что такое простые белки

Простые белки

Простые белки по растворимости в воде и солевых растворах условно подразделяются на несколько групп: протамины, гистоны, альбумины, глобулины, проламины, глютелины.

До 80-х годов XX века в научной литературе на русском языке простые белки часто обозначались термином «протеины». Простые белки по растворимости и пространственному строению разделяют на глобулярные и фибриллярные. Глобулярные белки отличаются шарообразной формой молекулы (эллипсоид вращения), растворимы в воде и в разбавленных солевых растворах. Хорошая растворимость объясняется локализацией на поверхности глобулы заряженных аминокислотных остатков, окруженных гидратной оболочкой, что обеспечивает хороший контакт с растворителем. К этой группе относятся все ферменты и большинство других биологически активных белков, исключая структурные.

Среди глобулярных белков можно выделить:

альбумины— растворимы в воде в широком интервале рН (от 4 до 8,5), осаждаются 70-100%-ным раствором сульфата аммония;

полифункциональные глобулины с большей молекулярной массой, труднее растворимы в воде, растворимы в солевых растворах, часто содержат углеводную часть;

гистоны— низкомолекулярные белки с высоким содержанием в молекуле остатков аргинина и лизина, что обусловливает их основные свойства;

протамины отличаются еще более высоким содержанием аргинина (до 85 %), как и гистоны, образуют устойчивые ассоциаты с нуклеиновыми кислотами, выступают как регуляторные и репрессорные белки — составная часть нуклеопротеинов;

проламины характеризуются высоким содержанием глутаминовой кислоты (30-45 %) и пролина (до 15 %), нерастворимы в воде, растворяются в 50-90 % этаноле;

глутелины содержат около 45 % глутаминовой кислоты, как и проламины, чаще содержатся в белках злаков.Фибриллярные белки характеризуются волокнистой структурой, практически нерастворимы в воде и солевых растворах. Полипептидные цепи в молекулах расположены параллельно одна другой. Участвуют в образовании структурных элементов соединительной ткани (коллагены, кератины, эластины).

Связанные понятия

Поликетидсинтазы (ПКС, англ. Polyketide synthase, КФ 6.4) — ферменты или мультиферментные комплексы, синтезирующие поликетиды (вторичные метаболиты, такие как антибиотики, токсины или статины). Поликетидсинтазы обнаружены у бактерий, грибов, животных и растений и имеют большое сходство с синтазами жирных кислот в организации и механизме биосинтеза. Как правило, гены синтазы определённого поликетида входят в один оперон (у бактерий) или в один кластер (у эукариот).

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

Дегидрогеназы (отрицание де… + лат. hydrogenium — водород) — группа ферментов из класса оксидоредуктаз, катализирующих перенос протонов от субстрата (органических веществ) и пары электронов — к акцептору.

Не следует путать с гликанами.Глюкан представляет собой молекулу полисахарида из мономеров D-глюкозы (в отличие от гликанов, где мономером может являться не только D-глюкоза), связанных гликозидными связями.

Сахара́зы — обширная группа гликозил-гидролаз, способных расщеплять молекулы сахарозы на глюкозу и фруктозу. Часто имеют более широкую субстратную специфичность. В зависимости от узнаваемой в молекуле субстрата группы сахаразы подразделяют на β-фруктозидазы и α-глюкозидазы. Сахараза синтезируется поджелудочной железой и слизистой тонкого кишечника.

Антимицины — группа вторичных метаболитов, синтезируемых бактериями рода Streptomyces.

Хромопротеиды (от греч. chroma — краска) — сложные белки, состоящие из простого белка и связанного с ним окрашенного небелкового компонента — простетической группы. Различают гемопротеины (содержат в качестве простетической группы гем), магнийпорфирины и флавопротеины (содержат производные изоаллоксазина). Хромопротеиды участвуют в таких процессах жизнедеятельности, как фотосинтез, клеточное дыхание и дыхание всего организма, транспорт кислорода и углекислого газа, окислительно-восстановительные.

