Aminų amfoterinės savybės. Amino rūgštys
Amino rūgštys pasižymi ir rūgščių, ir aminų savybėmis. Taigi jie sudaro druskas (dėl rūgštinių karboksilo grupės savybių):
NH 2 CH 2 COOH + NaOH (NH 2 CH 2 COO) Na + H 2 O
glicino natrio glicinatas
ir esteriai (kaip ir kitos organinės rūgštys):
NH 2 CH 2 COOH + C 2 H 5 OHNH 2 CH 2 C (O) OC 2 H 5 + H 2 O
glicino etilo glicinatas
Su stipresnėmis rūgštimis aminorūgštys pasižymi bazių savybėmis ir sudaro druskas dėl pagrindinių amino grupės savybių:
glicino wisteria chloridas
Paprasčiausias baltymas yra polipeptidas, kurio struktūroje yra ne mažiau kaip 70 aminorūgščių liekanų ir kurio molekulinė masė viršija 10 000 Da (daltonų). daltonas - baltymų masės matavimo vienetas, 1 daltonas yra lygus 1,66054 10 -27 kg (anglies masės vienetas). Panašūs junginiai, susidedantys iš mažesnio skaičiaus aminorūgščių liekanų, vadinami peptidais. Peptidai pagal savo prigimtį yra kai kurie hormonai – insulinas, oksitocinas, vazopresinas. Kai kurie peptidai yra imuninės sistemos reguliatoriai. Kai kurie antibiotikai (ciklosporinas A, gramicidinai A, B, C ir S), alkaloidai, bičių ir vapsvų, gyvačių toksinai, nuodingi grybai (faloidinas ir blyškieji amanitinai), choleros ir botulino toksinai ir kt. yra peptidinio pobūdžio.
Baltymų molekulių struktūrinio organizavimo lygiai.
Baltymų molekulė turi sudėtingą struktūrą. Yra keli baltymo molekulės struktūros organizavimo lygiai – pirminė, antrinė, tretinė ir ketvirtinė.
Pirminė struktūra apibrėžiamas kaip linijinė proteinogeninių aminorūgščių liekanų, susietų peptidiniais ryšiais, seka (5 pav.):
5 pav. Pirminė baltymo molekulės struktūra
Pirminė baltymo molekulės struktūra yra genetiškai nulemta kiekvienam specifiniam baltymui pasiuntinio RNR nukleotidų sekoje. Pirminė struktūra taip pat lemia aukštesnį baltymų molekulių organizavimo lygį.
antrinė struktūra - atskirų baltymo molekulės dalių konformacija (t. y. vieta erdvėje). Baltymų antrinė struktūra gali būti pavaizduota -spirale, -struktūra (sulankstyto lakšto struktūra) (6 pav.).
6 pav. Antrinė baltymo struktūra
Antrinę baltymo struktūrą palaiko vandeniliniai ryšiai tarp peptidų grupių.
Tretinė struktūra - visos baltymo molekulės konformacija, t.y. visos polipeptidinės grandinės sudėjimas erdvėje, įskaitant šoninių radikalų susidėjimą. Daugeliui baltymų visų baltymų atomų koordinatės, išskyrus vandenilio atomų koordinates, buvo gautos atliekant rentgeno spindulių difrakcijos analizę. Tretinės struktūros formavime ir stabilizavime dalyvauja visų tipų sąveikos: hidrofobinės, elektrostatinės (joninės), disulfidinės kovalentinės jungtys, vandenilio ryšiai. Šios sąveikos apima aminorūgščių liekanų radikalus. Tarp ryšių, laikančių tretinę struktūrą, pažymėtina: a) disulfidinis tiltas (- S - S -); b) esterio tiltelis (tarp karboksilo grupės ir hidroksilo grupės); c) druskos tiltelis (tarp karboksilo grupės ir amino grupės); d) vandeniliniai ryšiai.
Pagal baltymo molekulės formą dėl tretinės struktūros išskiriamos šios baltymų grupės
1) Rutuliniai baltymai , kurios turi rutulio (rutulio) formą. Tokiems baltymams priskiriami, pavyzdžiui, mioglobinas, turintis 5 α-spiralinius segmentus ir neturintis β raukšlių, imunoglobulinai, neturintys α-spiralės, pagrindiniai antrinės struktūros elementai yra β raukšlės.
2) fibriliniai baltymai . Šie baltymai yra pailgos gijinės formos, atlieka struktūrinę organizmo funkciją. Pirminėje struktūroje jie turi pasikartojančias dalis ir sudaro gana vienodą antrinę struktūrą visai polipeptidinei grandinei. Taigi baltymas α - keratinas (pagrindinis nagų, plaukų, odos baltymų komponentas) yra sudarytas iš išplėstų α - spiralių. Yra mažiau paplitę antrinės struktūros elementai, pavyzdžiui, kolageno polipeptidinės grandinės, sudarančios kairiarankius spiralius, kurių parametrai smarkiai skiriasi nuo α-spiralių. Kolageno skaidulose trys spiralinės polipeptidinės grandinės yra susuktos į vieną dešinę superspiralę (7 pav.):
7 pav. Tretinė kolageno struktūra
Baltymų ketvirtinė struktūra. Ketvirtinė baltymų struktūra reiškia atskirų polipeptidinių grandinių (identiškų arba skirtingų) klojimo erdvėje būdą, turintį tretinę struktūrą, dėl kurio susidaro vienas makromolekulinis darinys (multimeras) struktūriniu ir funkciniu požiūriu. Ne visi baltymai turi ketvirtinę struktūrą. Ketvirtinės struktūros baltymo pavyzdys yra hemoglobinas, susidedantis iš 4 subvienetų. Šis baltymas dalyvauja pernešant dujas organizme.
