Сколько аминокислот являются компонентами белков. Как белок помогает растить мышцу

Если хотим похудеть или же поправиться.
Мы уже знаем, что есть нужно небольшими порциями и часто, мы даже уже знаем что человек, как и все живое состоит из белков, жиров и углеводов.

Начнем с белка.

Слово «протеин» (белок) происходит от греческого слова «протейос», что означает «занимающий первое место» . Белок составляет около 50% сухого веса любого тела. Белок содержится в каждой клетке нашего организма. Около 30% всех белков человеческого тела находится в мышцах, 20% — в костях и сухожилиях и 10% — в коже. А т.к. наш организм – постоянно обновляющийся механизм, белка нужно достаточно много.

Белки – сложные органические соединения, состоящие из аминокислот.

Большинство людей не задумываются, над тем, какой белок потребляют, кто-то не любит яйца, кто-то ест только рыбу, кто-то увлекается вегетарианством и полагают, что потребляют достаточное количество белка. Возможно у кого-то это получается. Тем не менее, каждому продукту свойственен свой особый вид белка, точнее вид то один, а вот аминокислотный состав у всех разный, поэтому то белок и сложное соединение, хотя состоит всего из нескольких элементов — углерода, азота, кислорода, водорода (в некоторых содержится сера и фосфор) .

В человеческом организме присутствуют около 5 миллионов! белков . И все они образуются всего из 22 основных аминокислот (на самом деле их больше, но в формировании «человеческого» белка участвуют всего 22) . При соединении двух или нескольких аминокислот образуется более сложное соединение — полипептид. Полипептиды, соединяясь, образуют ещё более сложные и крупные частицы и в итоге — сложную молекулу белка, при усвоении происходит обратный процесс: белок – полипептиды – аминокислоты, из которых организм синтезирует уже специфические белки, свойственные именно ему. Если белка поступает слишком много, то избыток аминокислоты в результате окисляются до углекислого газа и воды.

Аминокислоты делятся на заменимые и незаменимые .
К заменимым относятся все аминокислоты, которые организм способен синтезировать сам.
К незаменимым относятся те аминокислоты, которые не синтезируются организмом и должны постоянно поступать с пищей. На сегодняшний день выделяют 10 незаменимых аминокислот: изолейцин, метионин, лизин, лейцин, треонин, валин, гистидин, фенилаланин, триптофан и аргинин.

Незаменимые аминокислоты в организме служат для синтеза тканевых белков, т.е расходуются на пластические нужды организма, а также в качестве источников энергии (распад белка на аминокислоты сопровождается выделением энергии: 1г белка – 4Ккал) . Кроме того, аминокислоты входят в состав нейромедиаторов (клетки, проводящие нервные импульсы в головной мозг человека) , т.е. от полноценности белков и регулярности их поступления зависит работа всей нервной системы.

Многие процессы в организме происходят под действием ферментов и гормонов. И тут тоже не обошлось без аминокислот:) Они служат основой для их создания. Как видите, белки, и, в частности, аминокислоты играют огромную роль в нашем организме. Недостаток хотя бы одной из незаменимых кислот в пище в течение длительного времени приводит серьезным заболеваниям.

Белки, в состав которых входят полный набор, включая незаменимые считаются полноценными . Такие белки содержатся в животной пище. Растительные белки считаются неполноценными , т.к. не содержат в себе некоторых незаменимых аминокислот (кроме сои, гороха и фасоли) .

Идеальным, с точки зрения аминокислотного состава и сбалансированности, считается белок куриного яйца. И раз уж речь зашла о балансе, стоит отметить, что не все полноценные белки (преимущественно животные) одинаковы, во всех соотношение тех или иных аминокислот разное. Конечно, можно есть одни яйца, но это скучно:) Один полноценный белок вполне можно заменить несколькими неполноценными. Разнообразие белков в пище обеспечивает необходимый баланс незаменимых кислот нашему организму . Кроме полноценности белков, так же важно количество.
На сегодняшний момент ВОЗ рекомендует следующую суточную потребность в аминокислотах:

Валин - 4000 мг
Изолейцин - 4000 мг
Лейцин - 6000 мг
Лизин - 5000 мг
Метионин - 4000 мг
Треонин - 3000 мг
Триптофан - 1000 мг
Фенилаланин - 4000 мг
Гистидин - 2000 мг
Аргинин - 6000 мг
Аланин - 3000 мг
Аспарагиновая кислота - 6000 мг
Глицин - 3000 мг
Глютаминовая кислота - 16000 мг
Пролин - 5000 мг
Серин - 3000 мг
Тирозин - 4000 мг
Цистин - 3000 мг

По сложности и скорости усваивания лучше и быстрее всего усваиваются молочные белки и яичный белок. Следом идут белок, получаемый из рыбы и мяса. Сложнее переваривать растительные белки, чем ближе растительный белок к полноценному, тем сложнее он усваивается. Самые сложные для усвоения – грибы.

Дефицит белка в питании ведёт к мышечной дистрофии, снижает иммунитет, так как уменьшается уровень образования антител, обеспечивающих невосприимчивость организма к микробам, нарушается синтез лизоцима и интерферона, обостряется течение воспалительных процессов, неблагоприятно отражается на деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем.

Избыток же белка вреден огромной нагрузкой на почки и печень, т.к. при неадекватно большом потреблении белка выделяются в значительных количествах продукты распада, такие как: аммиак, мочевина, индол, скатол, фенол. Согласитесь – не очень приятные побочные эффекты.

Если белка слишком мало, а нагрузка очень большая, то организм будет вынужден черпать ресурсы из других источников – в первую очередь из мышц. Кроме того, при недостатке белка увеличивается потеря калия, ускоряется выведение с мочой аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, пиридоксина, ниацина, что приводит к формированию дефицита этих витаминов в организме даже при достаточном их поступлении.

В среднем, человеку нужно 1 – 1,3 г. белка на 1 кг массы тела. Чем больше ваша активность и интенсивней тренировки (или работа, связанная с физической активностью), тем больше нужно белка. Женщинам необходимо меньше белка, чем мужчинам.

При активных занятиях спортом, в период наращивания массы, во время беременности и активного роста в среднем требуется от 2 до 2,5 г белка на 1кг веса.

В отдельных случаях, при сверх высоких нагрузках потребность в белке может достигать 3 г на 1 кг веса.

Потребление белка должно быть адекватно вашим нагрузкам.

Чем больше вы едите белковой пищи, тем больше нужно пить воды . Она помогает выводить продукты распада, соответственно облегчает работу печени и почкам.

За один прием усваивается около 40-50гр. белка, поэтому разумно разделить всю дневную норму белков на несколько порций.

Вконтакте

аминокислоты

аминокислоты

аминокисло́ты

класс органических соединений, содержащих карбоксильные (-СООН) и аминогруппы (-NH 2); обладают свойствами и кислот, и оснований. Участвуют в обмене азотистых веществ всех организмов (исходное соединение при биосинтезе гормонов, витаминов, медиаторов, пигментов, пуриновых и пиримидиновых оснований, алкалоидов и др.). Природных аминокислот свыше 150. Около 20 важнейших аминокислот служат мономерными звеньями, из которых построены все белки (порядок включения аминокислот в них определяется генетическим кодом). Большинство микроорганизмов и растения синтезируют необходимые им аминокислоты; животные и человек не способны к образованию так называемых незаменимых аминокислот, получаемых с пищей. Освоен промышленный синтез (химический и микробиологический) ряда аминокислот, используемых для обогащения пищи, кормов, как исходные продукты для производства полиамидов, красителей и лекарственных препаратов.