Источник

Простые белки немногочисленны

Альбумины

Альбумины – это группа схожих белков плазмы крови с молекулярной массой 69 кДа, содержат много глутаминовой кислоты и поэтому имеют кислые свойства и высокий отрицательный заряд при физиологических рН. Легко адсорбируют полярные и неполярные молекулы, являются белком-транспортером в крови для многих веществ, в первую очередь для билирубина и длинноцепочечных жирных кислот.

Глобулины

Группа разнообразных белков плазмы крови с молекулярной массой до 100 кДа, слабокислые или нейтральные. Они слабо гидратированы, по сравнению с альбуминами меньше устойчивы в растворе и легче осаждаются, что используется в клинической диагностике в «осадочных» пробах (тимоловая, Вельтмана). Несмотря на то, что их обычно относят к простым, многие глобулины содержат углеводные или иные небелковые компоненты.

При электрофорезе глобулины сыворотки крови разделяются, как минимум, на 4 фракции – α₁-глобулины, α₂-глобулины, β-глобулины и γ-глобулины.

Картина электрофореграммы (вверху) белков сыворотки крови
и полученной на ее основе протеинограммы (внизу)

Так как глобулины включают в себя разнообразные белки, то их функции разнообразны:

Часть α-глобулинов обладает антипротеазной активностью, что защищает белки крови и межклеточного матрикса от преждевременного разрушения, например, α₁-антитрипсин, α₁-антихимотрипсин, α₂-макроглобулин.

Некоторые глобулины способны к связыванию определенных веществ: трансферрин (переносит ионы железа), церулоплазмин (содержит ионы меди), гаптоглобин (переносчик гемоглобина), гемопексин (транспорт гема).

γ-Глобулины являются антителами и обеспечивают иммунную защиту организма.

Гистоны

Взаимодействие гистонов и ДНК

Радикалы аминокислот в составе гистонов могут быть метилированы, ацетилированы или фосфорилированы. Это изменяет суммарный заряд и другие свойства белков.

Можно выделить две функции гистонов:

1. Регуляция активности генома, а именно – они препятствуют транскрипции.

2. Структурная – стабилизируют пространственную структуру ДНК.

Гистоны в комплексе с ДНК образуют нуклеосомы – октаэдрические структуры, составленные из гистонов Н2а, H2b, НЗ, Н4. Гистон H1 связан с молекулой ДНК, не позволяя ей «соскользнуть» с гистонового октамера. ДНК обвивает нуклеосому 2,5 раза, после чего обвивает следующую нуклеосому. Благодаря такой укладке достигается уменьшение размеров ДНК в 7 раз.

Далее такие «бусы» нуклеосом могут складываться в суперспираль и в более сложную структуру нуклеопротеина.

Благодаря гистонам и формированию более сложных структур размеры ДНК, в конечном итоге, уменьшаются в тысячи раз: на самом деле длина ДНК достигает 6-9 см (10 –1 ), а размеры хромосом – всего несколько микрометров (10 –6 ).

Протамины

Это белки массой от 4 кДа до 12 кДа, имеются в ядрах сперматозоидов многих организмов, в сперме рыб (молóках) они составляют основную массу белка. Протамины являются заменителями гистонов и служат для организации хроматина в спермиях. По сравнению с гистонами протамины отличаются резко увеличенным содержанием аргинина (до 80%). Также, в отличие от гистонов, протамины обладают только структурной функцией, регулирующей функции у них нет, хроматин в сперматозоидах неактивен.

Коллаген

Коллаген – фибриллярный белок с уникальной структурой, составляет основу межклеточного вещества соединительной ткани сухожилий, кости, хряща, кожи, но имеется, конечно, и в других тканях.

Полипептидная цепь коллагена включает 1000 аминокислот и носит название α-цепь. Насчитывается около 30 вариантов α-цепи коллагена, но все они обладают одним общим признаком – в большей или меньшей степени включают повторяющийся триплет [Гли-Х-Y], где X и Y – любые, кроме глицина, аминокислоты. В положении X чаще находится пролин или, гораздо реже, 3-оксипролин, в положении Y встречается пролин и 4-оксипролин. Также в положении Y часто находится аланин, лизин и 5-оксилизин. На другие аминокислоты приходится около трети от всего количества аминокислот.