Per pertrauką disulfidas ir silpni ryšiai molekulėse, visos baltymų struktūros, išskyrus pirminę, sunaikinamos (visiškai arba iš dalies), o baltymas praranda savo gimtosios savybės (baltymo molekulės savybės, būdingos natūraliai, natūraliai (gimtajai) būsenai). Šis procesas vadinamas baltymų denatūracija . Baltymų denatūraciją sukeliantys veiksniai yra aukšta temperatūra, ultravioletinė spinduliuotė, koncentruotos rūgštys ir šarmai, sunkiųjų metalų druskos ir kt.
Baltymai skirstomi į paprastas (baltymai), susidedantys tik iš aminorūgščių, ir kompleksas (baltymai), kurių sudėtyje, be aminorūgščių, yra ir kitų nebaltyminių medžiagų, pavyzdžiui, angliavandenių, lipidų, nukleino rūgščių. Sudėtingo baltymo nebaltyminė dalis vadinama protezų grupe.
Paprasti baltymai, susidedantys tik iš aminorūgščių liekanų, yra plačiai paplitę gyvūnų ir augalų karalystėje. Šiuo metu nėra aiškios šių junginių klasifikacijos.
Histonai
Jie turi palyginti mažą molekulinę masę (12-13 tūkst.), vyrauja šarminės savybės. Lokalizuota daugiausia ląstelių branduoliuose, tirpsta silpnose rūgštyse, nusodinama amoniako ir alkoholio. Jie turi tik tretinę struktūrą. Natūraliomis sąlygomis jie yra stipriai susiję su DNR ir yra nukleoproteinų dalis. Pagrindinė funkcija – genetinės informacijos perdavimo iš DNR ir RNR reguliavimas (galima perdavimo blokavimas).
Protaminai
Šie baltymai turi mažiausią molekulinę masę (iki 12 tūkst.). Rodo išreikštas pagrindines savybes. Labai gerai tirpsta vandenyje ir silpnose rūgštyse. Esama lytinėse ląstelėse ir sudaro didžiąją chromatino baltymo dalį. Kaip ir histonai, jie sudaro kompleksą su DNR, suteikia DNR cheminį stabilumą, tačiau skirtingai nei histonai, jie neatlieka reguliavimo funkcijos.
Glutelinai
Augaliniai baltymai, esantys javų ir kai kurių kitų kultūrų sėklų glitimo žaliosiose augalų dalyse. Netirpsta vandenyje, druskos ir etanolio tirpaluose, bet gerai tirpsta silpnų šarmų tirpaluose. Juose yra visų būtinų aminorūgščių ir jie yra visavertis maistas.
Prolaminai
augaliniai baltymai. Sudėtyje yra javų augalų glitimo. Tirpsta tik 70 % alkoholio (tai yra dėl didelio šiuose baltymuose esančio prolino ir nepolinių aminorūgščių kiekio).
Proteinoidai.
Proteinoidai apima atraminių audinių (kaulų, kremzlių, raiščių, sausgyslių, nagų, plaukų) baltymus, jiems būdingas didelis sieros kiekis. Šie baltymai netirpsta arba sunkiai tirpsta vandenyje, druskoje ir vandens-alkoholio mišiniuose.Proteinoidai yra keratinas, kolagenas, fibroinas.
Albuminai
Tai mažos molekulinės masės (15-17 tūkst.) rūgštiniai baltymai, tirpūs vandenyje ir silpnuose druskų tirpaluose. Nusodintas neutraliomis druskomis, esant 100 % prisotinimui. Dalyvauti palaikant kraujo osmosinį slėgį, gabenti su krauju įvairias medžiagas. Sudėtyje yra kraujo serume, piene, kiaušinio baltyme.
Globulinai
Molekulinė masė iki 100 tūkst.Netirpsta vandenyje, bet tirpsta silpnuose druskų tirpaluose ir nusodinama mažiau koncentruotuose tirpaluose (jau esant 50 % soties). Sudėtyje yra augalų sėklose, ypač ankštiniuose ir aliejinių augalų sėklose; kraujo plazmoje ir kai kuriuose kituose biologiniuose skysčiuose. Jie atlieka imuninės apsaugos funkciją, suteikia organizmo atsparumą virusinėms infekcinėms ligoms.
1. Amino rūgštys eksponuojamos amfoterinės savybės ir rūgštys bei aminai, taip pat specifinės savybės dėl bendro šių grupių buvimo. Vandeniniuose tirpaluose AMA yra vidinių druskų (dvipolių jonų) pavidalu. Vandeniniai monoaminomonokarboksirūgščių tirpalai lakmusui yra neutralūs, nes jų molekulėse yra vienodas skaičius -NH 2 - ir -COOH grupių. Šios grupės sąveikauja viena su kita, sudarydamos vidines druskas:
Tokia molekulė turi priešingus krūvius dviejose vietose: teigiamą NH 3 + ir neigiamą karboksilo –COO - . Šiuo atžvilgiu vidinė AMA druska vadinama dvipoliu jonu arba Zwitter-jonu (Zwitter - hibridas).