АМИНОКИСЛОТЫ

АМИНОКИСЛО́ТЫ, органические (карбоновые (см. КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ)) кислоты, в составе которых имеется аминогруппа (- NH 2). Участвуют в обмене белков и углеводов, в образовании важных для организмов соединений (например, пуриновых (см. ПУРИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ) и пиримидиновых оснований(см. ПИРИМИДИНОВЫЕ ОСНОВАНИЯ), являющихся неотъемлемой частью нуклеиновых кислот (см. НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ)), входят в состав гормонов(см. ГОРМОНЫ), витаминов (см. ВИТАМИНЫ), алкалоидов (см. АЛКАЛОИДЫ), пигментов (см. ПИГМЕНТЫ (в биологии)), токсинов (см. ТОКСИНЫ), антибиотиков(см. АНТИБИОТИКИ)и т. д.; дигидроксифенилаланин (ДОФА) и g-аминомасляная кислота служат посредниками при передаче нервных импульсов (см. НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС). В клетках и тканях живых организмов встречается около 300 различных аминокислот, но только 20 из них служат звеньями (мономерами), из которых построены пептиды (см. ПЕПТИДЫ) и белки (см. БЕЛКИ (органические соединения)) всех организмов (поэтому их называют белковыми аминокислотами). Последовательность расположения этих аминокислот в белках закодирована в последовательности нуклеотидов (см. НУКЛЕОТИДЫ) соответствующих генов (см. Генетический код (см. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД)). Остальные аминокислоты встречаются как в виде свободных молекул, так и в связанном виде. Многие из аминокислот встречаются лишь в определенных организмах, а есть и такие, которые обнаруживаются только в одном из великого множества описанных организмов.История открытия аминокислот Первая аминокислота - аспарагин (см. АСПАРАГИН) - была открыта в 1806, последняя из аминокислот, обнаруженных в белках, - треонин (см. ТРЕОНИН) - была идентифицирована в 1938. Каждая аминокислота имеет тривиальное (традиционное) название, иногда оно связано с источником выделения. Например, аспарагин впервые обнаружили в аспарагусе (спарже), глутаминовую кислоту - в клейковине (от англ. gluten - глютен) пшеницы, глицин был назван так за его сладкий вкус (от греч. glykys - сладкий).Структура и свойства аминокислот Общую структурную формулу любой аминокислоты можно представить следующим образом: карбоксильная группа (- СООН) и аминогруппа (- NH 2) связаны с одним и тем же a-атомом углерода (счет атомов ведется от карбоксильной группы с помощью букв греческого алфавита - a, b, g и т. д.). Различаются же аминокислоты структурой боковой группы, или боковой цепи (радикал R), которые имеют разные размеры, форму, реакционную способность, определяют растворимость аминокислот в водной среде и их электрический заряд. И лишь у пролина (см. ПРОЛИН) боковая группа присоединена не только к a -углеродному атому, но и к аминогруппе, в результате чего образуется циклическая структура. В нейтральной среде и в кристаллах -аминокислоты существуют как биполяры, или цвиттер-ионы (см. ЦВИТТЕР-ИОНЫ). Поэтому, например, формулу аминокислоты глицина - NH 2 -CH 2 -СООH - правильнее было бы записать как NH 3 + -CH 2 -COO – . Только в наиболее простой по структуре аминокислоте - глицине - в роли радикала выступает атом водорода. У остальных аминокислот все четыре заместителя при a -углеродном атоме различны (т. е. a -углеродный атом углерода асимметричен). Поэтому эти аминокислоты обладают оптической активностью(см. ОПТИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ)(способны вращать плоскость поляризованного света) и могут существовать в форме двух оптических изомеров - L (левовращающие) и D (правовращающие). Однако все природные аминокислоты являются L-аминокислотами. К числу же исключений можно отнести D-изомеры глутаминовой кислоты (см. ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА), аланина (см. АЛАНИН), валина (см. ВАЛИН), фенилаланина (см. ФЕНИЛАЛАНИН), лейцина (см. ЛЕЙЦИН) и ряда других аминокислот, которые обнаружены в клеточной стенке бактерий; аминокислоты D-конформации входят в состав некоторых пептидных антибиотиков (см. АНТИБИОТИКИ) (в том числе актиномицинов, бацитрацина, грамицидинов (см. ГРАМИЦИДИНЫ) A и S), алкалоидов (см. АЛКАЛОИДЫ) из спорыньи и т. д.Классификация аминокислот Входящие в состав белков аминокислоты классифицируют в зависимости от особенностей их боковых групп. Например, исходя из их отношения к воде при биологических значениях рН (около рН 7,0), различают неполярные, или гидрофобные, аминокислоты и полярные, или гидрофильные. Кроме того, среди полярных аминокислот выделяют нейтральные (незаряженные); они содержат по одной кислой (карбоксильная) и одной основной группе (аминогруппа). Если же в аминокислоте присутствует более одной из вышеназванных групп, то их называют, соответственно, кислыми и основными. Большинство микроорганизмов и растения создают все необходимые им аминокислоты из более простых молекул. В отличие от них животные организмы не могут синтезировать некоторые из аминокислот, в которых они нуждаются. Такие аминокислоты они должны получать в готовом виде, то есть с пищей. Поэтому, исходя из пищевой ценности, аминокислоты делят на незаменимые и заменимые. К числу незаменимых для человека аминокислот относятся валин (см. ВАЛИН), треонин (см. ТРЕОНИН), триптофан (см. ТРИПТОФАН), фенилаланин (см. ФЕНИЛАЛАНИН), метионин (см. МЕТИОНИН), лизин (см. ЛИЗИН), лейцин (см. ЛЕЙЦИН), изолейцин (см. ИЗОЛЕЙЦИН), а для детей незаменимыми являются также гистидин (см. ГИСТИДИН) и аргинин (см. АРГИНИН). Недостаток любой из незаменимых аминокислот в организме приводит к нарушению обмена веществ, замедлению роста и развития. В отдельных белках встречаются редкие (нестандартные) аминокислоты, которые образуются путем различных химических превращений боковых групп обычных аминокислот в ходе синтеза белка на рибосомах или после его окончания (так называемая посттрансляционная модификация белков) (см. Белки (см. БЕЛКИ (органические соединения))). Например, в состав коллагена (см. КОЛЛАГЕН) (белка соединительной ткани) входят гидроксипролин и гидроксилизин, являющиеся производными пролина и лизина соответственно; в мышечном белке миозине (см. МИОЗИН) присутствует метиллизин; только в белке эластине (см. ЭЛАСТИН)содержится производное лизина - десмозин.Использование аминокислот Аминокислоты находят широкое применение в качестве пищевых добавок (см. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ). Например, лизином, триптофаном, треонином и метионином обогащают корма сельскохозяйственных животных, добавление натриевой соли глутаминовой кислоты (глутамата натрия) придает ряду продуктов мясной вкус. В смеси или отдельно аминокислоты применяют в медицине, в том числе при нарушениях обмена веществ и заболеваниях органов пищеварения, при некоторых заболеваниях центральной нервной системы (g-аминомасляная и глутаминовая кислоты, ДОФА). Аминокислоты используются при изготовлении лекарственных препаратов, красителей, в парфюмерной промышленности, в производстве моющих средств, синтетических волокон и пленки и т. д. Для хозяйственных и медицинских нужд аминокислоты получают с помощью микроорганизмов путем так называемого микробиологического синтеза (см. МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ) (лизин, триптофан, треонин); их выделяют также из гидролизатов природных белков (пролин (см. ПРОЛИН), цистеин (см. ЦИСТЕИН), аргинин (см. АРГИНИН), гистидин (см. ГИСТИДИН)). Но наиболее перспективны смешанные способы получения, совмещающие методы химического синтеза и использование ферментов (см. ФЕРМЕНТЫ).

БЕЛКИ

(протеины), класс сложных азотсодержащих соединений, наиболее характерных и важных (наряду с нуклеиновыми кислотами) компонентов живого вещества. Белки выполняют многочисленные и разнообразные функции. Большинство белков - ферменты, катализирующие химические реакции. Многие гормоны, регулирующие физиологические процессы, тоже являются белками. Такие структурные белки, как коллаген и кератин, служат главными компонентами костной ткани, волос и ногтей. Сократительные белки мышц обладают способностью изменять свою длину, используя химическую энергию для выполнения механической работы. К белкам относятся антитела, которые связывают и нейтрализуют токсичные вещества. Некоторые белки, способные реагировать на внешние воздействия (свет, запах), служат в органах чувств рецепторами, воспринимающими раздражение. Многие белки, расположенные внутри клетки и на клеточной мембране, выполняют регуляторные функции. В первой половине 19 в. многие химики, и среди них в первую очередь Ю.фон Либих, постепенно пришли к выводу, что белки представляют собой особый класс азотистых соединений. Название "протеины" (от греч. protos - первый) предложил в 1840 голландский химик Г.Мульдер. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Белки в твердом состоянии белого цвета, а в растворе бесцветны, если только они не несут какой-нибудь хромофорной (окрашенной) группы, как, например, гемоглобин. Растворимость в воде у разных белков сильно варьирует. Она изменяется также в зависимости от рН и от концентрации солей в растворе, так что можно подобрать условия, при которых один какой-нибудь белок будет избирательно осаждаться в присутствии других белков. Этот метод "высаливания" широко используется для выделения и очистки белков. Очищенный белок часто выпадает в осадок из раствора в виде кристаллов. В сравнении с другими соединениями молекулярная масса белков очень велика - от нескольких тысяч до многих миллионов дальтон. Поэтому при ультрацентрифугировании белки осаждаются, и притом с разной скоростью. Благодаря присутствию в молекулах белков положительно и отрицательно заряженных групп они движутся с разной скоростью и в электрическом поле. На этом основан электрофорез - метод, применяемый для выделения индивидуальных белков из сложных смесей. Очистку белков проводят и методом хроматографии.ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Строение. Белки - это полимеры, т.е. молекулы, построенные, как цепи, из повторяющихся мономерных звеньев, или субъединиц, роль которых играют у них a-аминокислоты. Общая формула аминокислот

