структуре от углеводов и липидов.

Белок составляет около 20 процентов человеческого тела и присутствует в каждой отдельной клетке. Слово «белок» — греческое слово, означающее «крайне важное значение». Белки называют рабочими лошадками жизни, поскольку они обеспечивают структуру тела и выполняют широкий спектр функций. Вы можете стоять, ходить, бегать, кататься на коньках, плавать и многое другое благодаря своим богатым белком мышцам. Белок необходим для правильной работы иммунной системы, пищеварения, роста волос и ногтей, а также участвует во многих других функциях организма. На самом деле, по оценкам, в организме человека существует более ста тысяч различных белков. В этой главе вы узнаете о компонентах белка, о важных функциях, которые белок выполняет в организме, о том, как организм использует белок, о рисках и последствиях, связанных с избытком или недостатком белка, и о том, где найти здоровые источники белка в вашем рационе.

Ваши богатые белком мышцы обеспечивают силу тела и подвижность, что позволяет вам получать удовольствие от множества занятий. Австралия — Япония, 24 марта 2012 года, в Международном центре софтбола Hawker. (CC-SA-BY 3.0; LauraHale)

Что такое белок?

Проще говоря, белки представляют собой макромолекулы, состоящие из аминокислот. Аминокислоты обычно называют строительными блоками белка. Белки имеют решающее значение для питания, обновления и продолжения жизни. Белки содержат элементы углерод, водород и кислород так же, как углеводы и липиды, но белки являются единственным макроэлементом, содержащим азот. В каждой аминокислоте элементы располагаются в определенной конформации вокруг углеродного центра. Каждая аминокислота состоит из центрального атома углерода, соединенного с боковой цепью, водорода, азотсодержащего аминогруппа , карбоновая кислота группа — отсюда и название «аминокислота». Аминокислоты отличаются друг от друга тем, что специфическая боковая цепь связана с углеродным центром.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Структура аминокислот

Аминокислоты содержат четыре элемента. Расположение элементов вокруг углеродного центра одинаково для всех аминокислот. Отличается только боковая цепь (R).

Все в боковой цепи

Боковая цепь аминокислоты, иногда называемая группой «R», может быть простой, состоящей из одной водородной связи с углеродным центром, или сложной, состоящей из шестиуглеродного кольца, связанного с углеродным центром.

• Неполярные аминокислоты. Неполярные аминокислоты включают аланин (Ala), лейцин (Leu), изолейцин (Ile), пролин (Pro), триптофан (Trp), валин (Val), фенилаланин (Phe) и метионин (Met). Боковые цепи этих аминокислот представляют собой длинные углеродные цепи или углеродные кольца, что делает их объемными. Они гидрофобны, то есть отталкивают воду.
• Полярные аминокислоты. Полярными аминокислотами являются глицин (Gly), серин (Ser), треонин (Thr), цистеин (Cys), тирозин (Tyr), аспарагин (Asn) и глутамин (Gln). Боковые цепи полярных аминокислот делают их гидрофильными, то есть водорастворимыми.
• Кислые аминокислоты. Кислые аминокислоты являются отрицательно заряженными гидрофильными аминокислотами и включают аспарагиновую кислоту (Asp) и глутаминовую кислоту (Glu).
• Основные аминокислоты. Основные аминокислоты являются положительно заряженными гидрофильными аминокислотами и включают лизин (Lys), аргинин (Arg) и гистидин (His).

Незаменимые и незаменимые аминокислоты

Аминокислоты дополнительно классифицируются на основе пищевых аспектов. Напомним, что существует двадцать различных аминокислот, и все они нужны нам для производства множества различных белков, присутствующих в организме (таблица \(\PageIndex{1}\)). Одиннадцать из них называются заменимыми аминокислотами, потому что организм может их синтезировать. Однако девять аминокислот называются незаменимыми, потому что мы не можем синтезировать их вообще или в достаточных количествах. Они должны быть получены из рациона. Иногда в младенчестве, в период роста и в болезненных состояниях организм не может синтезировать достаточное количество некоторых заменимых аминокислот, и с пищей их требуется больше.