Bipolinis jonas rūgštinėje aplinkoje elgiasi kaip katijonas, nes karboksilo grupės disociacija yra slopinama; šarminėje aplinkoje – kaip anijonas. Kiekvienai aminorūgščiai yra specifinės pH vertės, kuriose anijoninių formų skaičius tirpale yra lygus katijoninių formų skaičiui. pH vertė, kuriai esant bendras AMA molekulės krūvis yra 0, vadinama AMA izoelektriniu tašku (pI AA).
Vandeniniai monoaminodikarboksirūgščių tirpalai turi rūgštinę aplinkos reakciją:
HOOC-CH 2 -CH-COOH "- OOC-CH 2 -CH-COO - + H +
Monoaminodikarboksirūgščių izoelektrinis taškas yra rūgščioje aplinkoje ir tokie AMA vadinami rūgštiniais.
Diaminomonokarboksirūgštys turi bazinių savybių vandeniniuose tirpaluose (turi būti parodytas vandens dalyvavimas disociacijos procese):
NH2-(CH2)4-CH-COOH + H2O "NH3 + -(CH2)4-CH-COO - + OH-
Diaminomonokarboksirūgščių izoelektrinis taškas yra esant pH>7 ir tokie AMA vadinami baziniais.
Būdamos bipoliniais jonais, aminorūgštys pasižymi amfoterinėmis savybėmis: jos gali sudaryti druskas tiek su rūgštimis, tiek su bazėmis:
Sąveika su druskos rūgštimi HCl sukelia druskos susidarymą:
R-CH-COOH + HCl ® R-CH-COOH
NH 2 NH 3 + Cl -
Dėl reakcijos su baze susidaro druska:
R-CH (NH 2) -COOH + NaOH ® R-CH (NH 2) -COONa + H 2 O
2. Kompleksų su metalais susidarymas- chelatų kompleksas. Glikokolio (glicino) vario druskos struktūra gali būti pavaizduota tokia formule:
Beveik visas žmogaus organizme esantis varis (100 mg) yra surištas su baltymais (aminorūgštimis) šių stabilių, nagų formos junginių pavidalu.
3. Kaip ir kitos rūgštys aminorūgštys sudaro esterius, halogenanhidridus, amidus.
4. Dekarboksilinimo reakcijos atsiranda organizme dalyvaujant specialiems dekarboksilazės fermentams: susidarantys aminai (triptaminas, histaminas, serotininas) vadinami biogeniniais aminais ir yra daugelio žmogaus kūno fiziologinių funkcijų reguliatoriai.
5. Sąveika su formaldehidu(aldehidai)
R-CH-COOH + H 2 C \u003d O ® R-CH-COOH
Formaldehidas suriša NH 2 - grupę, -COOH grupė lieka laisva ir gali būti titruojama šarmu. Todėl ši reakcija naudojama kiekybiniam aminorūgščių nustatymui (Sorenseno metodas).
6. Sąveika su azoto rūgštimi veda prie hidroksi rūgščių susidarymo ir azoto išsiskyrimo. Išsiskyrusio azoto N 2 tūris lemia kiekybinį jo kiekį tiriamame objekte. Ši reakcija naudojama kiekybiniam aminorūgščių nustatymui (Van Slyke metodas):
R-CH-COOH + HNO 2 ® R-CH-COOH + N 2 + H 2 O
Tai yra vienas iš AMK deamininimo būdų už kūno ribų.
7. Aminorūgščių acilinimas. AMA amino grupę galima acilinti rūgščių chloridais ir anhidridais jau kambario temperatūroje.
Užregistruotos reakcijos produktas yra acetil-α-aminopropiono rūgštis.
AMA acilo dariniai plačiai naudojami tiriant jų seką baltymuose ir peptidų sintezei (amino grupės apsaugai).
8.specifinės savybės, reakcijos, susijusios su amino ir karboksilo grupių buvimu ir tarpusavio įtaka – peptidų susidarymu. Bendra a-AMA savybė yra polikondensacijos procesas veda prie peptidų susidarymo. Dėl šios reakcijos vienos AMA karboksilo grupės ir kitos AMA amino grupės sąveikos vietoje susidaro amidiniai ryšiai. Kitaip tariant, peptidai yra amidai, susidarantys dėl amino grupių ir aminorūgščių karboksilo sąveikos. Amido jungtis tokiuose junginiuose vadinama peptidine jungtimi (išardykite peptidinės grupės struktūrą ir peptidinę jungtį: trijų centrų p, p konjuguota sistema)
Priklausomai nuo aminorūgščių liekanų skaičiaus molekulėje, išskiriami di-, tri-, tetrapeptidai ir kt. iki polipeptidų (iki 100 AMK liekanų). Oligopeptiduose yra nuo 2 iki 10 AMK liekanų, baltymuose - daugiau nei 100 AMK liekanų. Apskritai polipeptidinę grandinę galima pavaizduoti pagal schemą:
H 2 N-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-... -NH-CH-COOH
Kur R1, R2,...Rn yra aminorūgščių radikalai.
Baltymų samprata.
Svarbiausi aminorūgščių biopolimerai yra baltymai – baltymai. Žmogaus organizme yra apie 5 mln. įvairių baltymų, kurie yra odos, raumenų, kraujo ir kitų audinių dalis. Baltymai (baltymai) gavo savo pavadinimą iš graikiško žodžio „protos“ – pirmasis, svarbiausias. Baltymai atlieka nemažai svarbių funkcijų organizme: 1. Statybos funkcija; 2. Transporto funkcija; 3. Apsauginė funkcija; 4. Katalizinė funkcija; 5. Hormoninė funkcija; 6. Mitybos funkcija.
