Что такое аминокислоты, и насколько они необходимы человеку?

Многие люди, связанные со спортом, неоднократно слышали про аминокислоты. Эти вещества считаются витаминами силы и выносливости. При активных физических нагрузках их необходимо принимать дополнительно в виде биологически активных добавок или спортивного питания.

Что такое аминокислоты?

Аминокислоты — это частицы, из которых состоит белок. Всего в организме их больше 20, каждая из которых помогает синтезировать свой вид белка. Они участвуют в процессе создания ферментов, гормонов, белков. 

Это основной строительный материал, который отвечает за большинство процессов в организме:

• настроение;
• концентрацию внимания;
• качество сна;
• сексуальную активность;
• восстановление тканей;
• восстановление и наращивание мышечных волокон;
• красивый вид волос и ногтей.

Высокое содержание качественного белка (21 г) в каждой порции и приятный привкус ванили вам подарит Сывороточный протеин Fitness Catalyst (ванильное мороженое). Концентрат сывороточного протеина с отличным аминокислотным профилем без искусственных подсластителей, разрыхлителей, усилителей вкуса и консервантов подходит для поклонников активного образа жизни и профессиональных атлетов.

Если хотя бы один вид соединений недоступен человеку или не потребляется в нужном количестве, это может сказаться на здоровье.

Симптомы недостатка?

Аминокислоты — органические кирпичики, из которых строится белок. Если их не хватает, то замедляются многие процессы в организме. Могут наблюдаться следующие проблемы:

• артрит;
• снижение полового влечения;
• плохое состояние кожи, волос, ногтей;
• бессонница;
• резкие перепады настроения;
• пониженный вес тела;
• гипертония.

Внимание! Важность этих соединений для организма крайне высока. Они нужны не только бодибилдерам или профессиональным спортсменам, но и тем, кто хочет быть здоровым и крепким.

Какие бывают аминокислоты?

Все аминокислоты делятся на 3 группы. Это незаменимые, заменимые, а также те, которые человеческий организм вырабатывает самостоятельно, но в небольших количествах.

Незаменимые аминокислоты:

1. Фенилаланин. Участвует в синтезе дофамина, который проявляет антидепрессивное действие, в синтезе гормонов тироксина и адреналина, которые регулируют деятельность щитовидной железы и надпочечников соответственно.
2. Валин, изолейцин и лейцин. Целая группа веществ, которые не дают мышцам разрушаться во время физических нагрузок.
3. Треонин. Укрепляет сердце, а также связки в организме. Помогает производить коллаген и эластин. Способствует расщеплению жиров и предотвращает накопление жиров в печени. Дефицит треонина вызывает задержку роста и снижение массы тела.
4. Триптофан. Улучшает состояние сна. Для спортсменов полезен тем, что способствует лучшей адаптации к жестким тренировкам и боли. Участвует в биосинтезе белков сыворотки крови и гемоглобина.
5. Метионин. Участвует в синтезе холина, адреналина, нуклеиновых кислот, креатина, коллагена, иммунных клеток. Активизирует действие фолиевой кислоты и витамина B12. Регулирует уровень холестерина в крови. Дефицит метионина приводит к накоплению жира в печени. Избыток метионина может вызвать гемолитическую анемию, печеночную и сердечную недостаточность. .
6. Лизин. Способствует синтезу антител, попаданию кальция в кости, стимулирует выделение гормонов эндокринной системой. При недостатке лизина возникают дистрофические изменения в мышцах, в печени и в легких, нарушается рост костей. .

Валин, изолейцин и лецин содержит Комплекс аминокислот BCAA из линейки спортивного питания Siberian Super Natural Sport, который обеспечивает мышцы питательными веществами, помогает быстрее восстанавливаться, замедляет процессы катаболизма и устраняет ощущение перетренированности.

Заменимые соединения: аланин, аспарагиновая кислота, аспартат, глютамин, глутамат, глицин, пролин, серин..

Условно-незаменимые:

1. Аргинин. Помогает синтезировать азот. Расширяет сосуды. Позволяет легче переносить тяжелые физические тренировки.
2. Гистидин. Предшественник гистамина.
3. Тирозин. Увеличивает параметры работоспособности, а также скорость восстановления мышечных тканей.
4. Цистеин. Способствует заживлению ожогов и ран, регенерации кожи, стимулирует иммунную систему.

Внимание! Условно-незаменимые аминокислоты в малых дозировках вырабатываются в организме, но слишком быстро тратятся, особенно при физических нагрузках. Поэтому необходим дополнительный прием препаратов с аминокислотами, чтобы была возможность переносить долгие и тяжелые тренировки.

Как принимать аминокислоты?

Чтобы получить максимальную пользу от аминокислот, их нужно правильно принимать. Тонкости приема зависят от желаемого результата, вида тренировок (аэробные, анаэробные) и интенсивности физических нагрузок. Существует несколько разных мнений по времени приема аминокислот. Кто-то считает, что если соединения принимают для спорта, чтобы набрать мышечную массу, то их следует употреблять примерно за час до занятий, во время тренировок и сразу после тренировки, в течение одного или двух часов, чтобы восполнить потери аминокислот, потраченные на мышечную работу. В некоторых случаях назначают дополнительный прием с утра. Другое мнение гласит, что во время интенсивной тренировки не следует принимать аминокислоты или протеины, т. к. большая часть крови, до 65%, уходит на кровоснабжение мышц. Поэтому ухудшается кровоснабжение желудочно-кишечного тракта и, соответственно, снижается всасывание выпитых аминокислот. Еще одна гипотеза состоит в том, что важно не время приема, а количество принятых аминокислот, поэтому можно их принять в любое время дня.

Поскольку избыток белка и аминокислот вреден для организма, в частности, нагружает печень и почки, то полезно делать перерывы в приеме.

При диетах для сброса лишнего веса также рекомендуется принимать больше аминокислот. Если, помимо диеты, существуют физические нагрузки, в таком случае прием препаратов обеспечит сброс веса при сохранении мышечной массы. Принимать его нужно до и после похода в спортзал, а также утром.

Для тех, кто считает калории, представляем Питательный коктейль Ванильная лукума — Yoo Gо, содержащий витамины, аминокислоты и полезные жиры. Каждая порция — это полезный набор пищевых волокон, омега-3 ПНЖК, белка и L-карнитина. Сбалансированный состав обеспечивает организм жизненно важными нутриентами и помогает сохранить ощущение сытости долгое время.

Следует учитывать следующие детали:

1. Дозировка рассчитывается по массе тела.
2. Суточную норму приема нужно делить на 2-5 приемов, в зависимости от того, когда Вы предпочитаете принимать аминокислоты.

Побочные действия возникают редко.

Для этого необходимо в несколько раз превысить суточную норму. У лиц 55-60 лет и старше в связи с возрастом ухудшается работа желудочно-кишечного тракта, поэтому для них нежелательна высокобелковая или монобелковая диета, а необходима диета со сбалансированным содержанием белков, жиров и углеводов. Поэтому следует внимательно читать инструкцию и консультироваться с врачом.

Аминокислоты I Что это? Для чего? Как принимать?

---

Как принимать аминокислоты?

Аминоксилоты принимают как при наборе массы, так и при «сушке». Если вы пьете протеин, то в дополнительной подпитке нет необходимости.

• Дозировка аминокислот должна определяться вашим весом и рекомендациями на упаковке. Это обусловлено тем, что в продуктах может содержаться различный процент «чистых» аминокислот. В основном принимают от 10 до 20 г в сутки.
• Дозу аминокислот лучше делить на несколько приемов. Их можно пить с утра, во время тренировки и вечером. Это не постулат, поэтому каждый, исходя из целей тренинга, может сам определить для себя время приема.
• Аминокислоты выпускаются в разных формах. Усвояемость каждой из форм индивидуальна, поэтому рекомендую попробовать разные варианты. Для кого-то более эффективными оказываются порошковые формы, кому-то больше подходят капсулы, а кто-то рад только жидким аминокислотам.

---

Какие аминокислоты выбрать?

Существуют комплексные и изолированные типы аминокислот. В составе комплексных форм представлены почти все аминокислоты, а изолированные содержат только одну (!) или несколько аминокислот (такие как ВСАА, аргинин + орнитин и т.д.). Предпочтительнее выбирать незаменимые аминокислоты, они значительно повысят работоспособность организма без заметных потерь собственных ресурсов.

---

Заключение

Употребление аминокислот позволяет значительно улучшить тренировочный процесс, насытить органы и мышцы питательными веществами и сократить периоды восстановления. При этом необходимо придерживаться правильного питания, ведь аминокислоты не являются полноценной заменой пище. Кроме того, эта добавка безопасна для употребления и не вызывает привыкания.

Исходя из ваших целей, вы можете приобрести определенную аминокислоту, которая поможет вам достичь их. Например, аргинин атлеты выбирают с целью пампинга во время тренировки, ВСАА — для восстановления после интенсивных нагрузок, а глютамин активно используется при наборе мышечной массы.

Будьте здоровы! Выбирайте проверенные продукты!

Аминокислоты для здоровья | Гомельский областной ЦГЭ и ОЗ

 

В природе существует более 500 различных аминокислот, из них всего 20 входят в состав белка. Аминокислотами называют гетерофункциональные соединения, содержащие одновременно амино- и карбоксильную группы в составе одной молекулы. Они хорошо растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях.

Аминокислоты участвуют во всех жизненных процессах. Это те самые кирпичики из которых состоит белок. В человеческом теле практически все органы состоят из белков – это и мышцы, и различные соединительные ткани, внутренние органы, железы, ногти, волосы, кожа, кости и жидкости. Некоторые белки содержат все незаменимые аминокислоты в количестве, достаточном для организма человека и животных. Такие белки называются биологически полноценными.

Организм синтезирует аминокислоты самостоятельно. Но есть целая группа аминокислот, которых организм сам синтезировать не может. Эти аминокислоты являются незаменимыми. Всего насчитывается 8 незаменимых аминокислот: лейцин, валин, изолейцин, лизин, фенилаланин, треонин, метионин и триптофан. Такие аминокислоты должны поступать в организм извне. В случае отсутствия или недостатка в рационе питания незаменимых аминокислот в организме нарушается белковый синтез.

Условно-незаменимые аминокислоты синтезируются в организме в небольшом количестве. Этого недостаточно для здорового функционирования организма, поэтому они должны дополнительно поступать либо с пищей, либо с пищевыми добавками. К этой группе относятся аргинин и гистидин.

Аргинин – аминокислота, которая вырабатывается организмом здорового взрослого человека самостоятельно, но у младенцев и пожилых людей синтез этого вещества существенно снижен. Аргинин выступает стимулятором роста у детей и подростков, а также может быть показан при беременности при малом весе плода. Основная функция аргинина состоит в его способности повышать уровень оксида азота, т.е. он обеспечивает гибкость сосудов, поддерживает их тонус, улучшает циркуляцию крови, что приводит к лучшему снабжению тканей и органов (орехи, особенно арахис и кедровые орехи, тыквенные и кунжутные семечки, немного меньше его в рыбе, птице, в мясных и молочных продуктах).

Гистидин способствует восстановлению поврежденных тканей, образованию лейкоцитов и эритроцитов, строительству миелиновых оболочек клеток. Эта аминокислота необходима в период с рождения до двадцати одного года, а также в периоды восстановления после перенесенных тяжелых заболеваний и травм. Дефицит гистидина может спровоцировать проблемы со слухом, а избыток – развитие неврозов и даже психозов (орехи, семечки, бананы, сухофрукты, бобовые, молочные продукты (особенно сыр), рыба (особенно лосось и тунец), мясе домашней птицы, говядине (филе), свинине (вырезка).