<="" div="" style="border-style: none;"> где R - атом водорода или какая-нибудь органическая группа. Белковая молекула (полипептидная цепь) может состоять всего лишь из относительно небольшого числа аминокислот или из нескольких тысяч мономерных звеньев. Соединение аминокислот в цепи возможно потому, что у каждой из них имеются две разные химические группы: обладающая основными свойствами аминогруппа, NH2, и кислотная карбоксильная группа, СООН. Обе эти группы присоединены к a-атому углерода. Карбоксильная группа одной аминокислоты может образовать амидную (пептидную) связь с аминогруппой другой аминокислоты:

<="" div="" style="border-style: none;"> После того как две аминокислоты таким образом соединились, цепь может наращиваться путем добавления ко второй аминокислоте третьей и т.д. Как видно из приведенного выше уравнения, при образовании пептидной связи выделяется молекула воды. В присутствии кислот, щелочей или протеолитических ферментов реакция идет в обратном направлении: полипептидная цепь расщепляется на аминокислоты с присоединением воды. Такая реакция называется гидролизом. Гидролиз протекает спонтанно, а для соединения аминокислот в полипептидную цепь требуется энергия. Карбоксильная группа и амидная группа (или сходная с ней имидная - в случае аминокислоты пролина) имеются у всех аминокислот, различия же между аминокислотами определяются природой той группы, или "боковой цепи", которая обозначена выше буквой R. Роль боковой цепи может играть и один атом водорода, как у аминокислоты глицина, и какая-нибудь объемистая группировка, как у гистидина и триптофана. Некоторые боковые цепи в химическом смысле инертны, тогда как другие обладают заметной реакционной способностью. Синтезировать можно многие тысячи различных аминокислот, и множество различных аминокислот встречается в природе, но для синтеза белков используется только 20 видов аминокислот: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, валин, гистидин, глицин, глутамин, глутаминовая кислота, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, пролин, серин, тирозин, треонин, триптофан, фенилаланин и цистеин (в белках цистеин может присутствовать в виде димера - цистина). Правда, в некоторых белках присутствуют и другие аминокислоты, помимо регулярно встречающихся двадцати, но они образуются в результате модификации какой-нибудь из двадцати перечисленных уже после того, как она включилась в белок.Оптическая активность. У всех аминокислот, за исключением глицина, к a-атому углерода присоединены четыре разные группы. С точки зрения геометрии, четыре разные группы могут быть присоединены двумя способами, и соответственно есть две возможные конфигурации, или два изомера, относящиеся друг к другу, как предмет к своему зеркальному отражению, т.е. как левая рука к правой. Одну конфигурацию называют левой, или левовращающей (L), а другую - правой, или правовращающей (D), поскольку два таких изомера различаются направлением вращения плоскости поляризованного света. В белках встречаются только L-аминокислоты (исключение составляет глицин; он может быть представлен лишь одной формой, поскольку у него две из четырех групп одинаковы), и все они обладают оптической активностью (поскольку имеется только один изомер). D-аминокислоты в природе редки; они встречаются в некоторых антибиотиках и клеточной оболочке бактерий.

АСИММЕТРИЧЕСКИЙ АТОМ УГЛЕРОДА в молекуле аминокислоты изображен здесь в виде шарика, помещенного в центр тетраэдра. Представленное расположение четырех замещающих групп соответствует L-конфигурации, характерной для всех природных аминокислот.