Жесткая циклическая структура пролина и оксипролина не позволяет образовать правозакрученную α-спираль, но образует т.н. «пролиновый излом». Благодаря такому излому формируется левозакрученная спираль, где на один виток приходится 3 аминокислотных остатка.

При синтезе коллагена первостепенное значение имеет гидроксилирование лизина и пролина, включенных в состав первичной цепи, осуществляемое при участии аскорбиновой кислоты. Также коллаген обычно содержит моносахаридные (галактоза) и дисахаридные (глюкоза-галактоза) молекулы, связанные с ОН-группами некоторых остатков оксилизина.

Этапы синтеза молекулы коллагена

Синтезированная молекула коллагена построена из 3 полипептидных цепей, сплетенных между собой в плотный жгут – тропоколлаген (длина 300 нм, диаметр 1,6 нм). Полипептидные цепи прочно связаны между собой через ε-аминогруппы остатков лизина. Тропоколлаген формирует крупные коллагеновые фибриллы диаметром 10-300 нм. Поперечная исчерченность фибриллы обусловлена смещением молекул тропоколлагена друг относительно друга на 1/4 их длины.

Фибриллы коллагена очень прочны, они прочнее стальной проволоки равного сечения. В коже фибриллы образуют нерегулярно сплетенную и очень густую сеть. Например, выделанная кожа представляет собой почти чистый коллаген.

Гидроксилирование пролина осуществляет железо-содержащий фермент пролилгидроксилаза для которого необходим витамин С (аскорбиновая кислота). Аскорбиновая кислота предохраняет от инактивации пролилгидроксилазу, поддерживая восстановленное состояние атома железа в ферменте. Коллаген, синтезированный в отсутствии аскорбиновой кислоты, оказывается недостаточно гидроксилированным и не может образовывать нормальные по структуре волокна, что приводит к поражению кожи и ломкости сосудов, и проявляется как цинга.

Гидроксилирование лизина осуществляет фермент лизилгидроксилаза. Она чувствительна к влиянию гомогентизиновой кислоты (метаболит тирозина), при накоплении которой (заболевания алкаптонурия) нарушается синтез коллагена, и развиваются артрозы.

Время полужизни коллагена исчисляется неделями и месяцами. Ключевую роль в его обмене играет коллагеназа, расщепляющая тропоколлаген на 1/4 расстояния с С-конца между глицином и лейцином.

По мере старения организма в тропоколлагене образуется все большее число поперечных связей, что делает фибриллы коллагена в соединительной ткани более жесткими и хрупкими. Это ведет к повышенной ломкости кости и снижению прозрачности роговицы глаза в старческом возрасте.

В результате распада коллагена образуется гидроксипролин. При поражении соединительной ткани (болезнь Пейджета, гиперпаратиреоидизм) экскреция гидроксипролина возрастает и имеет диагностическое значение.

Эластин

Строение десмозина

По строению в общих чертах эластин схож с коллагеном. Находится в связках, эластичном слое сосудов. Структурной единицей является тропоэластин с молекулярной массой 72 кДа и длиной 800 аминокислотных остатков. В нем гораздо больше лизина, валина, аланина и меньше гидроксипролина. Отсутствие пролина обусловливает наличие спиральных эластичных участков.

α-Аминогруппы и α-карбоксильные группы десмозина включаются в пептидные связи одной или нескольких белковых цепей.

Источник

Что такое белок, содержание в продуктах

Сегодня мы познакомимся с белками. Это один из трех макронутриентов, необходимых нам для полноценной жизни. Два других — это жиры и углеводы. А также сможете узнать, в каких продуктах содержатся белки.

Что такое белки? Значение и основные функции в организме человека

Белки (протеин) – полимеры, которые состоят из аминокислот. В состав белков входит всего 22 аминокислоты. Благодаря разнообразным сочетаниям из 22 аминокислот строятся тысячи разных белков.