В отдельную группу выделяют условно-заменимые аминокислоты – цистеин и тирозин, их синтез осуществляется при наличии незаменимых аминокислот. При недостатке предшественников эти аминокислоты могут стать незаменимыми.

Цистеин в организме производится из незаменимой аминокислоты метионин и при его недостатке также может стать незаменимой аминокислотой. Цистеин необходим организму для производства таурина, который регулирует работу нервной системы, и глутатиона, отвечающего за иммунную систему организма. Цистеин входит в состав коллагена, кератина, инсулина, при необходимости может трансформироваться в глюкозу, наполняя организм энергией, регулирует давление, снижает холестерин в крови, выводит из организма токсические вещества.

Тирозин вырабатывается в здоровом организме из незаменимой аминокислоты фенилаланин. Он регулирует синтез гормонов щитовидной железы, надпочечников, гипофиза. Улучшает мыслительные процессы, памяти, помогает противостоять стрессовым ситуациям, а также поддерживает хорошее настроение. Отвечает за выработку пигмента меланина, благодаря которому мы имеет тот или иной цвет волос, кожи. Для спортсменов важно также, что тирозин участвуя в синтезе белка, способствует росту мышечных тканей, ускоряет восстановление после тяжелой физической нагрузки.

Незаменимые аминокислоты

Аминокислота	Значение	Содержание
Лейцин	выработка инсулина, строительный материал для белка мышц	соевый белок, молочный белок – казеин и сывороточный белок.
Изолейцин	в меньшей степени активирует рост мышечной ткани, в большей снабжает их глюкозой, участвует в синтезе гемоглобина, для усвоение изолейцина и лейцина необходим биотин (витамин B7)	миндаль, кешью, куриное мясо, нут, яйца, рыба, чечевица, печень, мясо, рожь, большинство семян, сои.
Метионин	необходим для выработки и таурина, для синтеза креатина, коллагена, участвует в синтезе серотонина, а также способствует выработке адреналина. помогает печени в переработке жиров, выведению тяжелых металлов, метионин снижает уровень гистамина в крови	бразильские орехи, говядина, свинина, курица, кролик, морская рыба, бобовые, яйцах, творог, молоко, кефир, сыр твердых сортов
Фенилаланин	тирозин вырабатывается только из фенилаланина, образует дофамин и другие катехоламины, снижает депрессивные симптомы, продукты метаболизма фенилаланина обладают токсическим эффектом и при значительном избытке этой аминокислоты возможно негативное влияние на нервную систему	белки сои, сыр твердых сортов, орехи и семена растений, мясо (говядина, птица) и рыба (тунец), яйца, молочные продукты, фасоль и зерновые культуры
Триптофан	триптофан (точнее примерно 1 % от общего количества, поступающего с пищей) перерабатывается в серотонин, часть которого преобразуется в мелатонин (гормон сна). При недостатке сокращается синтез белков и ниацина (витамин B3), как следствие может развиться пеллагра. Серотонин способен повышать болевой порог и снимать состояния тревожности, беспокойства, а мелатонин понижает интенсивность многих физиологических процессов и способствует наступлению глубокого и спокойного сна.	икра (красная и черная), голландский сыр, арахис и другие орехи, соевые бобы и другие бобовые (фасоль, горох), мясо курицы, кролика и индейки, кальмары, ставрида, сельдь, лосось и треска, а также куриные яйца, творог (и другие молочные продукты) и шоколад.
Треонин	необходим для синтеза серина и глицина, треонин входит в состав зубной эмали, избыток приводит к накоплению мочевой кислоты	мясо, птица, яйца, сыр, жирная морская рыба, морепродукты, грибах, чечевица, фасоль, пшеница, рожь, гречка, орехи.
Лизин	синтез почти всех видов белков, он выполняет важнейшие функции в организме – в частности, обеспечивает работу иммунной системы, составляя существенную часть коллагена, поддерживает необходимый баланс азота, участвует в усвоении кальция в пищеварительном тракте, без лизина невозможен синтез многих гормонов, ферментов	бобовые, куриц, сом говядина, молоко и молочные продукты, яйца, семечки и орехи
Валин	участвует в синтезе белка, защищает миелиновые оболочки нервных волокон, улучшает нервные процессы, участвует в азотистом обмене, защищает миелиновые оболочки нервных волокон, препятствует снижению уровня серотонина, участвует в азотистом обмене.	яйца, сыр, икра красная, соя (зерно), чечевица, арахис, горбуша, фисташки, молоко сухое.

Толкачёва Екатерина Александровна,
отдел общественного здоровья государственного учреждения
«Гомельский областной центр гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья»

как принимать, виды и типы аминокислот, полезные свойства

Активный рост мышц спортсмена нельзя представить без дополнительных аминокислот. Они являются строительными частицами белков в организме, что и делает тело спортсмена рельефным и очень привлекательным. Кроме этого немаловажного достоинства, аминокислоты укрепляют мышечную ткань, восстанавливают организм после тяжелых нагрузок и активно положительно влияют на похудение.

Виды аминокислот и их предназначение

По своей сути аминокислоты являются белками, расщепленными на частицы. Когда белок распадается (например, в процессе пищеварения), он образовывает эти питательные вещества. 
Все аминокислоты можно разделить на три вида:

• заменимые (которые могут вырабатываться в организме человека) – это аланин, аспаргин, глицин, пролин, глютамин, серин;
• условно заменимые (вырабатываются только в благоприятных условиях или только у взрослых людей) – аргинин, цистеин, тирозин;
• все остальные аминокислоты относятся к категории незаменимых (они не вырабатываются самостоятельно и поступают в организм только с продуктами рациона).

В организме эти нутриенты выполняют множество функций:

• отвечают за создание новых клеток, а также регенерацию мышечных волокон;
• обеспечивают организм дополнительной энергией;
• способствуют нормальному обмену веществ, поддержанию здорового гормонального фона;
• улучшают память, повышают концентрацию внимания, влияют на состояние нервной системы;
• поддерживают иммунную систему;
• подавляют аппетит и способствуют избавлению от лишнего веса;
• играют важную роль при формировании мышечного рельефа;
• улучшают состояние волос, ногтей и кожи.

Если вы занимаетесь спортом, отдельное внимание следует обратить на комплекс ВСАА. Он состоит из трех незаменимых аминокислот – лейцина, изолейцина и валина, препятствующих распаду мышечных волокон (катаболизму). Принимайте этот вид спортпита, чтобы защитить мышцы во время интенсивной тренировки или сразу после нее.

Аминокислоты одинаково важны и для мужчин, и для женщин. Но если представители сильного пола используют их для прироста мышечной массы, то женщины таким образом избавляются от избытков жировой ткани. Таким образом, аминокислотные комплексы практически не требуют времени для усвоения организмом, и быстрее проникают в мышечные клетки, питая и восстанавливая их.

Типы аминокислотных комплексов

• Свободная форма – это такие аминокислоты, которые моментально всасываются в кровеносные сосуды и не требуют дополнительное переваривание пищеварительной системой. За счет этого они способны очень быстро проникнуть в мышцы и предвидеть мышечный катаболизм.
• Гидролизованная форма – самые быстрые в усвоении организмом, активно питают мышечную ткань и являются основной всех анаболических реакцией.
• BCAA, которые еще называют «мышечными аминокислотами», ведь именно они наиболее положительно влияют на рост мышечной ткани.
• Ди- и трипептидные аминокислоты питают мышцы и активируют анаболические реакции.

Любые аминокислоты отлично комбинируются с другими продуктами спортпита, но далеко не все можно вместе употреблять и тем более смешивать. Для дополнительной консультации лучше обратиться к специалистам нашего магазина спортивного питания Bcaa.

Польза аминокислот

• они отлично повышают силы и выносливость на тренировке, что ускоряет набор мышечной массы;
• быстро восстанавливают организм, устраняют боли после тренировки;
• отлично обогащают рацион питания полезными компонентами;
• активно устраняют чувство голода;
• сжигают лишнюю жировую прослойку, ускоряя метаболизм.

Как принимать аминокислотные комплексы?

Правильный прием зависит от вашей цели. Если вы хотите нарастать мышечную массу и выглядеть лучше, идеальное время для употребления аминокислот – это до и после тренировки, после пробуждения утром. Если вам нужно быстро похудеть, продукт стоить принимать чаще. Универсальная дозировка – не менее 5 грамм.

Самые популярные продукты

Ассортимент аминокислот на рынке спортивного питания поражает, но вот процесс выбора качественного и полезного комплекса часто оказывается большой проблемой. Какие же продукты считаются самыми популярными и завоевали доверие профессионалов? Это такие аминокислоты, как Whey Amino Tabs 2000 и Amino Max Hydrolysate от Maxler, Mega Amino 3200 от бренда BioTech и таблетки Amino 5600 от известного производителя Scitec Nutrition.

Другие полезные статьи:

Растереть на аминокислоты

«Нужно обязательно употреблять белки!» — подобные рекомендации хотя бы раз в жизни слышал каждый. По идее, эти вещества мы можем спокойно получить из пищи — организм тут же займется расщеплением для дальнейшего усвоения. А что делать людям, желудочно-кишечный тракт которых не способен переработать их самостоятельно? Или любителям спорта, не успевающим «заправиться» после активных упражнений?

Несбалансированное питание является важной проблемой для организма. Недостаточное или избыточное употребление белков, жиров, углеводов, микроэлементов приводит к нарушению обмена веществ и тяжелым заболеваниям: сахарному диабету, болезням сердца и сосудов. Кроме того, люди нередко испытывают значительный дефицит микронутриентов (питательных веществ) — до 80 % населения РФ, как показывают исследования Роспотребнадзора.

— Немаловажное значение в регуляции обмена веществ играют аминокислоты и олигопептиды, — рассказывает старший научный сотрудник Института химии твердого тела и механохимии СО РАН кандидат химических наук Алексей Леонидович Бычков. — Аминокислоты — это органические соединения, из которых состоят все белки, а олигопептиды — промежуточные соединения, где находится до 7—10 аминокислот.

Заменимые аминокислоты способны синтезироваться в организме, а вот незаменимые человек получает только из пищи, содержащей полноценные белки. Однако желудок не всегда может расщеплять их до более коротких молекул из-за ряда расстройств или после хирургического вмешательства. Для этого и разрабатывается питание с уже разделенными на части белками.

Чтобы получить востребованный продукт должного качества, нужны консультации экспертов из других областей. Ученые ИХТТМ СО РАН сотрудничают с двумя организациями: кафедрой технологии организации пищевых производств Новосибирского государственного технического университета и Институтом экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии. Уже были проведены предварительные эксперименты: исследователи извлекли и расщепили белки из гороха, пищевики сделали супы-пюре и хлебцы, а в ИЭВСиДВ продукты испытали на животных (спойлер — всё прошло хорошо).

— Человек не может синтезировать все аминокислоты самостоятельно: приходится искать их в пище, — поясняет Алексей Бычков. — Есть такая научная шутка: как химику узнать, из чего состоит рояль? Нужно его растворить! Однако проблема в том, что не все вещества могут растворяться и реагировать друг с другом с нужной скоростью. В таких случаях и помогает химия твердого тела: проводя механохимическую обработку, можно добиться повышения реакционной способности материала. Здесь прежде всего необходимо не измельчение, а более тонкие процессы, меняющие структуру объекта.