Последовательность аминокислот. Аминокислоты в полипептидной цепи располагаются не случайным образом, а в определенном фиксированном порядке, и именно этот порядок определяет функции и свойства белка. Варьируя порядок расположения 20 видов аминокислот, можно получить огромное число разных белков, точно так же, как из букв алфавита можно составить множество разных текстов. В прошлом на определение аминокислотной последовательности какого-нибудь белка уходило нередко несколько лет. Прямое определение и теперь достаточно трудоемкое дело, хотя созданы приборы, позволяющие вести его автоматически. Обычно проще бывает определить нуклеотидную последовательность соответствующего гена и вывести из нее аминокислотную последовательность белка. К настоящему времени уже определены аминокислотные последовательности многих сотен белков. Функции расшифрованных белков, как правило, известны, и это помогает представить себе возможные функции сходных белков, образующихся, например, при злокачественных новообразованиях.Сложные белки. Белки, состоящие из одних только аминокислот, называют простыми. Часто, однако, к полипептидной цепи бывают присоединены атом металла или какое-нибудь химическое соединение, не являющееся аминокислотой. Такие белки называются сложными. Примером может служить гемоглобин: он содержит железопорфирин, который определяет его красный цвет и позволяет ему играть роль переносчика кислорода. В названиях большинства сложных белков содержится указание на природу присоединенных групп: в гликопротеинах присутствуют сахара, в липопротеинах - жиры. Если от присоединенной группы зависит каталитическая активность фермента, то ее называют простетической группой. Нередко какой-нибудь витамин играет роль простетической группы или входит в ее состав. Витамин А, например, присоединенный к одному из белков сетчатки, определяет ее чувствительность к свету.Третичная структура. Важна не столько сама аминокислотная последовательность белка (первичная структура), сколько способ ее укладки в пространстве. По всей длине полипептидной цепи ионы водорода образуют регулярные водородные связи, которые придают ей форму спирали либо слоя (вторичная структура). Из комбинации таких спиралей и слоев возникает компактная форма следующего порядка - третичная структура белка. Вокруг связей, удерживающих мономерные звенья цепи, возможны повороты на небольшие углы. Поэтому с чисто геометрической точки зрения число возможных конфигураций для любой полипептидной цепи бесконечно велико. В действительности же каждый белок существует в норме только в одной конфигурации, определяемой его аминокислотной последовательностью. Структура эта не жесткая, она как бы "дышит" - колеблется вокруг некой средней конфигурации. Цепь складывается в такую конфигурацию, при которой свободная энергия (способность производить работу) минимальна, подобно тому как отпущенная пружина сжимается лишь до состояния, соответствующего минимуму свободной энергии. Нередко одна часть цепи бывает жестко сцеплена с другой дисульфидными (-S-S-) связями между двумя остатками цистеина. Отчасти именно поэтому цистеин среди аминокислот играет особо важную роль. Сложность строения белков столь велика, что пока еще невозможно вычислить третичную структуру белка, если даже известна его аминокислотная последовательность. Но если удается получить кристаллы белка, то его третичную структуру можно определить по дифракции рентгеновских лучей. У структурных, сократительных и некоторых других белков цепи вытянуты и несколько лежащих рядом слегка свернутых цепей образуют фибриллы; фибриллы, в свою очередь, складываются в более крупные образования - волокна. Однако большинство белков в растворе имеет глобулярную форму: цепи свернуты в глобуле, как пряжа в клубке. Свободная энергия при такой конфигурации минимальна, поскольку гидрофобные ("отталкивающие воду") аминокислоты скрыты внутри глобулы, а гидрофильные ("притягивающие воду") находятся на ее поверхности. Многие белки - это комплексы из нескольких полипептидных цепей. Такое строение называется четвертичной структурой белка. Молекула гемоглобина, например, состоит из четырех субъединиц, каждая из которых представляет собой глобулярный белок. Структурные белки благодаря своей линейной конфигурации образуют волокна, у которых предел прочности на разрыв очень высок, глобулярная же конфигурация позволяет белкам вступать в специфические взаимодействия с другими соединениями. На поверхности глобулы при правильной укладке цепей возникают определенной формы полости, в которых размещены реакционноспособные химические группы. Если данный белок - фермент, то другая, обычно меньшая, молекула какого-то вещества входит в такую полость подобно тому, как ключ входит в замок; при этом меняется конфигурация электронного облака молекулы под влиянием находящихся в полости химических групп, и это вынуждает ее определенным образом реагировать. Таким способом фермент катализирует реакцию. В молекулах антител тоже имеются полости, в которых различные чужеродные вещества связываются и тем самым обезвреживаются. Модель "ключа и замка", объясняющая взаимодействие белков с другими соединениями, позволяет понять специфичность ферментов и антител, т.е. их способность реагировать только с определенными соединениями. Белки у разных видов организмов. Белки, выполняющие одну и ту же функцию у разных видов растений и животных и потому носящие одно и то же название, имеют и сходную конфигурацию. Они, однако, несколько различаются по своей аминокислотной последовательности. По мере того как виды дивергируют от общего предка, некоторые аминокислоты в определенных положениях замещаются в результате мутаций другими. Вредные мутации, являющиеся причиной наследственных болезней, выбраковываются естественным отбором, но полезные или по крайней мере нейтральные могут сохраняться. Чем ближе друг к другу два каких-нибудь биологических вида, тем меньше различий обнаруживается в их белках. Некоторые белки меняются относительно быстро, другие весьма консервативны. К последним принадлежит, например, цитохром с - дыхательный фермент, имеющийся у большинства живых организмов. У человека и шимпанзе его аминокислотные последовательности идентичны, а в цитохроме с пшеницы иными оказались лишь 38% аминокислот. Даже сравнивая человека и бактерии, сходство цитохромов с (различия затрагивают здесь 65% аминокислот) все еще можно заметить, хотя общий предок бактерии и человека жил на Земле около двух миллиардов лет назад. В наше время сравнение аминокислотных последовательностей часто используют для построения филогенетического (генеалогического) древа, отражающего эволюционные связи между разными организмами.Денатурация. Синтезированная молекула белка, складываясь, приобретает свойственную ей конфигурацию. Эта конфигурация, однако, может разрушиться при нагревании, при изменении рН, под действием органических растворителей и даже при простом взбалтывании раствора до появления на его поверхности пузырьков. Измененный таким образом белок называют денатурированным; он утрачивает свою биологическую активность и обычно становится нерастворимым. Хорошо знакомые всем примеры денатурированного белка - вареные яйца или взбитые сливки. Небольшие белки, содержащие всего лишь около сотни аминокислот, способны ренатурировать, т.е. вновь приобретать исходную конфигурацию. Но большинство белков превращается при этом просто в массу спутанных полипептидных цепей и прежнюю конфигурацию не восстанавливает. Одна из главных трудностей при выделении активных белков связана с их крайней чувствительностью к денатурации. Полезное применение это свойство белков находит при консервировании пищевых продуктов: высокая температура необратимо денатурирует ферменты микроорганизмов, и микроорганизмы погибают.СИНТЕЗ БЕЛКОВ Для синтеза белка живой организм должен располагать системой ферментов, способных присоединять одну аминокислоту к другой. Необходим также источник информации, которая бы определяла, какие именно аминокислоты следует соединять. Поскольку в организме имеются тысячи видов белков и каждый из них состоит в среднем из нескольких сотен аминокислот, необходимая информация должна быть поистине огромной. Хранится она (подобно тому, как хранится запись на магнитной ленте) в молекулах нуклеиновых кислот, из которых состоят гены.См. также НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ;НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ.Активация ферментов. Синтезированная из аминокислот полипептидная цепь - это далеко не всегда белок в его окончательной форме. Многие ферменты синтезируются сначала в виде неактивных предшественников и переходят в активную форму лишь после того, как другой фермент удалит на одном из концов цепи несколько аминокислот. В такой неактивной форме синтезируются некоторые из пищеварительных ферментов, например трипсин; эти ферменты активируются в пищеварительном тракте в результате удаления концевого фрагмента цепи. Гормон инсулин, молекула которого в активной форме состоит из двух коротких цепей, синтезируется в виде одной цепи, т.н. проинсулина. Затем средняя часть этой цепи удаляется, а оставшиеся фрагменты связываются друг с другом, образуя активную молекулу гормона. Сложные белки образуются лишь после того, как к белку будет присоединена определенная химическая группа, а для этого присоединения часто тоже требуется фермент.Метаболический кругооборот. После скармливания животному аминокислот, меченных радиоактивными изотопами углерода, азота или водорода, метка быстро включается в его белки. Если меченые аминокислоты перестают поступать в организм, то количество метки в белках начинает снижаться. Эти эксперименты показывают, что образовавшиеся белки не сохраняются в организме до конца жизни. Все они, за немногими исключениями, находятся в динамичном состоянии, постоянно распадаются до аминокислот, а затем вновь синтезируются. Некоторые белки распадаются, когда гибнут и разрушаются клетки. Это постоянно происходит, например, с эритроцитами и клетками эпителия, выстилающего внутреннюю поверхность кишечника. Кроме того, распад и ресинтез белков протекают и в живых клетках. Как ни странно, о распаде белков известно меньше, чем об их синтезе. Ясно, однако, что в распаде участвуют протеолитические ферменты, сходные с теми, которые расщепляют белки до аминокислот в пищеварительном тракте. Период полураспада у разных белков различен - от нескольких часов до многих месяцев. Единственное исключение - молекулы коллагена. Однажды образовавшись, они остаются стабильными, не обновляются и не замещаются. Со временем, однако, меняются некоторые их свойства, в частности эластичность, а поскольку они не обновляются, следствием этого оказываются определенные возрастные изменения, например появление морщин на коже.Синтетические белки. Химики давно уже научились полимеризовать аминокислоты, но аминокислоты соединяются при этом неупорядоченно, так что продукты такой полимеризации мало похожи на природные. Правда, имеется возможность соединять аминокислоты в заданном порядке, что позволяет получать некоторые биологически активные белки, в частности инсулин. Процесс достаточно сложен, и таким способом удается получать лишь те белки, в молекулах которых содержится около сотни аминокислот. Предпочтительнее вместо этого синтезировать или выделить нуклеотидную последовательность гена, соответствующую желаемой аминокислотной последовательности, а затем ввести этот ген в бактерию, которая и будет вырабатывать путем репликации большое количество нужного продукта. У этого метода, впрочем, тоже есть свои недостатки.См. также ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ.БЕЛКИ И ПИТАНИЕ Когда белки в организме распадаются до аминокислот, эти аминокислоты могут быть снова использованы для синтеза белков. В то же время и сами аминокислоты подвержены распаду, так что они реутилизируются не полностью. Ясно также, что в период роста, при беременности и заживлении ран синтез белков должен превышать распад. Некоторые же белки организм непрерывно теряет; это белки волос, ногтей и поверхностного слоя кожи. Поэтому для синтеза белков каждый организм должен получать аминокислоты с пищей.Источники аминокислот. Зеленые растения синтезируют из СО2, воды и аммиака или нитратов все 20 аминокислот, встречающихся в белках. Многие бактерии тоже способны синтезировать аминокислоты при наличии сахара (или какого-нибудь его эквивалента) и фиксированного азота, но и сахар, в конечном счете, поставляется зелеными растениями. У животных способность к синтезу аминокислот ограниченна; они получают аминокислоты, поедая зеленые растения или других животных. В пищеварительном тракте поглощенные белки расщепляются до аминокислот, последние всасываются, и уже из них строятся белки, характерные для данного организма. Ни один поглощенный белок не включается в структуры тела как таковой. Единственное исключение заключается в том, что у многих млекопитающих часть материнских антител может в интактном виде попасть через плаценту в кровоток плода, а через материнское молоко (особенно у жвачных) быть передано новорожденному сразу же после его появления на свет.Потребность в белках. Ясно, что для поддержания жизни организм должен получать с пищей некоторое количество белков. Однако размеры этой потребности зависят от ряда факторов. Организму необходима пища и как источник энергии (калорий), и как материал для построения его структур. На первом месте стоит потребность в энергии. Это значит, что, когда углеводов и жиров в рационе мало, пищевые белки используются не для синтеза собственных белков, а в качестве источника калорий. При длительном голодании даже собственные белки расходуются на удовлетворение энергетических нужд. Если же углеводов в рационе достаточно, то потребление белков может быть снижено.Азотистый баланс. В среднем ок. 16% всей массы белка составляет азот. Когда входившие в состав белков аминокислоты расщепляются, содержавшийся в них азот выводится из организма с мочой и (в меньшей мере) с калом в виде различных азотистых соединений. Удобно поэтому для оценки качества белкового питания использовать такой показатель, как азотистый баланс, т.е. разность (в граммах) между количеством азота, поступившего в организм, и количеством выведенного азота за сутки. При нормальном питании у взрослого эти количества равны. У растущего организма количество выведенного азота меньше количества поступившего, т.е. баланс положителен. При нехватке белков в рационе баланс отрицателен. Если калорий в рационе достаточно, но белки в нем полностью отсутствуют, организм сберегает белки. Белковый обмен при этом замедляется, и повторная утилизация аминокислот в синтезе белка идет с максимально возможной эффективностью. Однако потери неизбежны, и азотистые соединения все же выводятся с мочой и частично с калом. Количество азота, выведенного из организма за сутки при белковом голодании, может служить мерой суточной нехватки белка. Естественно предположить, что, введя в рацион количество белка, эквивалентное этому дефициту, можно восстановить азотистый баланс. Однако это не так. Получив такое количество белка, организм начинает использовать аминокислоты менее эффективно, так что для восстановления азотистого баланса требуется некоторое дополнительное количество белка. Если количество белка в рационе превышает необходимое для поддержания азотистого баланса, то вреда от этого, по-видимому, нет. Избыток аминокислот просто используется как источник энергии. В качестве особенно яркого примера можно сослаться на эскимосов, которые потребляют мало углеводов и примерно в десять раз больше белка, чем требуется для поддержания азотистого баланса. В большинстве случаев, однако, использование белка в качестве источника энергии невыгодно, поскольку из определенного количества углеводов можно получить намного больше калорий, чем из такого же количества белка. В бедных странах население получает необходимые калории за счет углеводов и потребляет минимальное количество белка. Если необходимое число калорий организм получает в форме небелковых продуктов, то минимальное количество белка, обеспечивающее поддержание азотистого баланса, составляет для взрослого человека ок. 30 г в день. Примерно столько белка содержится в четырех ломтиках хлеба или 0,5 л молока. Оптимальным считают обычно несколько большее количество; рекомендуется от 50 до 70 г.Незаменимые аминокислоты. До сих пор белок рассматривался как нечто целое. Между тем для того, чтобы мог идти синтез белка, в организме должны присутствовать все необходимые аминокислоты. Некоторые из аминокислот организм животного сам способен синтезировать. Их называют заменимыми, поскольку они не обязательно должны присутствовать в рационе, - важно лишь, чтобы в целом поступление белка как источника азота было достаточным; тогда при нехватке заменимых аминокислот организм может синтезировать их за счет тех, что присутствуют в избытке. Остальные, "незаменимые", аминокислоты не могут быть синтезированы и должны поступать в организм с пищей. Для человека незаменимыми являются валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, фенилаланин, триптофан, гистидин, лизин и аргинин. (Хотя аргинин и может синтезироваться в организме, его относят к незаменимым аминокислотам, поскольку у новорожденных и растущих детей он образуется в недостаточном количестве. С другой стороны, для человека зрелого возраста поступление некоторых из этих аминокислот с пищей может стать необязательным.) Этот список незаменимых аминокислот приблизительно одинаков также и у других позвоночных и даже у насекомых. Питательную ценность белков обычно определяют, скармливая их растущим крысам и следя за прибавкой веса животных.Питательная ценность белков. Питательную ценность белка определяют по той незаменимой аминокислоте, которой более всего не хватает. Проиллюстрируем это на примере. В белках нашего тела содержится в среднем ок. 2% триптофана (по весу). Допустим, что в рацион входит 10 г белка, содержащего 1% триптофана, и что других незаменимых аминокислот в нем достаточно. В нашем случае 10 г этого неполноценного белка по сути эквивалентны 5 г полноценного; остальные 5 г могут послужить только источником энергии. Отметим, что, поскольку аминокислоты в организме практически не запасаются, а для того чтобы мог идти синтез белка, должны одновременно присутствовать все аминокислоты, эффект от поступления незаменимых аминокислот можно обнаружить лишь в том случае, если все они поступят в организм одновременно. Усредненный состав большей части животных белков близок к усредненному составу белков человеческого тела, так что аминокислотная недостаточность нам вряд ли грозит, если наш рацион богат такими продуктами, как мясо, яйца, молоко и сыр. Однако есть белки, например желатин (продукт денатурации коллагена), которые содержат очень мало незаменимых аминокислот. Растительные белки, хотя они в этом смысле и лучше желатина, тоже бедны незаменимыми аминокислотами; особенно мало в них лизина и триптофана. Тем не менее и чисто вегетарианскую диету вовсе нельзя считать вредной, если только при этом потребляется несколько большее количество растительных белков, достаточное для того, чтобы обеспечить организм незаменимыми аминокислотами. Больше всего белка содержится у растений в семенах, особенно в семенах пшеницы и различных бобовых культур. Богаты белком также и молодые побеги, например у спаржи.Синтетические белки в рационе. Добавляя небольшие количества синтетических незаменимых аминокислот или богатых ими белков к неполноценным белкам, например к белкам кукурузы, можно значительно повысить питательную ценность последних, т.е. тем самым как бы увеличить количество потребляемого белка. Другая возможность состоит в выращивании бактерий или дрожжей на углеводородах нефти с добавлением нитратов или аммиака в качестве источника азота. Полученный таким путем микробный белок может служить кормом для домашней птицы или скота, а может и непосредственно потребляться человеком. Третий, широко применяющийся, метод использует особенности физиологии жвачных животных. У жвачных в начальном отделе желудка, т.н. рубце, обитают особые формы бактерий и простейших, которые превращают неполноценные растительные белки в более полноценные микробные белки, а эти, в свою очередь, - после переваривания и всасывания - превращаются в животные белки. К корму скота можно добавить мочевину - дешевое синтетическое азотсодержащее соединение. Обитающие в рубце микроорганизмы используют азот мочевины для превращения углеводов (которых в корме значительно больше) в белок. Около трети всего азота в корме скота может поступать в виде мочевины, что по сути и означает в определенной мере химический синтез белка. В США этот метод играет важную роль как один из способов получения белка.ЛИТЕРАТУРА