Множество различных типов белков

Как уже говорилось, в организме человека насчитывается более ста тысяч различных белков. Различные белки производятся потому, что существует двадцать типов встречающихся в природе аминокислот, которые объединены в уникальные последовательности. Кроме того, белки бывают разных размеров. Гормон инсулин, регулирующий уровень глюкозы в крови, состоит всего из пятидесяти одной аминокислоты; тогда как коллаген, белок, который действует как клей между клетками, состоит из более чем тысячи аминокислот. Титин — самый большой из известных белков. Он отвечает за эластичность мышц и состоит из более чем двадцати пяти тысяч аминокислот! Обильные вариации белков обусловлены бесконечным числом аминокислотных последовательностей, которые могут быть образованы. Чтобы сравнить, сколько различных белков может быть создано всего из двадцати аминокислот, подумайте о музыке. Вся музыка, которая существует в мире, была получена из основного набора из семи нот C, D, E, F, G, A, B и их вариаций. В результате существует огромное количество музыки и песен, состоящих из определенных последовательностей этих основных музыкальных нот. Точно так же двадцать аминокислот могут быть связаны друг с другом в необычайном количестве последовательностей, гораздо больше, чем возможно для семи музыкальных нот для создания песен. В результате могут быть созданы огромные вариации и потенциальные аминокислотные последовательности. Например, если аминокислотная последовательность белка состоит из 104 аминокислот, возможные комбинации аминокислотных последовательностей равны 20 ¹⁰⁴ , что равно 2 и 135 нулям!

Создание белков с помощью аминокислот

Создание белка состоит из сложной последовательности химических реакций, которые можно разделить на три основных этапа: транскрипция, трансляция и сворачивание белка (рис. \(\PageIndex{3}\)). Первым шагом в конструировании белка является транскрипция (копирование) генетической информации из двухцепочечной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в одноцепочечную информационную макромолекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК). РНК химически похожа на ДНК, но имеет два отличия; во-первых, в его основе используется сахарная рибоза, а не дезоксирибоза; и во-вторых, он содержит нуклеотидное основание урацил, а не тимидин. РНК, которая транскрибируется с данного фрагмента ДНК, содержит ту же информацию, что и эта ДНК, но теперь она находится в форме, которую может прочитать производитель клеточного белка, известный как рибосома. Затем РНК инструктирует клетки собрать все необходимые аминокислоты и добавить их в растущую белковую цепь в строго определенном порядке. Этот процесс называется переводом. Расшифровка генетической информации для синтеза белка является центральной основой современной биологии.

Во время трансляции каждая аминокислота соединяется со следующей аминокислотой специальной химической связью, называемой пептидной связью (рис. 6.4). Пептидная связь образуется между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой, высвобождая молекулу воды. Третий шаг в производстве белка включает в себя складывание его в правильную форму. Конкретные аминокислотные последовательности содержат всю информацию, необходимую для самопроизвольного складывания в определенную форму. Изменение аминокислотной последовательности вызовет изменение формы белка. Каждый белок в организме человека отличается своей аминокислотной последовательностью и, следовательно, своей формой. Вновь синтезированный белок структурирован для выполнения определенной функции в клетке. Белок, полученный с неправильно расположенной аминокислотой, может не функционировать должным образом, что иногда может вызвать заболевание.

Организация белка

Структура белка позволяет ему выполнять множество функций. Белки похожи на углеводы и липиды в том, что они представляют собой полимеры простых повторяющихся звеньев; однако белки имеют гораздо более сложную структуру. В отличие от углеводов, которые имеют одинаковые повторяющиеся звенья, белки состоят из различных аминокислот. Кроме того, белок состоит из четырех различных структурных уровней (рис. 6.5). Первый уровень представляет собой одномерную последовательность аминокислот, удерживаемых вместе пептидными связями. Углеводы и липиды также представляют собой одномерные последовательности соответствующих им мономеров, которые могут быть разветвленными, спиральными, волокнистыми или глобулярными, но их конформация гораздо более случайна и не организована последовательностью их мономеров. Напротив, двухмерный уровень структуры белка зависит от химических взаимодействий между аминокислотами, которые заставляют белок сворачиваться в определенную форму, такую ​​как спираль (как спиральная пружина) или лист. Третий уровень структуры белка является трехмерным. Поскольку различные боковые цепи аминокислот химически взаимодействуют, они либо отталкиваются, либо притягиваются друг к другу, в результате чего образуется спиральная структура. Таким образом, определенная последовательность аминокислот в белке направляет белок к свертыванию в определенную, организованную форму. Четвертый уровень структуры (также известный как его «четвертичная» структура) достигается, когда белковые фрагменты, называемые пептидами, объединяются в один более крупный функциональный белок. Белок гемоглобин является примером белка с четвертичной структурой. Он состоит из четырех пептидов, которые соединяются вместе, образуя функциональный переносчик кислорода. Структура белка также влияет на его пищевые качества. Крупные волокнистые белковые структуры перевариваются труднее, чем более мелкие белки, а некоторые, такие как кератин, не перевариваются. Поскольку переваривание некоторых волокнистых белков неполное, не все аминокислоты усваиваются и доступны для использования организмом, что снижает их питательную ценность.