Значение белков велико. Ведь это основной строительный материал всех организмов. Словно из кирпичиков из белков строятся все ткани и органы вашего организма – сердце, печень, почки, поджелудочная железа, кровеносные сосуды, мышцы, волосы, ногти и т. д.

Кроме того, белки выполняют и другие важные функции:

Полноценные и неполноценные белки

В процессе усвоения белков из пищи они расщепляются на аминокислоты. Затем из этих аминокислот строятся необходимые организму белки. Таким образом, для вас важен не просто белок, а состав аминокислот.

Аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Заменимые способны синтезироваться в организме человека. Незаменимые, напротив, поступают только с пищей. По этой причине, при нехватке какой-либо незаменимой аминокислоты определённый белок не будет создан, что в итоге приведёт к тем или иным последствиям.

Белки, которые содержат все незаменимые аминокислоты в необходимых количествах называют полноценными.

Белки, которые содержат лишь некоторые из незаменимых аминокислот называют неполноценными.

В каких продуктах содержатся белки

Белковая пища подразделяется на животный и растительный белок.

Животные белки содержат все необходимые вам аминокислоты. Более того, вы получаете в необходимом количестве витамины В12 и D, кальций, железо, цинк, Омега-3 жирные кислоты.

С другой стороны, красное мясо, например, содержит насыщенные жиры, холестерин. Чрезмерное употребление красного мяса, по мнению диетологов, связано с повышенной смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний и онкологии. Поэтому рекомендуется употреблять красное мясо не более трёх раз в неделю. Сардельки и колбасы ещё реже.

Тем не менее, во всём должна быть мера! Не нужно отказываться от таких продуктов, но и есть в неограниченных объёмах тоже не надо.

А также не стоит забывать о таких продуктах, как яичный белок и молочные продукты. Это самые лучшие источники животного белка, с точки зрения биологической ценности.

Особенно ценным считается белок растительного происхождения. Причина в том, что кроме белка вы получаете клетчатку, витамины и микроэлементы, наиболее полезные ненасыщенные жиры. В то же время стоит помнить, что полноценно заменить продукты животного происхождения сложно.

Полноценным является только соевый белок. Поэтому лучше сочетать и то и другое. Идеальное соотношение 60% животных — 40% растительных.

Список продуктов, содержащих белок

Белки (г.) в 100 г продукта

Морепродукты

Икра красная31,6Горбуша23Лосось20Палтус20Креветки18,7Окунь18,5Сайра в масле18,4Сельдь18Кальмар18Навага, треска17,8Минтай17,7Камбала17,5Шпроты (консервы)17,3Осетр15,8

Мясные продукты

Курица отварная25Куриная грудка23Куриная печень22Курица20,5Говядина21Говядина21Свинина20,5Печень свиная20,2Баранина20Печень говяжья19,8Говядина тушёная16,7Свинина тушёная15

Яйца

Молочные продукты

Сыр пармезан35Сыр голландский26Молоко сухое цельное25Сыр российский23Творог нежирный18Творог жирный14Сыр плавленый12Молоко сгущённое с сахаром7,2Йогурт3-4,5Кефир3,3Молоко цельное3,3Молоко пастеризованное3Сметана 10% жирности3Сливки 10% жирности3Сливки 20% жирности2,8Сметана 20% жирности2,8

Орехи и бобовые

Соевая мука37Соя36Арахис26,2Тыквенные семечки24Чечевица23,5Семена подсолнечника22,5Фасоль21Горох21Фисташки20Нут20Миндаль18,8Кешью18,5Грецкий орех16,2Фундук15Бразильский орех14,3Кедровый орех13,8Пекан9,2

Зерновые

Пшеничные отруби15Овсяная мука14Геркулес13Кускус13Гречневая крупа12,5Пшеничная крупа12,5Булгур12Пшено12Овсяная крупа12Манная крупа11Гречневая мука11Мука пшеничная 1 сорта10,6Мука пшеничная высшего сорта10Ячневая крупа10Перловая крупа9Кукуруза (цельные зерна)8,5Кукурузная мука8Хлеб ржаной зерновой8,5Пшеничный хлеб (белый)7,6Рис бурый7,5Рис белый7Рис белый отварной2