Белками, или протеинами (от греч. ргоtos;- первый, первоначальный), называют высокомолекулярные природные азотсодержащие соединения, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Белки синтезируются из аминокислот и превращаются в аминокислоты при переваривании в желудочно-кишечном тракте или катаболизме в организме. Природных аминокислот насчитывается около 150, но в состав белков пищи входят лишь 20 индивидуальных аминокислот.

Аминокислоты, составляющие белки тела и пищи

Свойства белков определяются набором аминокислот, из которых они состоят, общим числом аминокислот и последовательностью, в которой они соединяются друг с другом. Комбинация из 20 аминокислот, каждая из которых может встречаться в белке сколько угодно раз, позволяет создавать практически неограниченное количество уникальных белковых молекул. Организм человека содержит, по меньшей мере, 30 000 различных белков, только в печени насчитывается более 1000 белков-ферментов.

Последовательность соединения аминокислотных остатков в полипептидной цепи всегда задана генетически и называется первичной структурой белка. Способ укладки полипептидной цепи с образованием спирали часто называют вторичной структурой. Дальнейшая укладка молекулы приводит к формированию третичной структуры. Белковая молекула может состоять из одной или нескольких полипептидных цепей. Совокупность белковых единиц определяет четвертичную структуру.

По степени сложности белки делят на протеины (простые белки), состоящие только из остатков аминокислот, и протеиды (сложные белки), состоящие из белковой (апобелок) и небелковой частей (простетическая группа).

Функции белка

Белки являются обязательными компонентами всех живых клеток. Одна пятая часть тела человека состоит из белка. Белок содержится практически во всех органах и тканях. Только моча и желчь в норме не содержат белка. Половина всего белка находится в мышцах,1/5- в костях и хрящах, 1/10 - в коже. Волосы, кожа, ногти также содержат белок кератин. Этот белок не переваривается и не усваивается в кишечнике.

Биологические функции белков крайне разнообразны. С участием белков осуществляются рост и размножение клеток. Они выполняют каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны), структурные (коллаген), сократительные (миозин), транспортные (гемоглобин, миоглобин), защитные (иммуноглобулины, интерферон), запасные (альбумин) и другие функции. Белки составляют основу биологических клеточных мембран - важнейшей составной части клетки и клеточных органелл.

При участии белков регулируется и поддерживается нормальный водный баланс организма, сохраняются нормальные рН среды. Белки крови создают онкотическое давление, которое удерживает жидкость в кровеносных сосудах и препятствует накоплению жидкости во внеклеточном пространстве. При сниженном уровне белков в плазме крови онкотическое давление не уравновешивает осмотическое давление, которое выталкивает жидкость из сосудов. Это приводит к развитию отеков («голодные отеки»).

С точки зрения питания белки - важнейшая составная часть пищи человека и животных. Они являются источниками необходимых организму аминокислот.

Незаменимые и заменимые аминокислоты

Снабжение организма человека необходимым количеством аминокислот - основная функция белка в питании. С точки зрения науки о питании аминокислоты делят на незаменимые и заменимые. Следует подчеркнуть, что незаменимые и заменимые аминокислоты в равной степени важны для построения белков организма.

Девять из 20 аминокислот являются незаменимыми, т.е. они не синтезируются в организме человека и обязательно должны поступать с пищей. К ним относятся валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан, гистидин. Гистидин относят к незаменимым аминокислотам только для новорожденных. Если количество этих аминокислот в пище недостаточно, нормальное развитие и функционирование организма человека нарушается.

Остальные 11 аминокислот относятся к заменимым. При достаточном поступлении с пищей белкового азота заменимые аминокислоты синтезируются с использованием азота других заменимых аминокислот или азота заменимых аминокислот.

С другой стороны, определенное количество заменимых аминокислот также должно поступать с пищей. В противном случае на их образование станут расходоваться незаменимые аминокислоты. Абсолютно метаболически заменимыми являются глутаминовая кислота и серин. Современные данные свидетельствуют о том, что биосинтез заменимых аминокислот в количествах, обеспечивающих полностью потребности организма, невозможен.