При механическом воздействии с помощью специальных мельниц-активаторов в твердом теле возникает напряжение: в результате появляется трещина и происходит разрыв, деформация. Кроме того, разрушается кристаллическая структура вещества, рвутся химические связи. «Перемешав» кристаллические решетки, какую-то часть связей легче порвать. Структура аморфизуется, и ферменты относительно легко гидролизуют субстраты. Происходит химическая реакция, итог которой — образование новых соединений (в том числе необходимых аминокислот и олигопептидов).

— Если смешать зеленый и красный пластилин и помять его, даже не измельчая, в итоге кусок станет разноцветным, — рассказывает Алексей Бычков. — То же с растительным сырьем: нам больше интересно не измельчение, а получаемая внутренняя структура: как упакованы полимеры, упорядочены они или нет, взаимодействуют они между собой. Это во многом определяет реакционную способность.

Сибирские исследователи направляют свои разработки на тех людей, у которых есть потребность в подобных продуктах по состоянию здоровья. Другой вариант — спортивное питание, ведь в России практически нет своих производств.

— Большая часть потребителей спортпита — люди, которые ходят в тренажерный зал, — добавляет ученый. — В основном этот рынок представлен либо изолятами (белки, выделенные из сырья без расщепления), либо гидролизатами. Последние более эффективны, потому что в них молекулы расщеплены, но при этом дороже и не столь доступны обыкновенным спортсменам-энтузиастам.

На разработку ученых ИХТТМ выделен грант РНФ (в рамках президентской программы поддрежки исследований — прим. ред. сайта rscf.ru). Полученные данные позволят не только создавать компоненты продуктов функционального и лечебно-профилактического питания, но будут востребованы при решении проблем переработки других природных веществ — полимеров.

Кетоаналоги аминокислот инструкция по применению: показания, противопоказания, побочное действие – описание Ketoanalogues of aminoacids Таблетки, покрытые пленочной оболочкой (46823)

Кетоаналоги аминокислот 💊 Состав препарата Кетоаналоги аминокислот ✅ Применение препарата Кетоаналоги аминокислот Сохраните у себя Поделиться с друзьями Пожалуйста, заполните поля e-mail адресов и убедитесь в их правильности Описание активных компонентов препарата Кетоаналоги аминокислот (Ketoanalogues of aminoacids) Приведенная научная информация является обобщающей и не может быть использована для принятия решения о возможности применения конкретного лекарственного препарата. Дата обновления: 2020.11.30 Владелец регистрационного удостоверения: Код ATX: V06DD (Аминокислоты, включая комбинации с полипептидами) Лекарственная форма Кетоаналоги аминокислот Таб., покр. пленочной оболочкой: 96 или 100 шт. рег. №: ЛП-003994 от 05.12.16 — Действующее Форма выпуска, упаковка и состав препарата Кетоаналоги аминокислот Таблетки, покрытые пленочной оболочкой желтого цвета, продолговатые, двояковыпуклые; на поперечном разрезе ядро белого или почти белого цвета. 1 таб. D,L-метил-оксо-2-кальций валеринат (α-кетоаналог изолейцина) 67 мг метил-4-оксо-2-кальций валеринат (α-кетоаналог лейцина) 101 мг оксо-2-фенил-3-кальций пропионат (α-кетоаналог фенилаланина) 68 мг метил-оксо-2-кальций бутират (α-кетоаналог валина) 86 мг D,L-гидрокси-2-кальция метилбутират (α-гидроксианалог метионина) 59 мг лизина моноацетат 105 мг треонин 53 мг триптофан 23 мг гистидин 38 мг тирозин 30 мг Вспомогательные вещества: кросповидон — 20 мг, макрогол 6000 — 50 мг, крахмал прежелатинизированный — 50 мг, повидон К30 — 8 мг, магния стеарат — 4 мг. Пленочная оболочка: опадрай 85F620005 желтый — 23 мг (поливиниловый спирт — 12,4 мг; титана диоксид — 6,6 мг; макрогол 3350 — 1,2 мг; тальк — 1 мг; краситель хинолиновый желтый (Е104) — 1,8 мг). 20 шт. — блистеры (5) и фольги алюминиевой — пачки картонные из пленки полиэтилентерефталатной. фольги алюминиевой и пленки полиэтиленовой. 24 шт. — блистеры (4) и фольги алюминиевой — пачки картонные из пленки полиэтилентерефталатной. фольги алюминиевой и пленки полиэтиленовой. Фармакологическое действие Питательное средство при почечной недостаточности. Обеспечивает поступление в организм незаменимых аминокислот при минимальном поступлении азота. После абсорбции, кето- и гидроксикислоты могут трансаминироваться с образованием соответствующих незаменимых аминокислот, при этом аминогруппа переносится от заменимых аминокислот. В силу повторного использования аминогруппы, замедляется образование мочевины и снижается накопление уремических токсинов. Кето- и гидроксикислоты не вызывают гиперфильтрацию в оставшихся нефронах. Кетосодержащие добавки положительно влияют на почечную гиперфосфатемию и вторичный гиперпаратиреоз. Более того, возможно улучшение течения остеодистрофии. Применение данного средства с одновременным соблюдением диеты с очень низким содержанием белка позволяет снизить поступление азота, не допуская при этом нежелательных явлений вследствие неполноценного питания и недостаточного поступления белка с пищей. Фармакокинетика Процессы абсорбции у пациентов с уремией, принимающих аминокислоты, по-видимому, не приводят к нарушению их плазменных концентраций, т.е. абсорбция не нарушается. Изменения плазменных концентраций, вероятно, возникают на этапах, следующих после абсорбции аминокислот; они выявляются на ранней стадии заболевания. Индивидуальные концентрации кетокислот увеличиваются до пяти раз от исходных. Cmax достигаются в течение 20-60 мин, спустя 90 мин концентрации возвращаются к исходным. Таким образом, абсорбция из ЖКТ очень быстрая. Одновременное повышение плазменных концентраций кетокислот и соответствующих аминокислот свидетельствует о высокой скорости трансаминирования. Ввиду наличия в организме физиологических путей утилизации кетокислот, экзогенные кетокислоты, по-видимому, быстро встраиваются в метаболические циклы. Кетокислоты проходят те же пути катаболизма, что и обычные аминокислоты. Показания активных веществ препарата Кетоаналоги аминокислот Профилактика и лечение у взрослых и детей от 3 лет нарушений, обусловленных патологическим белковым метаболизмом при хронической почечной недостаточности, с одновременным соблюдением низкобелковой диеты, не превышающей количество белка в сутки у взрослых 40 г, у детей от 3 до 10 лет — 1.4-0.8 г/кг/сут, от 10 лет — 1-0.6 г/кг/сут. СКФ у таких пациентов, как правило, не превышает 25 мл/мин. Режим дозирования Способ применения и режим дозирования конкретного препарата зависят от его формы выпуска и других факторов. Оптимальный режим дозирования определяет врач. Следует строго соблюдать соответствие используемой лекарственной формы конкретного препарата показаниям к применению и режиму дозирования. Внутрь, по индивидуальной схеме — в зависимости от возраста и веса, в сочетании с низкобелковой диетой. Побочное действие Со стороны обмена веществ: очень редко — гиперкальциемия. Прочие: возможно — аллергические реакции. Противопоказания к применению Повышенная чувствительность к компонентам средства; нарушение обмена аминокислот; гиперкальциемия. Пациентам с наследственной фенилкетонурией следует учитывать, что данное средство содержит фенилаланин. Применение при беременности и кормлении грудью Клинические данные о применении данного средства у беременных отсутствуют. При беременности следует применять с осторожностью. Опыт применения в период грудного вскармливания отсутствует. Если применение средства необходимо в период кормления грудью, то грудное вскармливание должно быть прекращено. Применение при нарушениях функции почек Препарат разрешен для применения при нарушении функции почек Применение у детей Противопоказано применение у детей в возрасте до 3 лет. Особые указания Необходимо регулярно контролировать сывороточную концентрацию кальция. Необходимо обеспечить достаточную калорийность пищи. При одновременном применении с алюминия гидроксидом необходимо контролировать плазменную концентрацию фосфатов. Лекарственное взаимодействие Одновременное применение с лекарственными препаратами кальция может привести к гиперкальциемии или усилить ее. Чтобы не нарушать абсорбцию в кишечнике, данное средство не следует принимать совместно с лекарственными препаратами, способными образовывать с кальцием трудно растворимые соединения (например, тетрациклинами, такими производными хинолона, как ципрофлоксацин и норфлоксацин; препаратами железа, фтора и эстрамустина). Между приемом данного средства и таких препаратов следует соблюдать интервал не менее 2 ч. Чувствительность к сердечным гликозидам и, следовательно, риск аритмий, повышается по мере увеличения концентрации кальция в плазме. По мере уменьшения симптомов уремии под влиянием данного средства необходимо снижение дозы алюминия гидроксида. На фоне применения данного средства необходимо контролировать концентрации фосфатов в плазме. Сохраните у себя Поделиться с друзьями Пожалуйста, заполните поля e-mail адресов и убедитесь в их правильности

Важнейшие аминокислоты для человека — DPI Cosmetology

Аминокислоты — это органические соединения, которые соединяются друг с другом для образования белков. Оба элемента играют важнейшую роль для человека.

В геноме закодированы 20 аминокислот, а именно:

• аланин
• аргинин
• аспарагин
• аспартат
• цистеин
• фенилаланин
• глицин
• глутамат
• глутамин
• гистидин
• изолейцин
• лейцин
• лизин
• метионин
• пролин
• серина
• тирозин
• треонин
• триптофан
• валина

Однако человеческий организм способен производить только 11 из них. Остальные девять считаются незаменимыми аминокислотами, которые мы получаем пищей, так как наш организм не способен их синтезировать самостоятельно. В этой статье BBC вы можете ознакомиться с этими аминокислотами.

---

Как добиться баланса аминокислот

Проблема заключается в том, что очень трудно включить эти девять аминокислот одновременно, поскольку практически в любой пище их всех одновременно не хватает. Вот почему мы должны сочетать пищу. Полноценное и разнообразное питание играют в этом ключевую роль. Ниже вы можете ознакомиться со списком тех продуктов, которые содержат большее количество аминокислот и которые вы должны включить в свой рацион регулярно:

• Постное мясо, яйца, молоко и производные: они содержат 9 незаменимых аминокислот, а также некоторые из других 11.
• Другое мясо и рыба, такие как курица, лосось, говядина, свинина, морской окунь, тунец и сардины: содержат 8 незаменимых аминокислот.
• Нут, соевые бобы, некоторые виды бобов, киноа, гречка, амарант и фисташки: содержат 9 незаменимых аминокислот.

---

Почему аминокислоты так важны?

Имейте в виду, что благодаря комбинации различных аминокислот производятся различные белки, необходимые организму. Эти белки помогают человеческому организму выполнять такие задачи, как:

• Переваривать еду
• Рост мышц и костей
• Восстановление тканей
• Обеспечение организма энергией

---

Типы аминокислот

Еще один важный аспект, который необходимо учесть, — это то, что аминокислоты делятся на три группы:

1. Незаменимые: как мы уже упоминали, это те вещества, которые не могут вырабатываться человеческим организмом, поэтому их необходимо получать через пищу. Это: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин.
2. Заменимые: все они производятся нашим телом, даже когда мы их не принимаем.
3. Частично заменимые: это те аминокислоты, которые не являются незаменимыми в повседневной жизни, но их недостаток может быть причиной/следствием стресса или болезни.

