Белки и аминокислоты
Белки (син. протеины) — высокомолекулярные органические вещества, построенные из остатков аминокислот. По своему биологическому значению принадлежат к числу важнейших составных частей организма.
Несомненно, белки абсолютно необходимы для жизни растений, животных и грибов. Именно вследствие такого большого значения белки получили названия протеинов (греч. protos — первый, главный).
Качественной реакцией на белки служит ксантопротеиновая реакция. Ее проводят путем добавления к раствору белка HNO3(конц.) до тех пор, пока не прекратится выпадение осадка. Осадок окрашивается в характерный желтый цвет.
Аминокислота
Аминокислота — органическая кислота, содержащая, по меньшей мере, одну карбоксильную группу (COOH) и одну аминогруппу (NH2). Аминокислоты являются основной составляющей всех белков.
В построении белков участвуют 20 наиболее распространенных аминокислот. На данном этапе учить их наизусть не обязательно, эта задача настигнет вас на кафедре биохимии 😉
И все же для успешного изучения данной темы мы возьмем за основу две аминокислоты: глицин и аланин.
Я хочу вас обрадовать (надеюсь, что обрадую)). Если вы успешно изучили темы: карбоновые кислоты, амины — то вы уже знаете химические свойства аминокислот!
Они напоминают амфотерные соединения: по аминогруппе вступают в реакции с кислотами, по карбоксильной — с основаниями. Мы разберем их подробнее чуть ниже.
Получение аминокислот
Аминокислоты можно получить в реакции аммиака с галогенкарбоновыми кислотами.
Химические свойства аминокислот
За счет наличия аминогруппы, аминокислоты проявляют основные свойства. Реагируют с кислотами.
По карбоксильной группе аминокислоты способны вступать в реакции с металлами, основными оксидами, основаниями и солями более слабых кислот.
Аминокислоты способны вступать в реакцию этерификации, образуя сложные эфиры.
В молекуле белка аминокислоты связаны друг с другом пептидной связью. Она образуется между карбоксильной группой одной аминокислоты и аминогруппой другой аминокислоты.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Что такое белки и аминокислоты?
Основной элемент построения белка, свойственного человеческой клетке, — это аминокислоты. Аминокислоты (амино-кислоты) — класс органических соединений, основные элементы построения растительных и животных белков. Их мы получаем только из растительного мира. Однако, слишком много протеина (белков) в организме так же опасно, как и недостаточное его количество. Значит, возникают две противоположные проблемы. Где взять белок и что делать, чтобы не перегружать белком организм?
Существует закон: при любом избытке белка в организме человека (или животного) белок должен быть сожжен, если даже организм не нуждается в теплообразовании. Это необходимо потому, что неусвоенный белок превращается в ядовитые вещества (птомаины).
Но на утилизацию белка, на вынужденное его уничтожение уходит энергия организма, а это приводит к тому, что другие вещества, например жиры и углеводы, которые при избытке также превращаются в жиры, уже исключаются из сгорания и откладываются в теле непереваренными, следовательно, они очень скоро становятся гнилью (токсинами). Это ведет к излишнему весу, тучности, сердечно-сосудистым и онкологическим заболеваниям.
При чрезмерном введении в пищу углеводов и жиров срабатывает инстинкт самосохранения: организм борется с ними либо потерей аппетита, либо рвотой. Если же излишек этих продуктов в организме все же имеется, происходит очень незначительное их расщепление, и непереваренные частицы поступают в толстую кишку, где начинают скапливаться каловыми массами.
Толстая кишка богата кровеносными сосудами, через которые продолжается всасывание (даже из каловых комьев) продуктов разложения. С током крови они разносятся по всему организму, отравляя его. Поэтому следует опасаться избытка любой пищи, а не только тяжелоусвояемой, или калорийной.
Белок — самый сложный из всех элементов питания. Его усвоение и использование наиболее затруднено. Для переваривания белковой пищи требуется больше энергии, чем для любой другой. Всякая пища, за исключением фруктов, проходит весь желудочно-кишечный тракт за 25—30 часов. Если вы ели мясо, то это время увеличивается более чем в 2 раза. Чем больше белка вы съедаете, тем меньше энергии у организма остается для других необходимых процессов, в том числе таких, как удаление токсичных отходов.