Visi natūralūs baltymai susidaro iš aminorūgščių monomerų. Baltymų hidrolizės metu susidaro AMA mišinys. Tokių AMK yra 20.
4. Iliustracinė medžiaga: pristatymas
5. Literatūra:
Pagrindinė literatūra:
1. Bioorganinė chemija: vadovėlis. Tyukavkina N.A., Baukov Yu.I. 2014 m
- Seitembetovas T.S. Chemija: vadovėlis - Almata: TOO "EVERO", 2010. - 284 p.
- Bolysbekova S. M. Biogeninių elementų chemija: vadovėlis - Semey, 2012. - 219 p. : dumblas
- Verentsova L.G. Neorganinė, fizikinė ir koloidinė chemija: vadovėlis - Almata: Evero, 2009. - 214 p. : nesveikas.
- Fizinė ir koloidinė chemija / Redaguoja A.P. Belyaev .- M .: GEOTAR MEDIA, 2008
- Verentseva L.G. Neorganinė, fizikinė ir koloidinė chemija, (patikrinimo testai) 2009 m
Papildoma literatūra:
- Ravichas-Shcherbo M.I., Novikovas V.V. Fizinė ir koloidinė chemija. M. 2003 m.
2. Slesarevas V.I. Chemija. Gyvųjų chemijos pagrindai. Sankt Peterburgas: Himizdat, 2001 m
3. Ershov Yu.A. Bendroji chemija. Biofizinė chemija. Biogeninių elementų chemija. M.: VSh, 2003 m.
4. Asanbajeva R.D., Iliyasova M.I. Biologiškai svarbių organinių junginių sandaros ir reaktyvumo teoriniai pagrindai. Almata, 2003 m.
- Bioorganinės chemijos laboratorinių tyrimų vadovas, red. ANT. Tyukavkina. M., Bustardas, 2003 m.
- Glinka N.L. Bendroji chemija. M., 2003 m.
- Ponomarevas V.D. Analitinė chemija 1,2 dalis 2003 m
6. Kontroliniai klausimai (grįžtamasis ryšys):
1. Kas lemia visos polipeptidinės grandinės struktūrą?
2. Prie ko atsiranda baltymų denatūracija?
3. Kas vadinama izoelektriniu tašku?
4. Kokios aminorūgštys vadinamos nepakeičiamomis?
5. Kaip mūsų organizme susidaro baltymai?
Panaši informacija.
Aminorūgštyse yra amino ir karboksilo grupių ir jos pasižymi visomis tokiomis funkcinėmis grupėmis turintiems junginiams būdingomis savybėmis. Rašant aminorūgščių reakcijas, naudojamos formulės su nejonizuotomis amino ir karboksi grupėmis.
1) reakcijos į amino grupę. Aminorūgščių aminogrupė pasižymi įprastomis aminų savybėmis: aminai yra bazės, o reakcijose jie veikia kaip nukleofilai.
1. Aminorūgščių kaip bazių reakcija. Kai aminorūgštis reaguoja su rūgštimis, susidaro amonio druskos:
glicino hidrochloridas, glicino hidrochlorido druska
2. Azoto rūgšties veikimas. Veikiant azoto rūgščiai, susidaro hidroksi rūgštys ir išsiskiria azotas bei vanduo:
Ši reakcija naudojama kiekybiškai įvertinti laisvųjų amino grupes aminorūgštyse ir baltymuose.
3. N - acilo darinių susidarymas, acilinimo reakcija.
Aminorūgštys reaguoja su anhidridais ir rūgščių halogenidais, sudarydamos aminorūgščių N-acilo darinius:
Benzilo eterio natrio druska N karbobenzoksiglicinas – chloroforminis glicinas
Acilinimas yra vienas iš būdų apsaugoti amino grupę. N-acilo dariniai turi didelę reikšmę peptidų sintezei, nes N-acilo dariniai lengvai hidrolizuojasi, kad susidarytų laisva amino grupė.
4. Šifo bazių susidarymas. Kai a - aminorūgštys sąveikauja su aldehidais, per karbinolaminų susidarymo stadiją susidaro pakeisti iminai (Schiff bazės):
alanino formaldehidas alanino N-metilolio darinys
5. Alkilinimo reakcija. A-aminorūgštyje esanti amino grupė alkilinama, kad susidarytų N-alkilo dariniai:
Reakcija su 2,4-dinitrofluorbenzenu yra labai svarbi. Gauti dinitrofenilo dariniai (DNP dariniai) naudojami nustatant aminorūgščių seką peptiduose ir baltymuose. A-aminorūgščių sąveika su 2,4-dinitrofluorbenzenu yra nukleofilinės pakeitimo reakcijos benzeno žiede pavyzdys. Dėl to, kad benzeno žiede yra dvi stiprios elektronus sutraukiančios grupės, halogenas tampa judrus ir patenka į pakeitimo reakciją:
2,4 - dinitro -
fluorbenzenas N-2,4-dinitrofenil-a-aminorūgštis
(DNFB) DNF – a – aminorūgščių dariniai
6. Reakcija su fenilizotiocianatu. Ši reakcija plačiai naudojama nustatant peptidų struktūrą. Fenilizotiocianatas yra izotiociano rūgšties H-N=C=S darinys. A-amino rūgščių sąveika su fenilizotiocianatu vyksta pagal nukleofilinio prisijungimo reakcijos mechanizmą. Gautame produkte toliau vykdoma intramolekulinė pakeitimo reakcija, dėl kurios susidaro ciklinis pakeistas amidas: feniltiohidantoinas.