С точки зрения питания и обеспечения организма аминокислотами деление на заменимые и незаменимые аминокислоты остается незыблемым.

Оценка качества пищевых белков

В пищеварительном тракте белки расщепляются до аминокислот, которые всасываются и используются на образование новых белков организма либо расходуются на получение энергии, либо аминокислоты являются предшественниками для образования новых заменимых аминокислот.

Качество пищевого белка определяется наличием в нем полного набора незаменимых аминокислот в определенном количестве и в определенном соотношении с заменимыми аминокислотами.

Качество пищевого белка оценивается рядом биологических и химических методов.

Биологическая ценность белка

Под биологической ценностью белка (или содержащей белок пищи) подразумевают долю задержки азота в организме от всего всосавшегося азота. Измерение биологической ценности белка основывается на том, что задержка азота в организме выше при адекватном содержании незаменимых аминокислот в пищевом белке, достаточном для поддержания роста организма.

Чистая утилизация белка

Этот показатель качества пищевого белка характеризует не только степень задержки азота, но и количество перевариваемого белка. Чистая утилизация белка также характеризует степень задержки азота в организме, но с поправкой на перевариваемость белка в желудочно-кишечном тракте.

Коэффициент эффективности белка

Показатель коэффициента эффективности белка основан на предположении, что прирост массы тела растущих животных пропорционален количеству потребленного белка.

Аминокислотный скор белка

Качество пищевого белка может оцениваться путем сравнении его аминокислотного состава с аминокислотным составом стандартного или «идеального» белка. Понятие «идеальный» белок включает представление о гипотетическом белке высокой пищевой ценности, удовлетворяющем потребность организма человека в незаменимых аминокислотах. Для взрослого человека в качестве «идеального» белка применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ. Аминокислотная шкала показывает содержание каждой из незаменимых аминокислот в 100 г стандартного белка.

Расчет аминокислотного скора для определения биологической ценности исследуемого белка проводят следующим образом. Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в «идеальном» белке принимают за 100%, а в исследуемом - определяют процент соответствия:

Здравствуйте. В этой статье логичным будет рассмотреть функции белков, то, как они влияют на рост мышц, все незаменимые аминокислоты и другие важнейшие, в нашем случае, практические рекомендации. Погнали.

Функции белков в нашем организме

Белки в нашем организме выполняют множество функций.

Они выполняют транспортную функцию (т.к. инсулин тоже является белком), рецепторную (связывание гормонов, тестостерон в том числе), сократительную, защитную (иммуноглобулин), резервную (когда нет , сжигаем белок) и другие функции.

Для бодибилдеров в особенности, это незаменимые органические вещества, которые напрямую связаны с мышечным ростом.

Вот список незаменимых аминокислот:

• валин ;
• изолейцин ;
• лейцин ;
• лизин;
• метионин;
• треонин;
• триптофан;
• фенилаланин;

Почему три из них я выделил жирным шрифтом?

Надо сказать, что самыми важными, с точки зрения мышечного роста, являются именно три аминокислоты из этого списка: ЛЕЙЦИН, ИЗОЛЕЙЦИН и ВАЛИН! Это так называемые аминокислоты ВСАА, с разветвлённой цепочкой.

Они составляют 35% ВСЕХ АМИНОКИСЛОТ В МЫШЦАХ! Только представьте себе! Существует 20 аминокислот, а ТРЕТЬ всех мышц в организме состоит именно из этих ТРЁХ аминокислот.

Они отличаются тем, что в отличие от остальных 17 аминокислот МЕТАБОЛИЗИРУЮТСЯ ИМЕННО В МЫШЦАХ! Т.е. служат основным «топливом» для наших мышц.

Надо сказать, ВСАА – это одна из самых рабочих спортивных добавок в бодибилдинге . Я рассказал в одной из статей про .

О других добавках, которые реально работают я рассказал в классной статье по этой ссылке:

Для детей незаменимыми также являются

• аргинин;
• гистидин;

Помните, что аргинин является одним из основных донаторов азота, который создаёт положительный азотистый баланс, так важный для мышечного роста? Можете прочитать об этом в моей статье про .

Азотистый баланс – это соотношение поступившего в организм с пищей азота и выделенного.

Если упростить это понятие, то можно сказать, что азотистый баланс – это соотношение съеденного нами белка и разрушенного, т.к. основным источником азота в организме является БЕЛОК!

Как вы понимаете, для мышечного роста ОБЯЗАТЕЛЬНО НУЖЕН ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС ! Т.е. белка должно поступать БОЛЬШЕ, чем разрушаться.

Собственно говоря, положительный азотистый баланс – это СИНОНИМ АНАБОЛИЗМА (роста)! А отрицательный азотистый баланс – катаболизма (разрушения).

Часть протеинов (белков) распадается во время суток, выделяя энергию для нашего существования, а содержащийся в них азот выводится вместе с мочой.

Как правило, организм каждого человека теряет около 30 грамм белка в сутки, поэтому белок должен постоянно присутствовать в нашем рационе.

Суточная норма белка для людей, которые не занимаются спортом:

• Для мужчин: 35-40 г.
• Для женщин: 30 г.

Как вы понимаете, для спортсменов, которые наращивают мышечную массу, норма будет совсем другая, около 1,5-2,5 г/кг.

К примеру, если в вас 70 кг веса, то ваша ежедневная норма будет 105-175 г. белка.

Выше я говорил о трудностях тех людей, которые не едят мясо (веганах, вегетарианцах). Важно учитывать ЦЕННОСТЬ съедаемого белка! Если в белке нет или очень мало незаменимых аминокислот, то он обладает МАЛОЙ ЦЕННОСТЬЮ! Соответственно, такие белки должны потребляться в большом количестве.

Малой ценностью обладает белок из бобовых культур (содержат мало метионина), пшеницы (мало лизина), сои (мало триптофана) и т.д.

Необходимо потреблять их БОЛЬШЕ и ГРАМОТНО КОМБИНИРОВАТЬ, если вы вегетарианец, либо употреблять спортивное питание.

Иначе будет нарушение обмена веществ в лучшем случае и смерть в худшем.

ПОЛНОЦЕННЫМ АМИНОКИСЛОТНЫМ СОСТАВОМ обладает животный белок (мясо, рыба, яйца и т.д.), а также белок молока и производимых из него продуктов (сыр, творог и т.д.).

Поэтому необходимо чтобы в вашем рационе было от 60 до 80% ЖИВОТНОГО ВЫСОКОЦЕННОГО БЕЛКА! Это обеспечит вас полным набором всех незаменимых аминокислот.

Остальные 20-40% должны приходиться на белок растительного происхождения. Именно такая пропорция (70/30, 80/20) должна быть ПРИ КАЖДОМ ПРИЁМЕ ПИЩИ, для улучшения анаболизма (мышечного роста).

Кстати, у меня есть очень крутая статья про . Также, там есть множество рецептов белковых коктейлей для похудения, которые вы легко сможете приготовить дома.

Усвоение белка

Ни один из полученных белков не встраивается в наш организм в первоначальном виде.

Когда мы съели пищу, содержащую белок (мясо, рыба, яйца, молоко, кефир, творог, сыр, горох, соя, пшеница и т.д.), он попадает в желудок, где денатурируется под действием соляной кислоты и расщепляется ферментами на аминокислоты.

Именно из этих аминокислот формируются белковые молекулы, которые идут на построение клеток.

Сколько белка можно усвоить за раз и за день

Раньше в 80-х годах существовало мнение, что за раз можно усвоить только 30 грамм белка. Хотя атлеты сплошь и рядом нарушали это правило и потребляли по 50-100 г. белка за один приём пищи. Результат был заметен невооружённым глазом.

Сейчас профессиональные атлеты потребляют 200 и даже 300 грамм белка ежедневно.

Я бы посоветовал остановиться на норме около 1,5-2 грамм на 1 кг веса тела. Именно столько потребляю я и вижу постоянный рост.

Иногда бывает очень трудно набрать нужное количество белка, т.к. времени поесть бывает не у всех. Есть НУЖНО ВСЁ РАВНО, поэтому я всегда предлагаю людям выходить из ситуации, потребляя протеиновые коктейли.

В одной порции протеинового коктейля около 20-30 грамм белка, чего большинству будет вполне достаточно.

Выводы

• Аминокислоты – это кирпичики, из которых строятся (синтезируются) молекулы белка.
• Из 20, используемых при синтезе белка, аминокислот 12 организм способен синтезировать самостоятельно, а 8 необходимо получать с пищей.
• Полным аминокислотным составом, содержащим все 8 незаменимых аминокислот, обладает ЖИВОТНЫЙ БЕЛОК.
• Чтобы ваши мышцы росли необходимо поддерживать ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ АЗОТИСТЫЙ БАЛАНС, т.е. потреблять ежедневно достаточное количество белка (1,5-2 г/кг).
• Три самых важных аминокислоты, из которых на 35% состоят наши мышцы – это ЛЕЙЦИН, ИЗОЛЕЙЦИН, ВАЛИН (аминокислоты с разветвлённой цепочкой BCAA).