Сколько белка необходимо организму человека ежедневно?
Современные исследования показывают, что взрослому человеку необходимо всего 23— 25 г белка в день. Чтобы пополнить использованный запас, необходимо 700 г. белка в месяц. Многие превышают это количество, вынуждая организм тратить драгоценную энергию Жизни, которая могла бы быть использована на очищение (т.е. самолечение).
Протеины (белки) не являются первостепенно важной составной частью пищи. Все ее компоненты одинаково необходимы и важны: витамины, микроэлементы, углеводы, жирные кислоты, ферменты, клетчатка, вода и т. д. Традиционно считается, что мясо — основной источник белка. Но откуда берут белки для себя самые сильные животные на планете: слон, бык, лошадь, мул, буйвол, — которые едят траву, листья, фрукты? Серебристая горилла сильнее человека раз в 30, но она питается только зеленью и фруктами.
Самое любопытное, что белки не образуются в организме из протеинов, получаемых с пищей. Протеины образуются из содержащихся в пище аминокислот. Организм человека не может использовать или усвоить белок в его первоначальном состоянии, каким он содержится в мясных продуктах. Вначале наш организм должен переварить и расщепить поступивший в него белок на составляющие аминокислоты. Только затем эти аминокислоты могут быть использованы для получения необходимого количества протеина.
Что такое аминокислоты?
Аминокислоты — важный компонент пищи.Существует 25 разновидностей аминокислот. Все они жизненно важны. Если вы регулярно едите фрукты, овощи, семена, то получаете все аминокислоты, требующиеся организму для образования необходимого количества протеина, так же получают протеин и другие млекопитающие, не употребляющие мяса.
Все питательные вещества образуются в царстве растений. Животные не могут сами создавать источники протеина. Только растения способны синтезировать аминокислоты из воздуха, воды, света, элементов Земли, а животные и люди зависят от растительного протеина и получают его или непосредственно, когда едят растительную пищу, или косвенно, когда едят мясо травоядного животного. В мясе нет никаких важных аминокислот, которые животное или человек не получали бы от растений. Именно поэтому, кроме редких исключений, хищные животные не едят мясо хищников, питающихся только мясом, они инстинктивно употребляют в пищу травоядных.
Поэтому нашей заботой должна стать не животная, а растительная пища, богатая аминокислотами.
Потребность в белках (аминокислотах). Продукты, содержащие белок (аминокислоты)
После слюнного, желудочно-кишечного переваривания пища разлагается на следующие составляющие: белки превратятся в пептоны, жиры — в млечную эмульсию, а сахара — в глюкозу. Вместе с кровью и лимфой аминокислоты циркулируют по кровеносной и лимфатической системам.
Как только появится необходимость в аминокислотах, организм получает их из крови и лимфы. Такую непрерывную циркуляцию достаточного запаса аминокислот называют «банком» аминокислот. Этот «банк» открыт 24 часа в сутки. Печень и клетки непрерывно «делают вклады» и «берут» обратно аминокислоты, в зависимости от концентрации их в крови.
Если уровень аминокислот в крови высок, печень накапливает и хранит их «до востребования». Когда этот уровень падает вследствие того, что клетки их разбирают, печень выдает в кровеносную систему какое- то количество припасенных аминокислот.
Клетки также обладают способностью накапливать аминокислоты. Содержание в крови аминокислот должно быть постоянным. Если же оно снижается или какие-то другие клетки нуждаются в особых аминокислотах, клетки способны высвобождать те аминокислоты, которые были припасены. Многие клетки организма синтезируют аминокислоты больше, чем необходимо для поддержания жизнедеятельности, и могут вновь превращать свои протеины в аминокислоты и делать вклады в «банк» аминокислот. Поэтому, как показали исследования, не обязательно употреблять белки в чистом виде, при каждом приеме пищи или даже каждый день.
Девять необходимых аминокислот организм получает из внешних источников питания. Большая часть этих кислот содержится во всех фруктах и овощах. Существуют фрукты и овощи, которые содержат все аминокислоты, не производимые организмом. Это — морковь, брюссельская, белокочанная, цветная капуста, кукуруза, огурцы, баклажаны, груши, картофель, помидоры; все виды орехов, семечки подсолнуха и кунжута, арахис, соевые, бобы.