Видео 6.1: От ДНК к белку

Посмотрите процесс создания белка в режиме реального времени в этой анимации (https://www. youtube.com/watch?v=D3fOXt4MrOM)

Ключевые выводы

• Аминокислоты химически различаются молекулярным составом их боковых цепей, но у них есть некоторые сходства. Они сгруппированы в четыре различных типа: неполярные, полярные, кислотные и основные.
• Аминокислоты также классифицируются в зависимости от их пищевой ценности. Некоторые из них не являются необходимыми в рационе, потому что организм может их синтезировать, а некоторые необходимы в рационе, потому что организм не может их вырабатывать.
• Белки представляют собой полимеры мономеров аминокислот, удерживаемых вместе пептидными связями. Они строятся в три этапа; транскрипция, трансляция и фолдинг.
• Белки имеют до четырех различных уровней структуры, что делает их намного более сложными, чем углеводы или липиды.

Начало обсуждения

1. Существует более четырех тысяч заболеваний, вызванных неправильно построенным белком. Узнайте больше о том, как одна неправильно расположенная аминокислота вызывает заболевание серповидноклеточной анемией, посмотрев этот мультфильм.

   http://www.dnalc.org/resources/3d/17-sickle-cell.html.

2. Как вы думаете, почему болезни, связанные с образованием белка, встречаются редко? В каждой клетке вашего тела работает более десяти миллионов рибосом, каждую минуту строящих миллионы белков. Что вы можете сказать об удивительном опыте организма в правильном построении белков?

6.1: Определение белка распространяется под лицензией CC BY-NC-SA и был создан, изменен и/или курирован LibreTexts.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или страница

   Лицензия

   CC BY-NC-SA

   Показать оглавление

   нет

   Включено

   да

2. Теги

   1. источник[1]-med-490

Разница между незаменимыми и заменимыми аминокислотами

Аминокислоты , строительные блоки белка, необходимы для наращивания мышц, восстановления и восстановления мышц, синтеза нейротрансмиттеров и гормонов, а также для работы иммунной и пищеварительной систем. Наше тело может производить 11 из 20 аминокислот, что делает их незаменимыми. Девять необходимы и должны приниматься через диету или добавки.

Девять незаменимых аминокислот: лейцин, изолейцин, гистидин, лизин, метионин, треонин, фенилаланин, триптофан и валин.

Заменимыми аминокислотами являются аланин, аспарагиновая кислота, аспарагин, цистеин, глутамин, глутаминовая кислота, пролин, глицин, серин и тирозин. Без них нашему организму будет сложно производить белки, необходимые для восстановления, роста и поддержания жизнедеятельности.

Условно незаменимые аминокислоты не обязательно принимать извне, но они могут стать необходимыми во время болезни и стресса. Шесть условных аминокислот: цистеин, аргинин, гистидин, тирозин, глутамин, орнитин, глицин, серин и пролин.

Незаменимые аминокислоты помогают наращивать и восстанавливать мышечную ткань и образуют молекулы-предшественники для образования нейротрансмиттеров в головном мозге. Заменимые аминокислоты помогают в удалении токсинов, работе мозга и синтезе клеток крови. Дефицит незаменимых аминокислот часто возникает из-за отсутствия надлежащей диеты и пищевых добавок, голодания и болезней. Большинство людей не потребляют достаточно белка или аминокислот каждый день, чтобы поддерживать оптимальное здоровье. Незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей, а белки животного происхождения являются их самыми богатыми источниками. Яйца, красное мясо, курица, лебеда и соевый белок являются хорошими источниками незаменимых аминокислот. С другой стороны, заменимые аминокислоты не нужно получать из какого-либо источника пищи, потому что организм может синтезировать их самостоятельно.

Незаменимые аминокислоты включают аминокислоты с разветвленной цепью (BCAA): лейцин, изолейцин и валин, которые стимулируют синтез белка, улучшают работу мышц, помогают восстанавливать ткани и предотвращают потерю мышечной массы из-за диеты, старения и стресса. Они также могут повышать настроение и способствовать оптимальной когнитивной функции.

Компания Steadfast Nutrition предлагает лучшие добавки с аминокислотами по лучшей цене для достижения этих целей. PlayStead, Power Glutamine и Active BCAA — это безопасные и эффективные аминокислотные добавки, которые стоит выбрать.

Active BCAA — одна из лучших добавок BCAA для роста мышц и восстановления тканей. Он лучше всего работает в качестве добавки во время тренировки для силовых и выносливых спортсменов.