Лучше всего, чтобы в нашем организме были все типы аминокислот, чтобы вести здоровый образ жизни и предотвращать болезни или другие состояния. Фактически, одним из белков, образующих аминокислоты, является коллаген. В этой статье вы узнаете, какие преимущества он приносит нашему организму и каковы его натуральные источники.

---

Польза для нашей кожи

Некоторые аминокислоты также важны и имеют прямое отношение к здоровью нашей кожи:

• Они активируют все обменные процессы.
• Они восстанавливают структуру дермы.
• Они улучшают и поддерживают питание всех тканей.
• Они омолаживают структуру коллагена.
• Они образуют новый коллаген, который придает коже сияние и улучшает текстуру.

Все эти преимущества также можно дополнить мезотерапией — методикой, состоящей из введения небольших количеств лекарств и таких веществ, как аминокислоты, для улучшения кровообращения и эластичности кожи. Вы можете найти дополнительную информацию об этой процедуре в этом посте.

 

Биохимия, незаменимые аминокислоты — StatPearls

Введение

Незаменимые аминокислоты, также известные как незаменимые аминокислоты, представляют собой аминокислоты, которые люди и другие позвоночные не могут синтезировать из промежуточных продуктов метаболизма. Эти аминокислоты должны поступать из экзогенной диеты, потому что в организме человека отсутствуют метаболические пути, необходимые для синтеза этих аминокислот. [1] [2] В питании аминокислоты подразделяются на незаменимые и несущественные. Эти классификации возникли в результате ранних исследований питания человека, которые показали, что определенные аминокислоты необходимы для роста или азотного баланса, даже когда имеется достаточное количество альтернативных аминокислот.[3] Хотя возможны вариации в зависимости от метаболического состояния человека, общее мнение состоит в том, что существует девять незаменимых аминокислот, включая фенилаланин, валин, триптофан, треонин, изолейцин, метионин, гистидин, лейцин и лизин. Мнемоническое обозначение PVT TIM HaLL («частный Тим Холл») — это обычно используемое устройство для запоминания этих аминокислот, поскольку оно включает первую букву всех незаменимых аминокислот. Что касается питания, девять незаменимых аминокислот можно получить из одного полноценного белка.Полноценный белок по определению содержит все незаменимые аминокислоты. Полноценные белки обычно получают из источников питания животного происхождения, за исключением сои. [4] [5] Незаменимые аминокислоты также доступны из неполноценных белков, которые обычно представляют собой продукты растительного происхождения. Термин «ограничивающая аминокислота» используется для описания незаменимой аминокислоты, присутствующей в пищевом белке в наименьшем количестве по сравнению с эталонным пищевым белком, таким как яичные белки. Термин «ограничивающая аминокислота» может также относиться к незаменимой аминокислоте, которая не отвечает минимальным требованиям для человека.[6]

Fundamentals

Аминокислоты являются основными строительными блоками белков, и они служат азотистыми скелетами для таких соединений, как нейротрансмиттеры и гормоны. В химии аминокислота — это органическое соединение, которое содержит функциональные группы как амино (-Nh3), так и карбоновой кислоты (-COOH), отсюда и название аминокислота. Белки — это длинные цепи или полимеры определенного типа аминокислоты, известной как альфа-аминокислота. Альфа-аминокислоты уникальны, потому что функциональные группы амино и карбоновых кислот разделены только одним атомом углерода, который обычно является хиральным углеродом.В этой статье мы сосредоточимся исключительно на альфа-аминокислотах, из которых состоят белки. [7] [8]

Белки представляют собой цепочки аминокислот, которые собираются через амидные связи, известные как пептидные связи. Разница в группе боковой цепи или R-группе определяет уникальные свойства каждой аминокислоты. Затем уникальность различных белков определяется тем, какие аминокислоты в них содержатся, как эти аминокислоты расположены в цепи, и другими сложными взаимодействиями, которые цепь осуществляет с собой и с окружающей средой.Эти полимеры аминокислот способны производить разнообразие, наблюдаемое в жизни.

Существует около 20 000 уникальных генов, кодирующих белок, ответственных за более чем 100 000 уникальных белков в организме человека. Хотя в природе встречаются сотни аминокислот, для производства всех белков, присутствующих в организме человека и в большинстве других форм жизни, необходимо всего около 20 аминокислот. Все эти 20 аминокислот представляют собой L-изомер, альфа-аминокислоты. Все они, кроме глицина, содержат хиральный альфа-углерод.И все эти аминокислоты являются L-изомерами с R-абсолютной конфигурацией, за исключением глицина (без хирального центра) и цистеина (S-абсолютная конфигурация из-за серосодержащей R-группы). Следует упомянуть, что аминокислоты селеноцистеин и пирролизин считаются 21-й и 22-й аминокислотами соответственно. Это недавно открытые аминокислоты, которые могут включаться в белковые цепи во время синтеза рибосомных белков. Пирролойзин жизненно важен; однако люди не используют пирролизин для синтеза белка.После трансляции эти 22 аминокислоты также могут быть модифицированы посредством посттрансляционной модификации, чтобы добавить дополнительное разнообразие в генерацию белков. [8]

От 20 до 22 аминокислот, которые составляют белки, включают:

Из этих 20 аминокислот девять аминокислот являются незаменимыми:

• Фенилаланин

• Валин

• Триптофан

• Треонин

Изолейцин

• Метионин

• Гистидин

• Лейцин

• Лизин

Незаменимые, также известные как незаменимые аминокислоты, можно исключить из рациона.Организм человека может синтезировать эти аминокислоты, используя только незаменимые аминокислоты. Для большинства физиологических состояний здорового взрослого человека указанные выше девять аминокислот являются единственными незаменимыми аминокислотами. Однако такие аминокислоты, как аргинин и гистидин, можно считать условно незаменимыми, поскольку организм не может синтезировать их в достаточных количествах в течение определенных физиологических периодов роста, включая беременность, рост в подростковом возрасте или восстановление после травмы [9].

Механизм

Хотя для синтеза белка человека требуется двадцать аминокислот, люди могут синтезировать только половину этих необходимых строительных блоков.У людей и других млекопитающих есть только генетический материал, необходимый для синтеза ферментов, обнаруженных в путях биосинтеза заменимых аминокислот. Вероятно, есть эволюционное преимущество в удалении длинных путей, необходимых для синтеза незаменимых аминокислот с нуля. Потеряв генетический материал, необходимый для синтеза этих аминокислот, и полагаясь на окружающую среду, чтобы обеспечить эти строительные блоки, эти организмы могут снизить расход энергии, особенно при репликации своего генетического материала.Эта ситуация дает преимущество в выживании; однако это также создает зависимость от других организмов в отношении материалов, необходимых для синтеза белка. [10] [11] [12]

Клиническая значимость

Классификация незаменимых и заменимых аминокислот была впервые представлена ​​в исследованиях питания, проведенных в начале 1900-х годов. Одно исследование (Rose 1957) показало, что человеческое тело способно поддерживать азотный баланс при диете, состоящей только из восьми аминокислот. [13] Эти восемь аминокислот были первой классификацией незаменимых аминокислот или незаменимых аминокислот.В это время ученые смогли идентифицировать незаменимые аминокислоты, проведя исследования кормления очищенными аминокислотами. Исследователи обнаружили, что, когда они исключили из рациона отдельные незаменимые аминокислоты, субъекты не смогли бы расти или поддерживать азотный баланс. Более поздние исследования показали, что некоторые аминокислоты являются «условно незаменимыми» в зависимости от метаболического состояния субъекта. Например, хотя здоровый взрослый может синтезировать тирозин из фенилаланина, у маленького ребенка может не развиться необходимый фермент (фенилаланингидроксилаза) для осуществления этого синтеза, и поэтому они не смогут синтезировать тирозин из фенилаланина, что делает тирозин незаменимым продуктом. незаменимая аминокислота в этих условиях.Эта концепция также появляется при различных болезненных состояниях. По сути, отклонения от стандартного метаболического состояния здорового взрослого человека могут привести организм в такое метаболическое состояние, при котором для баланса азота требуется больше, чем стандартные незаменимые аминокислоты. В целом, оптимальное соотношение незаменимых и заменимых аминокислот требует баланса, зависящего от физиологических потребностей, которые различаются у разных людей. Поиск оптимального соотношения аминокислот в общем парентеральном питании при заболеваниях печени или почек является хорошим примером различных физиологических состояний, требующих различного потребления питательных веществ.Следовательно, термины «незаменимые аминокислоты» и «заменимые аминокислоты» могут вводить в заблуждение, поскольку все аминокислоты могут быть необходимы для обеспечения оптимального здоровья. [1]

При состояниях недостаточного потребления незаменимых аминокислот, таких как рвота или низкий аппетит, могут появиться клинические симптомы. Эти симптомы могут включать депрессию, беспокойство, бессонницу, утомляемость, слабость, задержку роста у молодых и т. Д. Эти симптомы в основном вызваны недостаточным синтезом белка в организме из-за нехватки незаменимых аминокислот.Необходимое количество аминокислот необходимо для производства нейротрансмиттеров, гормонов, роста мышц и других клеточных процессов. Эти недостатки обычно присутствуют в более бедных частях мира или у пожилых людей, которым не уделяется должного ухода [2].

Квашиоркор и маразм — примеры более серьезных клинических расстройств, вызванных недоеданием и недостаточным потреблением незаменимых аминокислот. Квашиоркор — это форма недоедания, характеризующаяся периферическими отеками, сухим шелушением кожи с гиперкератозом и гиперпигментацией, асцитом, нарушением функции печени, иммунодефицитом, анемией и относительно неизменным составом мышечных белков.Это результат диеты с недостаточным содержанием белка, но достаточным количеством углеводов. Маразм — это форма недоедания, характеризующаяся истощением, вызванным недостатком белка и недостаточным потреблением калорий в целом. [14]

Рисунок

Общая структура аминокислот. Внесен и создан Майклом Лопесом, B.S.

Ссылки

1.

Hou Y, Yin Y, Wu G. Необходимость в питании «незаменимых аминокислот» для животных и людей. Exp Biol Med (Maywood).2015 август; 240 (8): 997-1007. [Бесплатная статья PMC: PMC4935284] [PubMed: 26041391]

2.

Hou Y, Wu G. Adv Nutr. 01 ноября 2018 г .; 9 (6): 849-851. [Бесплатная статья PMC: PMC6247364] [PubMed: 30239556]

3.

Reeds PJ. Незаменимые и незаменимые аминокислоты для человека. J Nutr. 2000 Июл; 130 (7): 1835С-40С. [PubMed: 10867060]

4.

Le DT, Chu HD, Le NQ. Улучшение питательного качества растительных белков с помощью генной инженерии.Curr Genomics. 2016 июн; 17 (3): 220-9. [Бесплатная статья PMC: PMC4869009] [PubMed: 27252589]

5.

Hoffman JR, Falvo MJ. Белок — какой лучше? J Sports Sci Med. 2004 сентябрь; 3 (3): 118-30. [Бесплатная статья PMC: PMC34] [PubMed: 24482589]

6.