На этом всё. Функции белка, как вы понимаете, очень важны. Следите за своим питанием, потребляйте незаменимые аминокислоты с пищей и будет вам счастье и качественный рост.

P.S. Подписывайтесь на обновления блога . Дальше будет только круче.

С уважением и наилучшими пожеланиями, !

Кроме последовательности аминокислот полипептида (первичной структуры), крайне важна трёхмерная структура белка, которая формируется в процессе сворачивания (фолдинга (от англ. folding), то есть сворачивание). Трёхмерная структура формируется в результате взаимодействия структур более низких уровней. Выделяют четыре уровня структуры белка:

Уровни структуры белков: 1 - первичная, 2 - вторичная, 3 - третичная, 4 - четвертичная Третичная структура

Пространственное строение полипептидной цепи - взаимное расположение элементов вторичной структуры, стабилизированное взаимодействием между боковыми цепями аминокислотных остатков. В стабилизации третичной структуры принимают участие:

ковалентные связи (между двумя цистеинами - дисульфидные мостики);

ионные (электростатические) взаимодействия (между противоположно заряженными аминокислотными остатками);

водородные связи;

гидрофобные взаимодействия.

Разные способы изображения трёхмерной структуры белка на примере фермента триозофосфатизомеразы. Слева - «палочковая» модель, с изображением всех атомов и связей между ними; цветами показаны элементы. В середине изображены структурные мотивы, альфа-спирали и бета-листы. Справа изображена контактная поверхность белка, на основании Ван-дер-Ваальсовых радиусов атомов; цветами показаны особенности активности участков

Белки разделяют на группы согласно их трёхмерной структуре. Например, изображённый на картинке справа белок, триозофосфатизомераза, состоит из восьми альфа-спиралей, расположенных на внешней поверхности структуры и восьми параллельных бета-слоёв внутри структуры. Белки с подобным тёхмерным строением называются альфабета-баррелы (от англ. barrel - бочка).

Четверичная структура

Субъединичная структура белка. Взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса.

Также выделяют:

Трёхмерную структуру белка - набор пространственных координат, составляющих белок атомов.

Субъединичную (доменную) структуру белка - последовательность участков белка, имеющих известную функцию или определённую трёхмерную структуру.

Гидрофобное ядро , обеспечивающее сворачивание белка.

Изображение модели комплекса бактериальных шаперонов GroES и GroEL (вид сверху). Аггрегированный белок поступает в центральную полость комплекса, где в результате гидролиза АТФ происходит изменение его структуры

Образование и поддержание структуры белков в живых организмах

Способность белков восстанавливать правильную трёхмерную структуру после денатурации позволила выдвинуть гипотезу о том, что вся информация о конечной структуре белка содержится в его аминокислотной последовательности. В настоящее время общепризнана теория о том, что в результате эволюции стабильная конформация белка обладает минимальной свободной энергией по сравнению с другими возможными конформациями этого полипептида

Тем не менее, в клетках существует группа белков, функция которых - обеспечение восстановления структуры белков после повреждения, а также создание и диссоциация белковых комплексов. Эти белки называются шаперонами. Концентрация многих шаперонов в клетке возрастает при резком повышении температуры окружающей среды, поэтому они относятся к группе Hsp (англ. heat shock proteins - белки теплового шока). Важность нормальной работы шаперонов для функционирования организма может быть проиллюстрирована на примере шаперона, альфа-кристаллина, входящего в состав хрусталика глаза человека. Мутации в этом белке приводят к помутнению хрусталика из-за аггрегирования белков и, как результат, к катаракте.

История изучения

Химический синтез

Короткие белки могут быть синтезированы химическим путём с помощью группы методов, которые используют органический синтез - например, химическое лигирование. Большинство методов химического синтеза проходят в направлении от С-конца к N-концу, в противоположность биосинтезу. Таким образом можно получить короткий иммунногенный пептид (эпитоп), необходимый для получения антител путём инъекции в животных, или получения гибридо?м; химический синтез также используется для получения ингибиторов некоторых ферментов. Химический синтез позволяет вводить искусственные, то есть не встречающиеся в обычных белках аминокислоты - например, присоединять флюоресцентные метки к боковым цепям аминокислот. Однако химические методы синтеза неэффективны при длине белков более 300 аминокислот; кроме того, искусственные белки могут иметь неправильную третичную структуру, и у аминокислот искусственных белков отсутствуют посттрансляционные модификации.

Биосинтез белков Молекулярная модель малой (слева) и большой (справа) субъединиц бактериальной рибосомы - молекулярной машины, синтезирующей белки. Голубым цветом показаны белки в составе рибосомы, но основную структурную роль выполняет рРНК. Универсальный способ: рибосомный синтез

Белки синтезируются живыми организмами из аминокислот на основе информации, закодированной в генах. Каждый белок состоит из уникальной последовательности аминокислот, которая определяется нуклеотидной последовательностью гена, кодирующего данный белок. Генетический код составляется из трёхбуквенных «слов», называемых кодонами; каждый кодон отвечает за присоединение к белку одной аминокислоты: например, сочетание АУГ соответствует метионину. Поскольку ДНК состоит из четырёх типов нуклеотидов, то общее число возможных кодонов равно 64; а так как в белках используется 20 аминокислот, то многие аминокислоты определяются более, чем одним кодоном. Гены, кодирующие белки сначала транскрибируются в последовательность нуклеотидов матричной РНК (мРНК) белками РНК-полимеразами.

У прокариот мРНК может считываться рибосомами в аминокислотную последовательность белков сразу после транскрипции, а у эукариот она транспортируется из ядра в цитоплазму, где находятся рибосомы. Скорость синтеза белков выше у прокариот и может достигать 20 аминокислот в секунду

Процесс синтеза белка с мРНК называется трансляцией. Во время начальной стадии биосинтеза белков, инициации, обычно метиониновый кодон узнаётся малой субъединицей рибосомы, к которой при помощи белковых факторов инициации присоединена метиониновая транспортная РНК (тРНК). После узнавания стартового кодона к малой субъединице присоединяется большая субъединица и начинается вторая стадия трансляции - элонгация. При каждом движении рибосомы от 5" к 3" концу мРНК считывается один кодон путём образования водородных связей между тремя нуклеотидами (кодоном) мРНК и комплементарным ему антикодоном транспортной РНК, к которой присоединена соответствующая аминокислота. Синтез пептидной связи катализируется рибосомальной РНК рРНК, образующей пептидилтрансферазный центр рибосомы. Рибосомальная РНК (рРНК) катализирует образование пептидной связи между последней аминокислотой растущего пептида и аминокислотой, присоединённой к тРНК, позиционируя атомы азота и углерода в положении, благоприятном для прохождения реакции. Ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы присоединяют аминокислоты к их тРНК. Третья, и последняя стадия трансляции, терминация, происходит при достижении рибосомой стоп-кодона, после чего белковые факторы терминации гидролизуют последнюю тРНК от белка, прекращая его синтез. Таким образом, в рибосомах белки всегда синтезируются от N- к C- концу.

Нерибосомный синтез

У низших грибов и некоторых бактерий существует менее распространённый способ биосинтеза белков, который не требует участия рибосом. Синтез пептидов, обычно вторичных метаболитов, проводится высокомолекулярным белковым комплексом, так называемой НРС-синтазой. НРС-синтаза обычно состоит из нескольких доменов или отдельных белков, осуществляющих селекцию аминокислот, образование пептидной связи, высвобождение синтезированного пептида и, иногда, домен, способный изомеризовать L-аминокислоты (нормальная форма) в D-форму.

Посттрансляционная модификация белков

После завершения трансляции и высвобождения белка из рибосомы аминокислоты в составе полипептидной цепи подвергаются разнообразным химическим модификациям. Примерами посттрансляционной модификации служит:

присоединение различных функциональных групп (ацетил-, метил- и фосфатных групп);

присоединение липидов и углеводородов;

изменение стандартных аминокислот на нестандартные (образование цитруллина);

образование структурных изменений (образование дисульфидных мостиков между цистеинами);

удаление части белка как в начале (сигнальная последовательность), так и в отдельных случаях в середине (инсулин);

добавление небольших белков, которые влияют на деградацию белков (сумоилирование и убиквитинирование).

При этом тип модификации может быть как универсальным - добавление цепей, состоящих из мономеров убиквитина, служит сигналом для деградации этого белка протеосомой, так и специфическим для данного белка. В то же время один и тот же белок может подвергаться многочисленным модификациям. Так гистоны, белки входящие в состав хроматина у эукариот, в разных условиях могут подвергаться до 150 различных модификаций.