При этом из растений мы усваиваем гораздо легче и больше аминокислот, чем из мясной пищи. Вот почему гораздо легче сохранить здоровье, питаясь растительной пищей. Можно употреблять некоторое количество мяса и оставаться здоровыми. Вопрос в том, обязательно ли люди должны есть мясо. Выяснилось, что нет. Необязательно!
Примечание: с информацией в этой статье не согласен, но посыл «не есть животных» — хороший. Оставлю её тут.
Перевод аминокислот в белок
Свойства аминокислот и белков
Таблица генетического кода
AAA K ATA I AGA R ACA T
A AAG K ATG M AGG R ACG T
AAT N ATT I AGT S ACT T
AAC N ATC I AGC S ACC T
TAA Stop1 TTA L TGA Stop3 TCA S
T TAG Stop2 TTG L TGG W TCG S
TAT Y TTT F TGT C TCT S
TAC Y TTC F TGC C TCC S
GAA E GTA V GGA G GCA A
G GAG E GTG V GGG G GCG A
GAT D GTT V GGT G GCT A
GAC D GTC V GGC G GCC A
CAA Q CTA L CGA R CCA P
C CAG Q CTG L CGG R CCG P
CAT H CTT L CGT R CCT P
CAC H CTC L CGC R CCC P
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Генетический код митохондрий
Человеческая митохондриальная ДНК кодирует только 22 типа tRNA. Только эти tRNAs используются при трансляции mRNAs. Такая вырожденность достигается тем, что U в антикодоне tRNA соответствует любому основанию в третьей позиции mRNA (четыре кодона распознаются одним типом tRNA). Кроме того, значение некоторых кодонов не совпадает с универсальным кодом.
|
Гидрофобность аминокислот выражает степень в которой они предпочитают неполярное окружение (этанол в качестве растворителя или внутренность белка) по сравнению с полярным окружением, таким как вода. На этой диаграмме гидрофобные аминокислоты располагаются ниже нуля, а гидрофильные — выше.
Используются две шкалы. Шкала Фроммеля (Frommel, 1984) выражает свободную энергию переноса из гидрофобной среды в воду. Это внутреннее свойство аминокислоты, не зависящее от роли аминокислоты в белке. OMH шкала (Sweet and Eisenberg, 1983) — мера того, на сколько вероятна замена данной аминокислоты другой гидрофобной аминокислотой.
Frommel, C. 1984. The apolar surface area of amino acids and its empirical correlation with hydrophobic free energy. J. Theor. Biol. 111:247-260.
Sweet, R.M. and Eisenberg, D. 1983. Correlation of sequence hydrophobicities measures similarity in three-dimensional protein structure. J. Mol. Biol. 171:479-488.
Относительная оценка подобия аминокислот
Смотри также:
/ссылки на сетевые ресурсы/
- На сайте есть программа «Трансляция нуклеотидной последовательности». Она транслирует в любых рамках считывания, с выравниванием или без.
- Обратную трансляцию можно провести с помощью программы «Предсказание нуклеотидной последовательности по аминокислотной».
- Простые манипуляции с нуклеотидной последовательностью (чтение в обратную сторону, чтение комплементарной, перевод в двухцепочечную) можно выполнить с помощью другой программы «Операции с нуклеотидной последовательностью».
- Для поиска редких кодонов можно использовать форму «Поиск редких кодонов в кодирующей последовательности».
- Программа «Пересчёт молярного количества в молярную концентрацию».
- Соответствие размеров белка и кодирующей последовательности — «Конверсия ДНК/белок».
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1 — чем ниже, тем менее вероятна мутация соответствующей АА. 2 — гидрофобность — произвольные единицы основанные на OHM шкале, которые выражают возможность замены одной аминокислоты другой в ходе эволюции. 3 — Hopp, T.P. and Woods, K.R. 1981. Prediction of protein antigenic determinants from amino acid sequences. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 78:3824-3828. 4 — Kyte, J. and Doolittle, R.F. 1982. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. J. Mol. Biol. 157:105-132. 5 — вероятность того, что > 5% поверхности аминокислоты соприкасается с раствором, окружающим белок. Подписаться авторизуйтесь 0 Комментарий Старые | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