Джуд С., Капур А.С., Сингх Р. Аминокислотный состав и химическая оценка качества белка зерновых культур при поражении насекомыми. Растительная еда Hum Nutr. 1995 сентябрь; 48 (2): 159-67. [PubMed: 8837875]

7.

ЛаПелуса А., Кошик Р. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 5 декабря 2020 г. Физиология, белки. [PubMed: 32310450]

8.

Ву Г. Аминокислоты: метаболизм, функции и питание. Аминокислоты. 2009 Май; 37 (1): 1-17. [PubMed: 19301095]

9.

de Koning TJ. Нарушения синтеза аминокислот. Handb Clin Neurol. 2013; 113: 1775-83. [PubMed: 23622400]

10.

Guedes RL, Prosdocimi F, Fernandes GR, Moura LK, Ribeiro HA, Ortega JM.Пути биосинтеза аминокислот и ассимиляции азота: большая делеция генома в ходе эволюции эукариот. BMC Genomics. 2011 22 декабря; 12 Дополнение 4: S2. [Бесплатная статья PMC: PMC3287585] [PubMed: 22369087]

11.

D’Souza G, Waschina S, Pande S, Bohl K, Kaleta C, Kost C. биосинтетические гены у бактерий. Эволюция. 2014 сентябрь; 68 (9): 2559-70. [PubMed: 24

8]

12.

Сигенобу С., Ватанабе Х., Хаттори М., Сакаки Й., Исикава Х.Последовательность генома внутриклеточного бактериального симбионта тлей Buchnera sp. APS. Природа. 2000, сентябрь 07; 407 (6800): 81-6. [PubMed: 10993077]

13.

ROSE WC. Потребности в аминокислотах взрослого человека. Nutr Abstr Rev.1957 июл; 27 (3): 631-47. [PubMed: 13465065]

14.

Benjamin O, Lappin SL. StatPearls [Интернет]. StatPearls Publishing; Остров сокровищ (Флорида): 19 июля 2020 г., Квашиоркор. [PubMed: 29939653]

Аминокислоты, эволюция | Изучайте науку в Scitable

Бауманн, П.Биология бактериоцит-ассоциированных эндосимбионтов сокососущих насекомых растений. Ежегодный обзор микробиологии 59 , 155–189 (2005) DOI: 10.1146 / annurev.micro.59.030804.121041.

Бок, А. Биосинтез селенопротеидов — обзор. Биофакторы 11 , 77–78 (2000).

Fani, R. et al. Роль слияния генов в эволюция метаболических путей: случай биосинтеза гистидина. BMC Evolutionary Biology 7 Приложение 2 , S4 (2007) DOI: 10.1186 / 1471-2148-7-S2-S4.

Гордон, А. Х., Martin, A.J. и Synge, R.L. Распределительная хроматография в исследовании белковые составляющие. Биохимический журнал 37 , 79–86 (1943).

Эрнандес-Монтес, G. et al. Скрытый универсал распределение аминокислотных биосинтетических сетей: геномный взгляд на их происхождение и эволюция. Геном Биология 9 , R95 (2008) doi: 10.1186 / gb-2008-9-6-r95.

Горовиц, Н.H. Об эволюции биохимических синтезов. Труды Национального Академия наук 31 , 153-157 (1945).

Мерино, Э., Дженсен, Р. А. и Янофски, С. Эволюция бактериальных оперонов trp и их регуляция. Текущее мнение в микробиологии 11 , 78–86 (2008) doi: 10.1016 / j.mib.2008.02.005.

Миллер, С. Л. Производство аминокислот в возможных примитивных земных условиях. Наука 117 , 528–529 (1953).

Pal, C. et al. Случайность и необходимость в эволюция минимальных метаболических сетей. Природа 440 , 667–670 (2006) DOI: 10,1038 / природа04568.

Ридс, П. Дж. Незаменимые и незаменимые аминокислоты для человека. Журнал питания 130 , 1835С – 1840С (2000 г.).

Шигенобу, С. et al. Последовательность генома внутриклеточный бактериальный симбионт тлей Buchnera sp. APS. Nature 407 , 81–86 (2000) DOI: 10.1038 / ng986.

Шринивасан, G., James, C.M. & Krzycki, J.A. Пирролизин, кодируемый UAG в архее: Зарядка специализированной тРНК, декодирующей UAG. Наука 296 , 1459–1462 (2002) DOI: 10.1126 / science.1069588.

Teichmann, S.A. et al. Эволюция и структура анатомия низкомолекулярных путей метаболизма Escherichia coli . Журнал Молекулярная биология 311 , 693–708 (2001) DOI: 10.1006 / jmbi.2001. 4912.

Веласко, А. М., Легина, Дж. И., Ласкано, А. Молекулярная эволюция лизина. биосинтетические пути. Журнал Молекулярная эволюция 55 , 445–459 (2002) DOI: 10.1007 / s00239-002-2340-2.

Xie, G. et al. Древнее происхождение триптофана оперон и динамика эволюционных изменений. Обзоры по микробиологии и молекулярной биологии 67 , 303–342 (2003) DOI: 10.1128 / MMBR.67.3.303-342.2003.

Аминокислоты — Типы и эффекты

Аминокислоты, называемые «кирпичиками жизни», можно получить в здоровых количествах, употребляя в пищу продукты, содержащие их.

Аминокислоты — это соединения, которые образуют белки.

Естественно, найденные в наших телах, их часто называют «кирпичиками жизни».

Аминокислоты необходимы для производства ферментов, а также некоторых гормонов и нейромедиаторов.

Они также участвуют в многочисленных метаболических путях внутри клеток по всему телу.

Вы можете получать аминокислоты из продуктов, которые вы едите.

После того, как ваше тело переваривает и расщепляет белок, в нем остаются аминокислоты, которые помогают выполнять следующие функции:

• Расщепление пищи
• Рост и восстановление тканей тела
• Обеспечение источника энергии
• Выполнение других функций организма

Типы аминокислот

Аминокислоты можно разделить на три разные группы:

Заменимые аминокислоты: Они вырабатываются вашим организмом естественным путем и не имеют ничего общего с пищей, которую вы едите.

Ниже приведены примеры заменимых аминокислот:

• Аланин
• Аспарагин
• Аспарагиновая кислота
• Глутаминовая кислота

Незаменимые аминокислоты: Они не могут вырабатываться организмом и должны поступать с пищей. ты ешь.

Если вы не едите продукты, содержащие незаменимые аминокислоты, в вашем организме их не будет. Ниже перечислены незаменимые аминокислоты:

• Гистидин
• Изолейцин
• Лейцин
• Лизин
• Метионин
• Фенилаланин
• Треонин
• Триптофан
• Валин

Необязательно есть незаменимые аминокислоты каждый раз еда.Вы можете получить здоровое количество, употребляя в течение дня продукты, содержащие их.

Продукты животного происхождения, такие как мясо, молоко, рыба и яйца, содержат незаменимые аминокислоты.

Продукты растительного происхождения, такие как соя, бобы, орехи и злаки, также содержат незаменимые аминокислоты.

На протяжении многих лет ведутся споры о том, могут ли вегетарианские диеты обеспечивать достаточное количество незаменимых аминокислот.

Многие эксперты считают, что, хотя вегетарианцам может быть труднее поддерживать адекватное потребление, они смогут это сделать, если будут следовать рекомендациям Американской кардиологической ассоциации о 5-6 порциях цельнозерновых и 5 или более порциях овощей. и фруктов, в день.

Условные аминокислоты: Обычно они не необходимы в повседневной жизни, но важны, когда вы больны, травмированы или подвержены стрессу.

К условным аминокислотам относятся:

• Аргинин
• Цистеин
• Глютамин
• Тирозин
• Глицин
• Орнитин
• Пролин
• Серин

Когда вы больны или травмированы, ваше тело не может вырабатывают достаточное количество условных аминокислот, и вам может потребоваться дать своему организму то, что ему нужно, с помощью диеты или пищевых добавок.

Поговорите со своим врачом о наиболее безопасном способе сделать это.

Могут ли аминокислоты быть вредными?

Когда в вашем организме слишком много аминокислот, могут возникнуть следующие эффекты:

• Желудочно-кишечные расстройства, такие как вздутие живота
• Боль в животе
• Диарея
• Повышенный риск подагры (накопление мочевой кислоты в организме, ведущее к воспалению суставов)
• Нездоровое падение артериального давления
• Изменение режима питания
• Потребность в большей работе почек для поддержания баланса

Большинство диет обеспечивают безопасное количество аминокислот.

Тем не менее, поговорите со своим врачом, если вы планируете придерживаться диеты с очень высоким содержанием белка или диеты, включающей аминокислотные добавки по какой-либо причине, включая любые добавки, принимаемые для поддержки интенсивных спортивных тренировок.

Аминокислоты — обзор

Спасение сложных питательных веществ

Сложные питательные вещества очень эффективно извлекаются из ультрафильтрата в проксимальном просвете почек, если уровни поступления умеренные и функция почек в норме. Часть этой реабсорбционной активности продолжается в некоторых частях дистального канальца.Просветная сторона эпителиальных клеток канальцев имеет мембрану щеточной каймы с многочисленными специфическими транспортными системами, которые обеспечивают усвоение углеводов, белков и аминокислот, витаминов и большинства других важных питательных веществ. Во многих случаях это те же самые системы, которые также опосредуют поглощение питательных веществ через мембрану щеточной каймы тонкой кишки. Основной движущей силой захвата из просвета эпителиальными клетками канальцев является низкая внутриклеточная концентрация натрия, которая поддерживается натрий-калиевой АТФазой на базолатеральной мембране как проксимальных, так и дистальных канальцевых клеток.Дополнительные градиенты, участвующие в обратном захвате трубчатого вещества, включают протоны, формиат и разность электрических потенциалов, которая способствует притоку катионов. Пиноцитоз, опосредованный рецепторами, является еще одним важным механизмом концентрирующего транспорта.

В большинстве случаев определенный набор транспортеров и каналов затем опосредует транспорт из эпителиальной клетки через базолатеральную мембрану, на этот раз в основном управляемый градиентом концентрации транспортируемых молекул, антипортовыми механизмами или активным транспортом.Достигнув базолатерального межклеточного пространства, молекулы могут перемещаться в просвет перитубулярных кровеносных капилляров путем простой диффузии. Ни базальная мембрана, прилегающая к слою канальцевых клеток, ни (фенестрированный) эпителий капилляров не представляют собой значительного барьера на этом последнем этапе переноса растворенного вещества из просвета канальцев в просвет капилляров.

Углеводы: Содержание сахара в ультрафильтрате отражает состав плазмы, поскольку эти небольшие молекулы легко фильтруются.Извлечение D-глюкозы и D-галактозы из просвета через котранспортеры натрия / глюкозы происходит с высокой емкостью и низким сродством в сегментах S1 и S2 проксимального канальца и с низкой емкостью, но с высоким сродством в сегменте S3. Спасение глюкозы становится заметно неполным (т.е. глюкоза появляется в моче), когда концентрация в крови превышает примерно 180 мг / дл; этот порог повышается по мере уменьшения СКФ (Rose, 1989, 102–3). Фруктоза пересекает мембрану щеточной каймы через свой собственный транспортер, GLUT5 (Mate et al., 2001). Захват D-маннозы через мембрану щеточной каймы происходит через натрий-зависимый транспортер, отличный от транспортеров натрия-глюкозы. Его почечное восстановление является критическим элементом для регуляции гомеостаза D-маннозы (Blasco et al. , 2000).