Молекулы убиквитина (оранжевые и розовые) присоединены к белку Src (голубой), направляя его к деградации

Функции белков в организме

Так же как и другие биологические макромолекулы (полисахариды, липиды) и нуклеиновые кислоты, белки - необходимые компоненты всех живых организмов, и участвуют в каждом внутреннем процессе клетки. Белки осуществляют обмен веществ и энергетические превращения. Белки входят в состав клеточных структур - органелл или секретируются во внеклеточное пространство для обмена сигналами между клетками и гидролиза пищевых субстратов. Следует отметить, что классификация белков по их функции достаточно условна, потому что у эукариот один и тот же белок может выполнять несколько функций. Хорошо изученным примером такой многофункциональности служит лизил-тРНК-синтетаза - фермент из класса аминоацил-тРНК синтетаз, который не только присоединяет лизин к тРНК, но и регулирует транскрипцию нескольких генов

Каталитическая функция

Наиболее хорошо известная роль белков в организме - катализ различных химических реакций. Ферменты - группа белков, обладающая специфическими каталитическими свойствами, то есть каждый фермент катализирует одну или несколько сходных реакций. Ферменты катализируют реакции расщепления сложных молекул (катаболизм) и их синтеза (анаболизм), а также репликации и репарации ДНК и синтезе РНК. Известно несколько тысяч ферментов; среди них такие, как например пепсин, расщепляют белки в процессе пищеварения. В процесс пострансляционной модификации некоторые ферменты добавляют или удаляют химические группы на других белках. Известно около 4000 реакций, катализируемых белками. Ускорение реакции в результате ферментативного катализа иногда огромно: например, реакция, катализируемая ферментом оротат-карбоксилазой протекает в 10 17 быстрее некатализируемой (78 миллионов лет без фермента, 18 миллисекунд с участием фермента). Молекулы, которые присоединяются к ферменту и изменяются в результате реакции, называются субстратами.

Хотя ферменты обычно состоят из сотен аминокислот, только небольшая часть из них взаимодействует с субстратом, и еще меньшее количество - в среднем 3-4 аминокислоты, часто расположенные далеко друг от друга в первичной аминокислотной последовательности - напрямую участвуют в катализе. Часть фермента, которая присоединяет субстрат и содержит каталитические аминокислоты, называется активным центром фермента.

Молекулярная модель фермента уреазы бактерии Helicobacter pylori

Структурная функция

Структурные белки, как своего рода арматура, придают форму жидкому внутреннему содержимому клетки. Большинство структурных белков являются филаментозными белками: например, мономеры актина и тубулина - это глобулярные, растворимые белки, но после полимеризации они формируют длинные нити, из которых состоит цитоскелет, позволяющий клетке поддерживать форму. Коллаген и эластин - основные компоненты соединительной ткани (например, хряща), а из другого структурного белка кератина состоят волосы, ногти, перья птиц и некоторые раковины.

Защитная функция

Белки, входящие в состав крови, участвуют в защитном ответе организма как на повреждение, так и на атаку патогенов. Примерами первой группы белков служат фибриногены и тромбины, участвующие в свёртывании крови, а антитела (иммуноглобулин), нейтрализуют бактерии, вирусы или чужеродные белки. Антитела, входящие в состав адаптативной иммунной системы, присоединяются к чужеродным для данного организма веществам, антигенам, и тем самым нейтрализуют их, направляя к местам уничтожения. Антитела могут секретироваться в межклеточное пространство или закрепляться в мембранах специализированных В-лимфоцитов, которые называются плазмоцитами. В то время как ферменты имеют ограниченное сродство к субстрату, поскольку слишком сильное присоединение к субстрату может мешать протеканию катализируемой реакции, стойкость присоединения антител к антигену ничем не ограничено.

Мышиное антитело против холеры, присоединённое к углеводородному антигену (вверху)

Регуляторная функция

Многие процессы в организме регулируются небольшими белковыми молекулами, полипептидными гормонами и цитокинами. Примером таких белков служит, соответственно, инсулин, который регулирует концентрацию глюкозы в крови, и фактор некроза опухолей, который передаёт сигналы воспаления между клетками организма. На внутриклеточном уровне транскрипция генов управляется присоединением белков-активаторов и белков-репрессоров к регуляторным последовательностям генов. На уровне трансляции считывание многих мРНК также регулируется присоединением белковых факторов, а деградация РНК и белков также проводится специализированными белковыми комплексами. Важнейшую роль в регуляции внутриклеточных процессов играют протеинкиназы - ферменты, которые активируют или подавляют активность других белков путем присоединения к ним фосфатных групп.

Транспортная функция

Растворимые белки, участвующие в транспорте малых молекул, должны иметь высокое сродство (афинность) к субстрату, когда он присутствует в высокой концентрации, и легко его высвобождать в местах низкой концентрации субстрата. Примером транспортных белков можно назвать гемоглобин, который переносит кислород из лёгких к остальным тканям и углекислый газ от тканей к лёгким, а также гомологичные ему белки, найденные во всех царствах живых организмов.

Некоторые мембранные белки участвуют в транспорте малых молекул через мембрану клетки, изменяя её проницаемость. Липидный компонент мембраны водонепроницаем (гидрофобен), что предотвращает диффузию полярных или заряженных (ионы) молекул. Мембранные транспортные белки принято подразделять на белки-каналы и белки-переносчики. Белки-каналы содержат внутренние заполненные водой поры, которые позволяют ионам (через ионные каналы) или молекулам воды (через белки-аквапорины) перемещаться внутрь или наружу. Многие ионные каналы специализируются на транспорте только одного иона; так, калиевые и натриевые каналы часто различают эти сходные ионы и пропускают только один из них. Белки-переносчики связывают, подобно ферментам, каждую переносимую молекулу или ион и, в отличие от каналов, могут осуществлять активный транспорт с использованием энергии АТФ. «Электростанция клетки» - АТФ-синтаза, которая осуществляет синтез АТФ за счёт протонного градиента, также может быть отнесена к мембранным транспортным белкам.

Структура миоглобина с выделенными альфа спиралями

Запасная (резервная) функция белков

К таким белкам относятся так называемые резервные белки, которые запасаются в качестве источника энергии и вещества в семенах растений и яйцеклетках животных; белки третичных оболочек яйца (овальбумины) и основной белок молока (казеин) также выполняют, главным образом, питательную функцию. Ряд других белков используется в организме в качестве источника аминокислот, которые в свою очередь являются предшественниками биологически активных веществ, регулирующих процессы метаболизма.

Рецепторная функция

Целый класс моторных белков, участвует как в макро-движениях организма, например, сокращении мышц (миозин), так и в активном и направленном внутриклеточном транспорте (кинезин, динеин). Динеины и кинезины проводят транспортировку молекул (так называемого карго) вдоль микротрубочек с использованием гидролиза АТФ в качестве источника энергии. Динеины переносят карго из цитоплазмы по направлению к центросоме, кинезины в противоположном направлении.

Движение молекулы миозина при мышечном сокращении

Белки в обмене веществ

Большинство микроорганизмов и растений могут синтезировать 20 стандартных аминокислот, а также дополнительные (нестандартные) аминокислоты, например, цитруллин. Но если аминокислоты есть в окружающей среде, даже микроорганизмы сохраняют энергию путём транспорта аминокислот внутрь клеток и выключения их биосинтетических путей.

Аминокислоты, которые не могут быть синтезированы животными, называются незаменимыми. Основные ферменты в биосинтетических путях, например, аспартаткиназа, которая катализирует первый этап в образовании лизина, метионина и треонина из аспартата, отсутствуют у животных.

Животные, в основном, получают аминокислоты из белков, содержащихся в пище. Белки разрушаются в процессе пищеварения, который обычно начинается с денатурации белка путём помещения его в кислотную среду и гидролиза с помощью ферментов, называемых протеазами. Некоторые аминокислоты, полученные в результате пищеварения, используются для синтеза белков организма, а остальные превращаются в глюкозу в процессе глюконеогенеза или используются в цикле Кребса. Использование белка в качестве источника энергии особенно важно в условиях голодания, когда собственные белки организма, в особенности мускулов, служат источником энергии. Аминокислоты также являются важным источником азота в питании организма.

В мире не существует единых представлений о количественной характеристике норм потребления белков. Микрофлора толстого кишечника синтезирует аминокислоты, которые не учитываются при составлении белковых норм.

Методы количественного определения белков

Для определения количества белка в образце используется ряд методик:

Биуретовый метод

Микробиуретовый метод

Метод Бредфорда

Метод Лоури

Спектрофотометрический метод

© Copyright 2009 Кожушкевич П.А.