Овощи

Горошек зеленый5Капуста брюссельская4,5Кресс-салат4,2Брокколи3Шпинат2,8Капуста цветная2,5

Суточная норма белка

Все вы непрерывно нуждаетесь в аминокислотах. Они выполняют свою функцию и распадаются. Часть попадает в кровь и используется вновь, другая часть – утилизируется.

Белки жизненно необходимы. Поэтому каждый взрослый человек должен употреблять минимум 40–50 г белка в сутки.

На самом деле 40–50 г – минимальная норма потребления, которая необходима для вашей жизни.

Ваша потребность зависит от калорийности. Калорийность, в свою очередь, зависит от пола, веса, возраста, физической активности. Рассчитав вашу индивидуальную калорийность и учитывая, что 1 г белка имеет калорийность 4 ккал и рассчитывается ваша норма. Поэтому говорить, что каждому человеку нужно 1, — 1,5 или 2 г белка на 1 кг веса в день — неверно.

Приблизительная норма на день приведена в таблице ниже в граммах.

Для примера были проведены расчёты для мужчины и женщины 30 лет, среднего роста с низкой активностью.

В случае с набором веса взята средняя активность (3 тренировки в неделю).

В зависимости от вашего веса и пола вы можете взять данные из таблицы за основу своего рациона. Повторяюсь, цифра примерная. Подобные расчёты проводятся по определённым формулам, согласно вашему возрасту, росту, весу, активности и ваших целей.

Здесь имеется в виду не только животный, но и растительный белок. А значит учитывайте не только мясо, яйца, но и хлеб, молочные продукты, крупы, овощи, фрукты и т. д. Поэтому какими бы ни были ваши цели, скорее всего, вам не придётся прилагать огромных усилий для того, чтобы достичь своей нормы.

Когда потребность в белках возрастает

Когда потребность в белках снижается

Признаки нехватки белка

Причины дефицита

Избыток белка в организме

Хроническое употребление большого количества белка может вызывать:

Вегетарианство и белок

Каждый человек самостоятельно делает выбор, как и чем ему питаться. В последние годы вегетарианство набирает популярность. Всё чаще из-за морально-этических убеждений люди отказываются от мяса, или вообще животной пищи.

Если говорить о здоровье, то вегетарианство с годами приводит к резкому дефициту многих витаминов и микроэлементов. Прежде всего, это касается веганов, которые полностью отказываются от животной пищи.

Им необходимо очень тщательно планировать свой рацион, чтобы обеспечить себя необходимым количеством незаменимых аминокислот. При правильном подходе заменить животный белок растительным можно.

К примеру, каши содержат мало аминокислоты лизин и много аминокислоты метионин. Фасоль, наоборот, много лизина и мало метионина. Так что употребляйте регулярно и то и другое. Хотя и необязательно в один приём пищи.

Вам рекомендуется употреблять разнообразные виды растительной пищи: крупы, бобовые (фасоль, чечевица, горох и нут), орехи, семечки, брокколи и др.

Белковая диета для похудения

Подобные диеты пользуются популярностью и уже доказали свою эффективность.

На принципах белкового питания построены многие диеты для снижения веса. Например, диета Дюкана, Кремлёвская и др.

Среди преимуществ таких диет можно выделить:

В то же время есть и недостатки:

Заключение

Белки — это жизнь. Их роль сложно переоценить. Они поддерживают упругость кожи, отвечают за здоровье волос и ногтей, способствуют поддержанию тела в тонусе, т. е. делают вас здоровыми и красивыми.

Тем не менее, во всём должен быть баланс. Избыток белков опасен так же, как и недостаток.

Если говорить о пропорциях, на белки должно приходиться около 35% вашей калорийности, 40% — на углеводы, 25% — на жиры.

Источник