Все основные сахара переносятся через базолатеральную мембрану транспортером глюкозы 2 (GLUT2).

Цитрат: Котранспортер натрия / дикарбоксилата (NaDC-1, SLC13A2) в проксимальном канальце опосредует восстановление цитрата.Эффективность этого процесса определяется кислотно-щелочным балансом, увеличивающимся при ацидозе. Поскольку цитрат конкурирует с фосфатом и оксалатом за связывание с кальцием, его остаточная концентрация в моче способствует защите от образования камней из оксалата кальция и фосфата кальция (Coe and Parks, 1988). Ежедневная экскреция цитрата обычно составляет несколько сотен миллиграммов (Schwille et al. , 1979).

Белки и аминокислоты: Некоторые специфические белки, включая ретинол-связывающий белок, витамин D-связывающий белок, транскобаламин-II, инсулин и лизоцим, улавливаются в неповрежденном виде в результате опосредованного мегалином эндоцитоза, как более подробно описано ниже.

Большинство более мелких белков гидролизуются различными экзоферментами щеточной каймы, включая мембранную Pro-X-карбоксипептидазу (EC3.4.17.16) и фермент, превращающий ангиотензин I (ACE; EC3.4.15.1).

Два разных котранспортера натрия / пептидов затем опосредуют поглощение ди- и трипептидов, но не свободных аминокислот. Котранспортер натрия / пептида 1 (PepT1, SLC15A1) в сегменте S1 проксимального канальца имеет более низкое сродство к олигопептидам, чем котранспортер натрия / пептида 2 (PepT2, SLC15A2) в сегменте S3 (Shen et al., 1999).

Нейтральные аминокислоты проникают в эпителиальные клетки в основном через натрийзависимые переносчики нейтральных аминокислот B (Avissar и др. , 2001), ASCT2 и B ^{∘, +} . Глутамат и аспартат используют транспортную систему EAAC1 / X ^— _AG . Натрийзависимые транспортеры GAT-1 и GAT-3, которые более известны своей ролью в восстановлении нейромедиаторов в головном мозге, переносят гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), гипотаурин и бета-аланин через проксимальную трубчатую щеточную кайму мембраны ( Muth et al., 1998). Пролин, гидроксипролин, таурин и бета-аланин поглощаются натрий-зависимым переносчиком имино (Urdaneta et al. , 1998), а бетаин поступает через натрий- и хлорид-зависимый переносчик бетаина (SLC6A12). Поглощение таурина через транспортер таурина (TAUT, SLC6A6) зависит от натрия и хлоридов (Chesney et al. , 1990). Высокие концентрации осмолитов, таких как таурин и бетаин, защищают эпителиальные клетки от высокого осмотического давления в мозговом веществе.

Рисунок 4.4. Различные механизмы опосредуют восстановление питательных веществ из просвета проксимальных канальцев

Специфичность и емкость натрий-зависимых транспортеров значительно расширяются за счет связанного с rBAT (SLC3A1) транспортера BAT1 (SLC7A9). Этот переносчик, на который приходится большая часть, если не вся, активность системы b ^{o, +} , перемещает малые и большие нейтральные аминокислоты через мембрану щеточной каймы в обмен на другие нейтральные аминокислоты. Карнитин попадает в клетку через переносчик органических катионов OCTN2 в обмен на тетраэтиламмоний или другие органические катионы (Ohashi et al., 2001).

Таблица 4.4. Транспортеры аминокислот в почках человека

9045 9045 На ⁺

Транспортеры	In	Out	In
Апикальный
G, A, S, C, T
B ° / B / NBB	Na +	.	V, I, L, T, F, W, [A, S, C]
B °, +	Na +	.	H, C, R, таурин, бета-аланин, карнитин
TAUT	2Na + Cl —	.	Таурин, бета-аланин
BGT-1	3 Na +	.	Бетаин
GAT-1 и GAT-3	NaCl	.	ГАМК, гипотаурин, бета-аланин
IMINO	Na +	.	P, ​​OH-P, таурин, бета-аланин
EAAC1 / X — AG	3Na +	k +	D, E		D, E	.	Карнитин
y ′ CAT	(Na + )	.	R, K, орнитин, холин, полиамины
BAT1 / b °, + + rBAT	.	Нейтральные аминокислоты	K, H, R, E, D, S, T, F, W, G, A, C, V, I, L, P, M, цистин, орнитин
Базолатеральный
A	Na +	.	A, S, Q
ASC T1	Na +	.	G, A, S, C, T
TAUT	NaCl	.	Таурин, бета-аланин
BGT-1 / GAT-2	NaCl	.	Бетаин, гипотаурин, бета-аланин
система T (TAT1)	.	.	F, Y, W
asc	?	?	G, A, S, C, T?
y (+) LATI (SLC7A7) + 4F2	Аминокислоты		K, R, H, Q, N, орнитин, холин, оротат
LAT2 + 4 F	Нейтральные аминокислоты Нейтральные		Y, F, W, T, N, I, C, S, L, V, Q, [H, A, M, G]

Аминокислоты в некоторой степени используются в эпителиальных клетках канальцев для синтез белка, выработка энергии и другие метаболические пути.Случай гидроксипролина несколько особенный, потому что почки являются основными участками его метаболизма, главным образом до серина и глицина (Lowry et al. , 1985). Гидроксипролин получают из пищевого коллагена, а также из эндогенных мышц, соединительной ткани и костного обмена. Он достигает митохондрий эпителиальных клеток канальцев через транслокатор, отличный от транслокатора пролина (Atlante et al. , 1994). Затем гидроксипролин окисляется 4-оксопролинредуктазой (гидроксипролиноксидазой; EC1.1.1.104) в 4-оксопролин (Kim et al. , 1997).

4-Гидрокси-2-оксоглутаратальдолаза (EC4.1.3.16) образует пируват и глиоксилат. Глицин образуется, когда пиридоксаль-фосфат-зависимая аланин-глиоксилат-аминотрансфераза (EC2.6.1.44) использует аланин для аминирования глиоксилата.

Транспорт: Основными натрийзависимыми переносчиками аминокислот базолатеральной мембраны являются система A (преимущественно транспортирует аланин, серин, глутамин) и ASCT1 (аланин, серин, цистеин, треонин).Чистый перенос отдельных аминокислот во многом зависит от их собственного градиента концентрации. Как и на просветной стороне, некоторые транспортеры работают в обменном режиме. Маленькие нейтральные аминокислоты являются основными противомолекулярными молекулами, поскольку их концентрация самая высокая. Функциональные исследования охарактеризовали asc транспортной системы для небольших нейтральных аминокислот, но до сих пор не идентифицировали соответствующий ген или белок. Гликопротеин 4F2 прикрепляет обменники аминокислот, типичные для этой стороны, к базолатеральной мембране (Verrey et al., 1999). Транспортер L-типа LAT2 (SLC7A8) принимает большинство нейтральных аминокислот для транспорта в любом направлении. Аргинин и другие катионные аминокислоты могут проходить через родственные гетеродимеры; один из них — 4F2 в сочетании с y (+) LAT1 (SLCA7), другой состоит из 4F2 и y (+) LAT2 (SLC7A6). Эти переносчики могут заменять катионную аминокислоту на нейтральную аминокислоту плюс ион натрия. GAT-2 опосредует транспорт бетаина, бета-аланина и некоторого количества таурина. Те же соединения могут также выводиться через транспортер таурина, зависимый от хлорида натрия (SLC6A6).

Мочевина: Одна из основных функций почек — устранение потенциально токсичных конечных продуктов утилизации аминокислот. По мере того, как канальцевая жидкость концентрируется, увеличивается градиент концентрации мочевины, который стимулирует пассивную диффузию мочевины через эпителий канальцев в перитубулярный кровяной капилляр. Этой диффузии мало препятствуют клеточные мембраны, поскольку они легко проницаемы для жирорастворимой мочевины. Из-за этой реабсорбции только около половины отфильтрованной мочевины (> 50 г / день) выводится с мочой.Гораздо меньшее количество азота, полученного из белков, выводится в виде аммиака. Аммиак может быть произведен из глутамина с помощью глутаминазы и секретируется в дистальную (S3) часть проксимальных канальцев через антипортер ионов водорода и натрия (SLC9A1) в режиме обмена ионов натрия / аммония.

Витамины: Наиболее значимое влияние почек может быть на витамин D. После того, как он синтезируется в коже или всасывается с пищей, витамин D быстро превращается в 25-гидрокси-витамин D (25-OH-D). в печени.25-OH-D секретируется в кровь, где он циркулирует вместе с витамином D-связывающим белком (VBP). Благодаря относительно небольшому размеру значительный процент комплекса попадает в почечный ультрафильтрат. Мегалин, член семейства рецепторов липопротеинов, связывает VBP и опосредует его захват эпителиальными клетками проксимального канальца. Затем 25-OH-D может быть гидроксилирован митохондриальной альфа-гидроксилазой витамина D-1 (P450cl альфа, CYP27B1) до 1,25-дигидроксивитамина D (1,25- (OH) 2-D). Гормон паращитовидной железы (ПТГ), кальцитонин (Shinki et al., 1999), концентрация фосфата в крови (Prince et al. , 1988) и другие факторы жестко контролируют скорость синтеза 1,25- (OH) 2-D. Однако в ситуациях ограниченной доступности витамина D важно поступление прекурсора из проксимального просвета. Снижение фильтрации у пациентов с терминальной стадией почечной недостаточности серьезно ограничивает активацию витамина D со всеми сопутствующими последствиями дефицита 1,25-дигидроксивитамина D.

Захват кобаламина из проксимального просвета также опосредуется мегалином.В крови и, следовательно, в фильтрате транскобаламин II является белком-носителем кобаламина. Дополнительный транскобаламин II, по-видимому, секретируется в просвет проксимальных канальцев, что обеспечивает максимальное восстановление. Сравните это с механизмом кишечной абсорбции, когда кобаламин связывается с внутренним фактором и поглощается кубилином.

Ретинол, который циркулирует в крови в связке с ретинол-связывающим белком (RBP), является еще одним витамином, который используется мегалином для утилизации ультрафильтрата.

Секреторный белок клеток Клары (CCSP) — это белок крови, переносящий липофильные (ксенобиотические) вещества, включая полихлорированные бифенильные метаболиты.Этот универсальный носитель с любыми присоединенными к нему лигандами извлекается из первичного фильтрата кубилином. Затем комплекс нацеливается на лизосомы своим корецептором мегалином (Burmeister et al. , 2001; Christensen and Birn, 2001).

Пирофосфат тиамина дефосфорилируется, и свободный тиамин поглощается из просвета канальцев антипортером тиамин / H + в стехиометрическом соотношении 1: 1 (Gastaldi et al. , 2000). Транспорт через базолатеральную мембрану использует пока еще не охарактеризованный АТФ-управляемый переносчик тиамина.Точно так же нуклеотидпирофосфатаза (EC3.6.1.9) расщепляет несколько нуклеотидов, полученных из витаминов, включая НАД, НАДФ, ФАД и кофермент А. Хотя этот фермент определенно экспрессируется в дистальных канальцах, о его присутствии в проксимальных канальцах не сообщалось. . Свободные витамеры (рибофлавин, ниацин, пантотенат) могут поступать через их соответствующие транспортные системы. Пантотенат, как биотин и липоат, поступает из просвета проксимальных канальцев через натрий-зависимый поливитаминный транспортер (SLC5A6).