Cikliniai junginiai gaunami kiekybine išeiga ir yra tiohidantoino (FTH – dariniai) – aminorūgščių fenilo dariniai. FTG - dariniai skiriasi radikalo R struktūra.
Be įprastų druskų, tam tikromis sąlygomis a-aminorūgštys gali sudaryti kompleksines druskas su sunkiųjų metalų katijonais. Visoms a - aminorūgštims labai būdingos gražiai kristalizuojančios, intensyviai mėlynos spalvos kompleksinės (chelatinės) vario druskos:
Alanino etilo esteris
Esterių susidarymas yra vienas iš karboksilo grupės apsaugos būdų peptidų sintezėje.
3. Rūgščių halogenidų susidarymas. Kai a-aminorūgštys su apsaugota aminogrupe apdorojamos sieros oksido chloridu (tionilchloridu) arba fosforo oksido trichloridu (fosforo oksichloridu), susidaro rūgščių chloridai:
Rūgščių halogenidų gavimas yra vienas iš būdų aktyvuoti karboksilo grupę peptidų sintezėje.
4. Anhidridų gavimas - aminorūgštys. Rūgščių halogenidai pasižymi labai dideliu reaktyvumu, todėl juos naudojant sumažėja reakcijos selektyvumas. Todėl dažniau naudojamas karboksilo grupės aktyvinimo būdas peptidų sintezėje yra jos pavertimas anhidridine grupe. Anhidridai yra mažiau aktyvūs nei rūgščių halogenidai. Kai a-aminorūgštis, turinti apsaugotą amino grupę, sąveikauja su etilo chlorformiatu (etilo chloroformiatu), susidaro anhidridinė jungtis:
5. Dekarboksilinimas. a - Aminorūgštys, turinčios dvi elektronus sutraukiančias grupes tame pačiame anglies atome, lengvai dekarboksilinamos. Laboratorinėmis sąlygomis tai atliekama kaitinant aminorūgštis bario hidroksidu.Ši reakcija vyksta organizme dalyvaujant dekarboksilazės fermentams ir susidaro biogeniniai aminai:
ninhidrinas
Aminorūgščių ir šilumos santykis. Kaitinant a-aminorūgštis, susidaro cikliniai amidai, vadinami diketopiperazinais:
Diketopiperazinas
g - ir d - aminorūgštys lengvai atskiria vandenį ir ciklizuojasi, sudarydamos vidinius amidus, laktamus:
g - laktamas (butirolaktamas)
Tais atvejais, kai amino ir karboksilo grupes skiria penki ar daugiau anglies atomų, kaitinant susidaro polikondensacija, susidaro polimerinės poliamido grandinės, pašalinant vandens molekulę.
Aminorūgštys yra struktūriniai cheminiai vienetai arba „statybiniai blokai“, sudarantys baltymus. Amino rūgštys yra 16% azoto, tai yra pagrindinis jų cheminis skirtumas nuo kitų dviejų svarbiausių maistinių medžiagų – angliavandenių ir riebalų. Aminorūgščių svarbą organizmui lemia didžiulis baltymų vaidmuo visuose gyvybės procesuose.
Kiekvienas gyvas organizmas, nuo didžiausių gyvūnų iki mažų mikrobų, yra sudarytas iš baltymų. Įvairios baltymų formos dalyvauja visuose gyvuose organizmuose vykstančiuose procesuose. Žmogaus kūne baltymai formuoja raumenis, raiščius, sausgysles, visus organus ir liaukas, plaukus, nagus. Baltymai yra skysčių ir kaulų dalis. Fermentai ir hormonai, katalizuojantys ir reguliuojantys visus organizmo procesus, taip pat yra baltymai. Šių maistinių medžiagų trūkumas organizme gali sukelti vandens disbalansą, kuris sukelia patinimą.
Kiekvienas organizmo baltymas yra unikalus ir egzistuoja tam tikriems tikslams. Baltymai nekeičiami. Jie sintetinami organizme iš aminorūgščių, kurios susidaro skaidant maiste esančius baltymus. Taigi būtent aminorūgštys, o ne patys baltymai yra vertingiausi mitybos elementai. Be to, kad aminorūgštys sudaro baltymus, kurie yra žmogaus kūno audinių ir organų dalis, kai kurios iš jų veikia kaip neurotransmiteriai (neurotransmiteriai) arba yra jų pirmtakai.
Neurotransmiteriai yra cheminės medžiagos, perduodančios nervinius impulsus iš vienos nervinės ląstelės į kitą. Taigi kai kurios aminorūgštys yra būtinos normaliai smegenų veiklai. Aminorūgštys prisideda prie to, kad vitaminai ir mineralai tinkamai atlieka savo funkcijas. Kai kurios aminorūgštys tiekia energiją tiesiogiai raumenų audiniams.
Žmogaus organizme kepenyse sintetina daug aminorūgščių. Tačiau kai kurių jų organizme nepavyksta susintetinti, todėl žmogus jų turi gauti su maistu. Šios nepakeičiamos aminorūgštys yra histidinas, izoleucinas, leucinas, lizinas, metioninas, fenilalaninas, treoninas, triptofanas ir valinas. Amino rūgštys, kurios sintetinamos kepenyse: alaninas, argininas, asparaginas, asparto rūgštis, citrulinas, cisteinas, gama-aminosviesto rūgštis, glutaminas ir glutamo rūgštis, glicinas, ornitinas, prolinas, serinas, taurinas, tirozinas.