Фолат извлекается из просвета проксимальных канальцев рецепторами фолиевой кислоты; восстановленный переносчик фолиевой кислоты 1 (SLC19A1) затем завершает транспорт через базолатеральную мембрану в обмен на органический фосфат (Sikka and McMartin, 1998; Wang et al. , 2001).

Current Opinion in Clinical Nutrition & Metabolic Care

Основная функция 20 распространенных аминокислот — встраиваться в белки. Однако, помимо этого, аминокислоты играют много разных ролей; действительно, они являются наиболее универсальными питательными веществами.Это является следствием их очень разных боковых цепей, которые допускают широкий спектр химических модификаций и реакций, гораздо больше, чем в случае с другими питательными веществами. Конечно, эти разные боковые цепи играют в белках особую и критическую роль. Аминокислоты с разветвленной цепью открывают возможности для гидрофобных взаимодействий в ядрах глобулярных белков. Остатки глицина вносят гибкость в конформацию пептидных цепей, тогда как пролин вносит излом. Остатки со спиртовыми группами, такими как серин, треонин и тирозин, обеспечивают локус для введения фосфорильных групп.Есть много других примеров. Эта универсальность функции различных аминокислотных остатков в белках отражается в небелковых функциях аминокислот. Многие из этих «вспомогательных» функций касаются передачи сигналов либо напрямую, либо посредством использования в качестве субстратов для синтеза ключевых сигнальных молекул. Вряд ли случайно, что три из четырех известных газовых сигнальных молекул образуются из аминокислот или их производных: этилен из S-аденозилметионина, оксид азота из аргинина и сероводород из S-содержащих аминокислот.Другие важные функции свободных аминокислот включают роль аминокислот и их производных в качестве нейротрансмиттеров (например, глутамата и ГАМК), их роль в качестве сигнальных агентов (например, активация mTOR) и, через S-аденозилметионин, их роль в широком спектре реакций метилирования. Возможно, самым заметным достижением в физиологии аминокислот за последнее десятилетие или около того стало появление роли ряда D-аминокислот. За исключением глицина, все аминокислоты являются хиральными молекулами, и один из ключевых вопросов, с которыми сталкиваются исследователи, заключается в том, играет ли только горстка D-аминокислот функциональную роль или существует гораздо более широкая, хотя и нераспознанная, физиология D-аминокислот. аминокислоты.

Эти темы, касающиеся аминокислот как субстратов для синтеза белка и предшественников ключевых регуляторных молекул, хорошо представлены в исследованиях в этом разделе журнала. В двух обзорах исследуется синтез белка при патологических ситуациях, сердечной недостаточности и диабете 2 типа. Два обзора касаются метаболизма метионина, один — об изменении метаболизма этой аминокислоты при алкогольном поражении печени, а другой — о пищевой и метаболической нагрузке, связанной с реакциями метилирования.Два обзора специально исследуют синтез и функцию ключевых сигнальных молекул (оксида азота и D-серина). Наконец, два обзора касаются различных аспектов передачи сигналов: один вводит новые концепции о роли, которую играет транспорт аминокислот в передаче сигналов; В этом обзоре также представлены новые концепции относительно роли лизосом в аминокислотной активации mTOR. Другой исследует интеграцию пищевых, молекулярных и нейрофизиологических подходов, которые так сильно продвинули наши знания об адаптации животных к недостатку аминокислот.Аминокислоты всегда открывали новые горизонты и концепции; они продолжают делать.

Благодарности

Нет .

Конфликт интересов

Нет конфликта интересов.

Строительные блоки белка в организме

Есть два типа аминокислот: незаменимые и заменимые. Человеческое тело не производит эти белки, хотя они жизненно важны для поддержания жизни человека.Это означает, что вы должны получать их с белками, содержащимися в растительной и животной пище.

Восемь незаменимых аминокислот:

• Изолейцин
• лейцин
• Лизин
• метионин
• фенилаланин
• Треонин
• Триптофан
• Валин

Кроме этих восьми, есть гистидин . Технически он принадлежит к списку незаменимых аминокислот. Однако детский организм не вырабатывает достаточного количества гистидина и поэтому должен получать добавки с пищей.

Продукты, богатые изолейцином

Молоко и молочные продукты
Яйца
Курица
Говядина
Свинина
Орехи и семена
Бобовые, горох, фасоль и арахисовое масло

Продукты, богатые лейцином

Сыр Пармезан
Соевые бобы
Куриная грудка
Тунец
Говядина
Орехи
Соевые бобы

Продукты, богатые лизином

Постная говядина
Свинина
Сыр пармезан
Индейка и курица
Тунец, приготовленный
Яйца
Белая фасоль

Продукты, богатые метионином

Рыба и моллюски
Сыр Пармезан
Белая фасоль
Яйца
Индейка и курица
Постная говядина
Баранина

Продукты, богатые фенилаланином

Сыр Пармезан
Молочные продукты
Постная говядина и баранина
Яйца
Бобы пинто
Соевые бобы
Белые бобы

Продукты, богатые треонином

Индейка и курица
Сыр пармезан
Постная говядина и баранина
Рыба и моллюски
Орехи
Белая фасоль
Соевые бобы

Продукты, богатые триптофаном

Семена и орехи
Ягненок
Курица и индейка
Рыба и крабы
Фасоль
Говядина
Соевые бобы

Продукты, богатые валином

Молочные продукты, сыр и яйца
Семена и орехи
Рыба
Свинина
Говядина
Фасоль
Курица и индейка

Продукты, богатые гистидином

Рыба
Свинина
Фасоль
Яйца и молочные продукты
Семена и орехи
Индейка и курица
Соевые бобы

Не все эти источники равны.Некоторые содержат большее количество белка с более высокой биологической ценностью, особенно белки животных. Конечно, это не означает, что вы не можете получить необходимые белки и аминокислоты из вегетарианской диеты. Это означает, что вам нужно комбинировать разные источники, которые дополняют друг друга. Например, фасоль и тосты дополняют друг друга, помогая вашему организму более эффективно усваивать белки, содержащиеся в фасоли.

Почему 20 аминокислот? | Feature

Для многих исследователей изучение химического происхождения жизни — это побочный проект — это то, чем они занимаются в перерывах между финансируемыми грантами работой по изучению причин и лечению болезней человека.Но понимание эволюции на химическом уровне — их страсть, даже когда финансирование скудно. Как химия могла привести нас к сложной жизни, вызывает много открытых вопросов. Один фундаментальный вопрос — почему жизнь основана на наборе 20 аминокислот. Почему 20, а не 10 или 30? А почему именно те 20? За последние несколько десятилетий увлеченные химики и молекулярные биологи, которые не могут оставить эти вопросы в покое, начали собирать воедино некоторые убедительные объяснения.

От аланина (A) до тирозина (Y), 20 «протеиногенных» аминокислот, каждая из которых обозначается аббревиатурой с разными буквами, составляют алфавитный суп жизни.Они являются строительными блоками для белков, макромолекул «рабочей лошадки» биологии, которые обеспечивают структуру и функции всех организмов. Но почему аминокислоты? Бернд Моосманн, эксперт по окислительно-восстановительной медицине из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце в Германии, предполагает, что первые аминокислоты были использованы для закрепления мембран в структурах РНК: «Вы можете увидеть это даже в современной жизни: ДНК и РНК в бактериях и митохондриях всегда присутствуют. прикреплены изнутри к мембране. » Большинство исследователей полагают, что это могло произойти по крайней мере 4 миллиарда лет назад в ‘мире РНК’, где молекулы РНК были первыми саморепликаторами, а также выполняли каталитическую роль, которую играют белки. Cегодня.

Как протеиногенные аминокислоты появились на Земле — еще один важный вопрос. Знаменитый эксперимент Миллера-Юри 1952 года показал, что с помощью электрических искр, имитирующих молнию, простые соединения, такие как вода, метан, аммиак и водород, образуют более 20 различных аминокислот. ¹ Они также встречаются в метеоритах: анализ метеорита Меричисон, приземлившегося в Австралии в 1969 году, обнаружил по крайней мере 86 аминокислот, цепи заместителей, содержащие до девяти атомов углерода, а также дикарбоксильные и диаминофункциональные группы. ² Может быть, эти в общем простые и легко доступные аминокислоты были первыми, кто был задействован в жизни?

Эндрю Дойг, химический биолог из Манчестерского университета в Великобритании, размышлял о химии эволюции, когда не проводил свои исследования болезни Альцгеймера. У него другой взгляд на этот вопрос: «[Протеиногенные аминокислоты] были выбраны в мире РНК, где миллионы лет существовала жизнь и метаболизм, которые уже генерировали огромное количество органических молекул.«Если бы аминокислоты были продуктом метаболизма РНК, это бы значительно увеличило их концентрацию в окружающей среде», — утверждает он.

Но выбор из 20 аминокислот, используемых в биологии, явно связан с развитием белков. Путем полимеризации аминокислот в длинных полипептидных цепях белки могут складываться в растворимые структуры с плотно упакованными ядрами и упорядоченными связывающими карманами. Появление белков и, в конечном итоге, принятие стандартных 20 аминокислот, вероятно, было большим эволюционным шагом.

Но, по словам Дойга, это все домыслы. «У нас вообще нет прямых доказательств». Из сравнения геномов организмов сегодня мы знаем, что 3,5–3,8 миллиарда лет назад наш общий предок, известный как последний универсальный общий предок, использовал 20 общих для всех аминокислот. живые существа.

Замерзшая авария?

Так почему именно этот набор из 20 аминокислот, а не какие-либо другие? «Очевидным недостатком является способность проводить окислительно-восстановительные реакции», — объясняет Дойг.«Они не были выбраны из-за способности выполнять катализ напрямую». Сегодня белки образуют ферменты для биологического катализа, но первыми биологическими катализаторами в мире РНК, вероятно, были то, что мы сейчас называем кофакторами — ионы металлов или небелковые органические молекулы. (коферменты), которые помогают ферментам в катализе реакций и часто состоят из витаминов.

Существовала тенденция рассматривать выбор из 20 аминокислот как произвольный — как в «теории замороженных аварий», предложенной британским молекулярным биологом Фрэнсисом Криком в 1960-х годах, который предполагал, что другая группа из 20 была бы столь же хорошей.«Я продолжал читать это и понимал, что это неправильно, — говорит Дойг. Это побудило его изложить свои мысли в недавней статье, где он утверждает, что есть причины, по которым выбор каждой аминокислоты делает их почти идеальной группой. ³ Факторы, которые он учел, включали атомы компонентов каждой аминокислоты, функциональные группы и стоимость биосинтеза.

Для формирования растворимых, стабильных белковых структур с плотно упакованными ядрами и упорядоченными связывающими карманами требовалось то разнообразие аминокислот, которое мы видим сегодня, — объясняет Дойг.Необходимы множественные гидрофобные белки. «Ядро белка — это трехмерная головоломка — если у вас много разных гидрофобных аминокислот, это дает вам больше возможностей построить ядро ​​без каких-либо пробелов».

Тот факт, что гидрофобные аминокислоты обычно имеют разветвленные боковые цепи, также можно объяснить. Внутри белкового ядра молекула больше не может вращаться и теряет часть связанной с ней энтропии. «Если у вас есть разветвленные аминокислоты, такие как валин, лейцин и изолейцин, вы теряете меньше энтропии, когда закапываете их, поэтому эволюция выбрала гидрофобные аминокислоты не только потому, что они гидрофобны, но и потому, что они разветвленные», — объясняет Дойг.«Если вы хотите, чтобы аминокислоты входили в ядро ​​белка, вы делаете его разветвленным и гидрофобным, если вы хотите, чтобы он был на поверхности, вы делаете его с прямой цепью и полярным, как аргинин и глутаминовая кислота».

Химическое пространство

Стивен Фриланд, астробиолог из Университета Мэриленда в США, разработал метод, показывающий, что аминокислоты, принятые биологией, не были выбраны случайным образом. Он позаимствовал идею химического пространства из открытия лекарств, где молекулы нанесены в трехмерное пространство, чтобы помочь обнаружить бреши, которые могут открыть новые молекулы лекарств.Фриланд и его команда исследовали три параметра: размер, заряд и гидрофобность. «Они не идеальны, — признает Фриланд, — но в качестве приблизительных показателей того, что делают аминокислоты и почему они это делают, эти три довольно хороши». Гидрофобность, очевидно, играет ключевую роль в том, как белки складываются, заряд важен в реакциях и Активные сайты и размер интуитивно понятны, говорит Фриланд.

«Мы обнаружили, что набор, который используется биологией, обладает рядом удивительно неслучайных свойств, которые очень четко выделяются», — говорит Фриланд.Аминокислоты были широко распределены по своему химическому пространству, но также показали равномерность в этом распределении — как будто пытались охватить как можно больше различных наборов свойств. ⁴ ‘То, что мы обнаруживаем с [протеиногенными] аминокислотами, — это момент, когда вы добавляете оба этих фактора [гидрофобность и заряд], почти каждый тест, который вы можете провести с ними, говорит, что они неслучайны — не только они покрывают хороший диапазон, но они не сгущаются в крайности ».

Итак, если этот неслучайный набор аминокислот был выбран по уважительной причине, можно ли создать порядок, в котором они были включены в биологию? «Сейчас все согласны с тем, что не все они пришли сразу, что, на мой взгляд, подавляюще», — говорит Фриланд.Попытка составить исчерпывающий заказ была предпринята израильским молекулярным биофизиком Эдвардом Трифоновым, который сейчас работает в Институте эволюции Хайфского университета. Трифонов открыл множество новых кодов в ДНК и в начале 2000-х обратил свое внимание на аминокислоты.

Размещение простейших по химическому составу аминокислот в первую очередь может показаться очевидным, но Трифонов пошел дальше. Он рассмотрел несколько критериев, включая энергетическую стоимость их синтеза, тип молекул транспортной РНК, используемых для их транспортировки, и количество кодонов (последовательность из трех нуклеотидов РНК, которая соответствует определенной аминокислоте), используемых в синтезе белка; аминокислоты с несколькими кодонами, вероятно, старше, чем с одним.Он усреднил данные и предложил временной порядок, начиная с аланина и глицина. ⁵

Freeland также рассмотрел, как шаблоны могут изменяться в зависимости от аминокислот, которые, как предполагается, были приняты раньше и позже. Используя только первые 10 в химическом пространстве, он обнаружил неслучайные свойства в отличие от изучения всех возможных аминокислот, доступных на пребиотической земле (от Миллера-Юри или метеоритов). Затем он добавил в полный набор 20. «Более поздние расширяют химическое пространство первых таким образом, чтобы максимизировать диапазон и равномерность, и для моих денег наиболее интересным является то, что они, кажется, закрывают область химического пространства, которая была раньше. малонаселенный, между тем, где сидят самые ранние, и тем, где будут сидеть димеры самых ранних », — говорит он.«Совершенно логично, что именно сюда можно подключать».

Кислород расширяет код

Мы, конечно, знаем, что белки могут быть получены из гораздо меньшего набора аминокислот. Японская группа, возглавляемая Сатоши Аканума из Университета Васэда, недавно показала, что алфавит из 13 аминокислот может создавать свернутые, растворимые, стабильные и каталитически активные «белки», хотя и не такие активные или стабильные, как исходные белки, на которых они основаны. ⁶ Итак, что могло побудить к добавлению дополнительных аминокислот? По словам Моосманна, молекулярный кислород заставил жизнь включить последние шесть новых аминокислот.

Предполагаемые последние шесть аминокислот (гистидин, фенилаланин, цистеин, метионин, триптофан и тирозин) все химически «мягче» — они сильно поляризуемы и связываются ковалентно. «Скорее всего, это адаптация, а не совпадение или дрейф», — говорит Моосманн. Эта идея пришла к Мосманну во время исследований ткани мозга мышей (его «повседневная работа» включает исследования нейродегенеративных заболеваний). Он заметил, что некоторые аминокислоты гораздо более склонны к окислительной деградации — те, которые, как считается, были приняты позже.

Если эти аминокислоты были добавлены в биологию из-за их окислительно-восстановительной активности, он догадывался, что эти адаптации связаны с повышением уровня молекулярного кислорода на Земле. Считается, что кислород стал частью окружающей среды Земли около 2,5 миллиардов лет назад в результате так называемого «великого окислительного события», но Моосманн говорит, что основная причина местного образования низких доз кислорода, вероятно, старше. Согласно недавнему исследованию эволюции ферментов, участвующих в фотосинтезе, Танай Кардона из Имперского колледжа Лондона в Великобритании предположил, что происхождение оксигенного фотосинтеза было 3.6 миллиардов лет назад. ⁷

Он решил продолжить исследование, изучив пробелы Homo – Lumo для всех биологических аминокислот. Энергетическая щель между самой высокой занятой молекулярной орбиталью и самой низкой незанятой молекулярной орбиталью предсказывает реакционную способность соединения по отношению к переносу электрона.

Значительно меньшие пробелы, обнаруженные для более поздних аминокислот, предполагают, что их основная функция заключалась в проведении окислительно-восстановительных реакций, и Мосманн утверждает, что это было необходимо в среде, где могли образовываться свободные радикалы кислорода, которые особенно разрушительны для липидов.«Более мягкие» и более окислительно-восстановительные аминокислоты были способны защищать клетки: «Эти [новые аминокислоты] могут поддерживать целостность липидного бислоя в присутствии повышающихся концентраций кислорода или в присутствии химических воздействий, которые имеют тенденцию атаковать или разлагают ненасыщенные жирные кислоты », — говорит Мосманн. «Для последних трех [метионин, триптофан и тирозин] есть неопровержимые доказательства реакции на кислород».

Тогда возникает один вопрос: содержал ли наш последний универсальный общий предок полный набор аминокислот.Исследование 2016 года выявило набор из 355 генов, предположительно присутствующих в организме, который стал известен как Лука. ⁹ Моосман говорит, что Лука датируется 3,7–2,9 миллиарда лет назад, так что, возможно, кислород был доступен. «Следствием этого действительно является то, что Лука (если он когда-либо существовал) имел менее 20 аминокислот». Он предполагает, что более поздние добавления генетического кода могли быть распределены латерально по всем современным линиям: «Я думаю, что у Луки было 17– 18 АК, без метионина, триптофана и, возможно, тирозина.’

Зачем останавливаться на 20?

Адаптация к насыщенному кислородом мире может объяснить расширение кода до 20 аминокислот, но зачем на этом останавливаться? «Я бы сказал, посмотрите, на что способны 20», — говорит Фриланд. «По-видимому, 20 — этого достаточно, чтобы почти каждый живой организм адаптировался к невообразимому количеству сред обитания за всю историю жизни».

На самом деле, в организмах используются по крайней мере две дополнительные аминокислоты, хотя только одна из них содержится в человеческих белках — селенсодержащий селеноцистеин.Он обнаружен в активных центрах 25 белков человека, но включается более сложным механизмом, чем нормальный синтез белка. «Это показывает, что процесс не остановился, он достиг точки, когда внедрение новых аминокислот чрезвычайно сложно», — говорит Луис Рибас, молекулярный биолог из Института исследований биомедицины, Барселона, Испания. «Если вы хотите это сделать, вам нужно найти очень оригинальные решения».

Ограничение в распознавании тРНК

Чтобы ответить на вопрос «Почему 20?», Риблас внимательно изучил механизм синтеза белка — трансляцию.Процесс осуществляется в рибосоме клетки, очень большом комплексе молекул РНК и белка. Каждая аминокислота переносится специальной молекулой транспортной РНК (тРНК), присоединенной через гидроксильную группу с образованием сложного эфира. Затем он вступает в реакцию с концевой аминокислотой растущей белковой цепи. Правильная аминокислотная последовательность транслируется из молекул информационной РНК посредством спаривания оснований Уотсона – Крика с молекулами тРНК. Каждая тРНК содержит последовательности из трех оснований, специфичных для одной из 20 аминокислот — кодона.

Учитывая, что каждая аминокислота кодируется последовательностью из трех оснований, вы можете предположить, что существует 64 возможных комбинации (из четырех возможных оснований). Хотя три кодона используются в качестве инструкций для остановки синтеза белка, остается 61 — так зачем же останавливаться на 20 уникальных аминокислотах? «Ограничение заключается в распознавании тРНК», — говорит Рибас. Каждая молекула тРНК имеет четко определенную третичную структуру, которая распознается ферментом аминоацил тРНК синтетазой, который добавляет правильную аминокислоту.Изучая структуры тРНК, Рибас пришел к выводу, что проблема заключается в поиске способов создания новых молекул тРНК, которые могли бы распознавать новую аминокислоту, не подбирая существующие. ¹⁰ Возможные структуры ограничены, поскольку они также должны соответствовать существующему механизму трансляции белков.

‘Это как если бы у вас был очень простой вид замка, в котором вы могли бы заменить только три или четыре штифта, вы подошли к моменту, когда вы не сможете изготавливать новые ключи, потому что новый ключ откроет замок, который у вас уже есть используется, и это противоречит цели », — поясняет он.Точка, в которой природа не смогла создать новые уникальные тРНК, которые нельзя было бы принять за другие, по-видимому, находилась на уровне 20 аминокислот. В современной биологии это позволяет кодировать большинство аминокислот более чем одним кодоном — избыточность помогает более точной трансляции (по оценкам, ошибки включения аминокислот возникают один раз на 1000–10 000 кодонов).

Расширение кода аминокислоты

Рибас говорит, что его работа также имеет значение для синтетических биологов, которые пытаются продвинуть генетический код на шаг вперед, включив неестественные аминокислоты и, возможно, однажды улучшив природу.В 2011 году группа, в состав которой входил гарвардский биолог-синтетик Джордж Черч, удалила один из трех стоп-кодонов из бактерий E. coli , чтобы его можно было заменить альтернативной непротеиногенной аминокислотой, а другие лаборатории включили такие аминокислоты в белки.

Эволюционная теория говорит нам, что набор, который у нас есть, — это микрокосм возможного.

Но Рибас не уверен, что это будет успешная стратегия для синтетических биологов.«Если вы попытаетесь разработать систему in vivo для генерации белков с неестественными аминокислотами, она окажется не очень эффективной, низкая эффективность и часто возникают проблемы со специфичностью», — говорит он. Рибас объясняет это трудностью создания новых молекул тРНК в рамках существующего механизма трансляции белков. «Я не думаю, что есть способ обойти это, [без] обширной модернизации всего оборудования», хотя, добавляет он, в настоящее время это делается.

Даже если это станет возможным, Фриланд считает, что преимуществ будет мало.«Все в эволюционной теории говорит нам, что набор, который у нас есть, — это микрокосм того, что возможно».

No related posts.