Organizme vyksta baltymų sintezės procesas. Tuo atveju, kai trūksta bent vienos nepakeičiamos aminorūgšties, baltymų susidarymas sustoja. Tai gali sukelti įvairiausių rimtų problemų – nuo virškinimo sutrikimų iki depresijos ir augimo sulėtėjimo.
Kaip susidaro tokia situacija? Lengviau, nei galite įsivaizduoti. Tai lemia daugelis veiksnių, net jei jūsų mityba yra subalansuota ir suvartojate pakankamai baltymų. Malabsorbcija virškinimo trakte, infekcijos, traumos, stresas, tam tikri vaistai, senėjimo procesas ir kiti maistinių medžiagų disbalansai organizme – visa tai gali sukelti nepakeičiamų aminorūgščių trūkumą.
Reikėtų nepamiršti, kad visa tai, kas išdėstyta aukščiau, nereiškia, kad valgant didelį kiekį baltymų padės išspręsti bet kokias problemas. Tiesą sakant, tai neprisideda prie sveikatos išsaugojimo.
Baltymų perteklius sukelia papildomą stresą inkstams ir kepenims, kuriems reikia apdoroti baltymų apykaitos produktus, kurių pagrindinis yra amoniakas. Jis yra labai toksiškas organizmui, todėl kepenys jį iš karto perdirba į karbamidą, kuris vėliau patenka į kraują į inkstus, kur filtruojamas ir pašalinamas.
Kol baltymų kiekis nėra per didelis ir kepenys veikia gerai, amoniakas iš karto neutralizuojamas ir nedaro jokios žalos. Bet jei jo yra per daug ir kepenys negali susidoroti su jo neutralizavimu (dėl netinkamos mitybos, virškinimo sutrikimų ir (arba) kepenų ligų), kraujyje susidaro toksiškas amoniako kiekis. Tokiu atveju gali kilti daug rimtų sveikatos problemų, iki kepenų encefalopatijos ir komos.
Per didelė karbamido koncentracija taip pat sukelia inkstų pažeidimą ir nugaros skausmą. Todėl svarbu ne kiekybė, o su maistu suvartojamų baltymų kokybė. Šiuo metu būtinas ir nepakeičiamas aminorūgštis galima gauti biologiškai aktyvių maisto papildų pavidalu.
Tai ypač svarbu sergant įvairiomis ligomis ir laikantis mažinančių dietų. Vegetarams tokių nepakeičiamųjų aminorūgščių turinčių papildų reikia, kad organizmas gautų viską, ko reikia normaliai baltymų sintezei.
Yra įvairių rūšių aminorūgščių papildų. Aminorūgštys yra kai kurių multivitaminų, baltymų mišinių dalis. Yra prekyboje parduodamų formulių, turinčių aminorūgščių kompleksus arba vieną ar dvi aminorūgštis. Jie pateikiami įvairiomis formomis: kapsulėmis, tabletėmis, skysčiais ir milteliais.
Dauguma aminorūgščių egzistuoja dviem formomis, kurių cheminė struktūra yra kitos veidrodinis vaizdas. Jie vadinami D ir L formomis, tokiomis kaip D-cistinas ir L-cistinas.
D reiškia dextra (lotyniškai dešinė), o L - levo (atitinkamai, kairė). Šie terminai žymi spiralės sukimosi kryptį, kuri yra tam tikros molekulės cheminė struktūra. Gyvūnų ir augalų organizmų baltymus daugiausia gamina aminorūgščių L formos (išskyrus fenilalaniną, kurį sudaro D, L formos).
Manoma, kad L-amino rūgščių turintys maisto papildai labiau tinka žmogaus organizmo biocheminiams procesams.
Laisvos arba nesurištos aminorūgštys yra gryniausia forma. Todėl renkantis aminorūgščių priedą pirmenybė turėtų būti teikiama produktams, kuriuose yra L-kristalinių aminorūgščių, kaip standartizuota Amerikos farmakopėjoje (USP). Jų nereikia virškinti ir jie patenka tiesiai į kraują. Išgėrus, jie labai greitai absorbuojami ir, kaip taisyklė, nesukelia alerginių reakcijų.
Atskiros aminorūgštys vartojamos nevalgius, geriausia ryte arba tarp valgymų su nedideliu kiekiu vitaminų B6 ir C. Jei vartojate aminorūgščių kompleksą, kuriame yra visos nepakeičiamos aminorūgštys, geriausia tai daryti praėjus 30 minučių po arba 30 minučių prieš valgį. Geriausia vartoti tiek atskiras nepakeičiamas aminorūgštis, tiek aminorūgščių kompleksą, bet skirtingu laiku. Atskirų aminorūgščių negalima vartoti ilgą laiką, ypač didelėmis dozėmis. Rekomenduojame priimti per 2 mėnesius su 2 mėnesių pertrauka.
Alaninas
Alaninas padeda normalizuoti gliukozės apykaitą. Nustatytas ryšys tarp alanino pertekliaus ir užsikrėtimo Epstein-Barr virusu, taip pat lėtinio nuovargio sindromo. Viena iš alanino formų, beta-alaninas, yra pantoteno rūgšties ir kofermento A, vieno iš svarbiausių organizmo katalizatorių, sudedamoji dalis.
Argininas
Argininas lėtina navikų, įskaitant vėžį, augimą, skatindamas organizmo imuninę sistemą. Tai padidina užkrūčio liaukos, kuri gamina T-limfocitus, aktyvumą ir dydį. Šiuo atžvilgiu argininas yra naudingas žmonėms, sergantiems ŽIV infekcija ir piktybiniais navikais.
Taip pat vartojamas sergant kepenų ligomis (ciroze ir riebaline degeneracija), skatina detoksikacijos procesus kepenyse (pirmiausia amoniako neutralizavimą). Sėklų skystyje yra arginino, todėl jis kartais naudojamas vyrų nevaisingumui gydyti. Taip pat daug arginino yra jungiamajame audinyje ir odoje, todėl jo naudojimas efektyvus įvairioms traumoms. Argininas yra svarbus medžiagų apykaitos komponentas raumenų audiniuose. Jis padeda palaikyti optimalų azoto balansą organizme, nes dalyvauja pernešant ir neutralizuojant azoto perteklių organizme.
Argininas padeda numesti svorį, nes šiek tiek sumažina kūno riebalų atsargas.
Argininas yra daugelio fermentų ir hormonų dalis. Jis skatina insulino, kaip vazopresino (hipofizės hormono) komponento, gamybą kasoje ir padeda augimo hormono sintezei. Nors argininas sintetinamas organizme, naujagimiams jo gamyba gali sumažėti. Arginino šaltiniai yra šokoladas, kokosai, pieno produktai, želatina, mėsa, avižos, žemės riešutai, sojos pupelės, graikiniai riešutai, balti miltai, kviečiai ir kviečių gemalai.
Žmonės, sergantys virusinėmis infekcijomis, įskaitant Herpes simplex, neturėtų vartoti arginino papildų ir turėtų vengti maisto, kuriame gausu arginino. Nėščios ir krūtimi maitinančios motinos neturėtų vartoti arginino papildų. Mažomis arginino dozėmis rekomenduojama vartoti sergant sąnarių ir jungiamojo audinio ligomis, sutrikus gliukozės tolerancijai, kepenų ligoms ir traumoms. Ilgai vartoti nerekomenduojama.
Asparaginas
Asparaginas būtinas norint išlaikyti pusiausvyrą centrinėje nervų sistemoje vykstančiuose procesuose: apsaugo nuo per didelio sužadinimo ir per didelio slopinimo. Jis dalyvauja aminorūgščių sintezėje kepenyse.
Kadangi ši aminorūgštis didina gyvybingumą, jos pagrindu pagaminti papildai naudojami nuovargiui. Jis taip pat vaidina svarbų vaidmenį medžiagų apykaitos procesuose. Asparto rūgštis dažnai skiriama sergant nervų sistemos ligomis. Tai naudinga sportininkams, taip pat esant kepenų funkcijos sutrikimams. Be to, jis stimuliuoja imuninę sistemą, padidindamas imunoglobulinų ir antikūnų gamybą.
Asparto rūgšties dideliais kiekiais randama augaliniuose baltymuose, gaunamuose iš daigintų sėklų, ir mėsos produktuose.
Karnitinas
Griežtai kalbant, karnitinas nėra amino rūgštis, tačiau jos cheminė struktūra panaši į aminorūgščių, todėl dažniausiai jos laikomos kartu. Karnitinas nedalyvauja baltymų sintezėje ir nėra neurotransmiteris. Pagrindinė jo funkcija organizme yra ilgos grandinės riebalų rūgščių transportavimas, kurių oksidacijos procese išsiskiria energija. Tai vienas iš pagrindinių raumenų audinio energijos šaltinių. Taigi karnitinas padidina riebalų pavertimą energija ir apsaugo nuo riebalų nusėdimo organizme, pirmiausia širdies, kepenų ir skeleto raumenyse.
Karnitinas sumažina cukrinio diabeto komplikacijų, susijusių su riebalų apykaitos sutrikimais, išsivystymo tikimybę, lėtina kepenų riebalinę degeneraciją sergant lėtiniu alkoholizmu ir širdies ligų riziką. Jis gali sumažinti trigliceridų kiekį kraujyje, skatinti svorio mažėjimą ir padidinti raumenų jėgą pacientams, sergantiems nervų ir raumenų ligomis, bei sustiprinti vitaminų C ir E antioksidacinį poveikį.
Manoma, kad kai kurie raumenų distrofijos variantai yra susiję su karnitino trūkumu. Sergant tokiomis ligomis, žmonės šios medžiagos turėtų gauti daugiau, nei reikalauja normos.
Jis gali būti sintetinamas organizme, esant geležies, tiamino, piridoksino ir amino rūgščių lizinui ir metioninui. Karnitino sintezė vyksta esant pakankamam vitamino C kiekiui. Nepakankamas šių maistinių medžiagų kiekis organizme sukelia karnitino trūkumą. Karnitinas į organizmą patenka su maistu, pirmiausia su mėsa ir kitais gyvūninės kilmės produktais.
Dauguma karnitino trūkumo atvejų yra susiję su genetiškai nulemtu jo sintezės proceso defektu. Galimos karnitino trūkumo apraiškos yra sąmonės sutrikimas, širdies skausmas, raumenų silpnumas ir nutukimas.
Vyrams dėl didesnės raumenų masės reikia daugiau karnitino nei moterims. Vegetarams šios maistinės medžiagos trūksta dažniau nei ne vegetarams, nes karnitino augaliniuose baltymuose nėra.
Be to, metionino ir lizino (amino rūgščių, reikalingų karnitino sintezei) augaliniame maiste taip pat nėra pakankamai.
Vegetarai turėtų vartoti papildus arba valgyti lizinu praturtintą maistą, pavyzdžiui, kukurūzų dribsnius, kad gautų reikiamo karnitino.
Maisto papilduose karnitinas pateikiamas įvairiomis formomis: D, L-karnitino, D-karnitino, L-karnitino, acetil-L-karnitino pavidalu.
Pageidautina vartoti L-karnitiną.
citrulinas
Citrulinas daugiausia randamas kepenyse. Jis didina energijos tiekimą, stimuliuoja imuninę sistemą, o medžiagų apykaitos procese virsta L-argininu. Jis neutralizuoja amoniaką, kuris pažeidžia kepenų ląsteles.
cisteinas ir cistinas
Šios dvi aminorūgštys yra glaudžiai susijusios viena su kita, kiekviena cistino molekulė susideda iš dviejų cisteino molekulių, sujungtų viena su kita. Cisteinas yra labai nestabilus ir lengvai virsta L-cistinu, todėl prireikus viena aminorūgštis lengvai paverčiama kita.
Abi aminorūgštys turi sieros ir atlieka svarbų vaidmenį formuojantis odos audiniams, yra svarbios detoksikacijos procesams. Cisteinas yra alfa-keratino – pagrindinio nagų, odos ir plaukų baltymo – dalis. Skatina kolageno susidarymą ir gerina odos elastingumą bei tekstūrą. Cisteinas yra kitų kūno baltymų, įskaitant kai kuriuos virškinimo fermentus, dalis.
Cisteinas padeda neutralizuoti kai kurias toksines medžiagas ir apsaugo organizmą nuo žalingo radiacijos poveikio. Tai vienas galingiausių antioksidantų, o jo antioksidacinis poveikis sustiprėja vartojant kartu su vitaminu C ir selenu.
Cisteinas yra glutationo pirmtakas – medžiaga, apsauganti kepenų ir smegenų ląsteles nuo alkoholio, tam tikrų vaistų ir toksinių medžiagų, esančių cigarečių dūmuose, pažeidimo. Cisteinas tirpsta geriau nei cistinas ir greičiau pasisavinamas organizme, todėl dažniau naudojamas kompleksiškai gydant įvairias ligas. Ši aminorūgštis organizme susidaro iš L-metionino, kuriame būtinas vitaminas B6.
Papildomas cisteino vartojimas yra būtinas sergant reumatoidiniu artritu, arterijų ligomis ir vėžiu. Paspartina atsigavimą po operacijų, nudegimų, suriša sunkiuosius metalus ir tirpią geležį. Ši aminorūgštis taip pat pagreitina riebalų deginimą ir raumenų audinio formavimąsi.
L-cisteinas turi savybę suskaidyti gleives kvėpavimo takuose, todėl dažnai vartojamas sergant bronchitu ir emfizema. Jis pagreitina gijimo procesą sergant kvėpavimo takų ligomis, vaidina svarbų vaidmenį aktyvinant leukocitus ir limfocitus.
Kadangi ši medžiaga padidina glutationo kiekį plaučiuose, inkstuose, kepenyse ir raudonuosiuose kaulų čiulpuose, ji lėtina senėjimo procesą, pavyzdžiui, sumažindama senatvinių dėmių skaičių. N-acetilcisteinas veiksmingiau padidina glutationo kiekį organizme nei pats cistinas ar net glutationas.
Žmonės, sergantys cukriniu diabetu, turėtų būti atsargūs vartodami cisteino papildus, nes jie gali inaktyvuoti insuliną. Jei sergate cistinurija, reta genetine liga, sukeliančia cistino akmenis, cisteino vartoti negalima.
Dimetilglicinas
Dimetilglicinas yra glicino, paprasčiausios aminorūgšties, darinys. Tai yra daugelio svarbių medžiagų, tokių kaip aminorūgštys metioninas ir cholinas, kai kurių hormonų, neurotransmiterių ir DNR, sudedamoji dalis.
Dimetilglicinas nedideliais kiekiais randamas mėsos produktuose, sėklose ir grūduose. Nors su dimetilglicino trūkumu nesusiję jokie simptomai, dimetilglicino papildymas turi daug teigiamų poveikių, įskaitant energijos ir protinės veiklos gerinimą.
Dimetilglicinas taip pat stimuliuoja imuninę sistemą, mažina cholesterolio ir trigliceridų kiekį kraujyje, padeda normalizuoti kraujospūdį ir gliukozės kiekį, taip pat prisideda prie daugelio organų veiklos normalizavimo. Jis taip pat naudojamas epilepsijos priepuoliams gydyti.
Gama aminosviesto rūgštis
Gama-aminosviesto rūgštis (GABA) veikia kaip centrinės nervų sistemos neuromediatorius organizme ir yra būtina medžiagų apykaitai smegenyse. Jis susidaro iš kitos aminorūgšties – glutamino. Jis sumažina neuronų aktyvumą ir apsaugo nuo per didelio nervinių ląstelių sužadinimo.
Gama-aminosviesto rūgštis mažina susijaudinimą ir turi raminamąjį poveikį, ją galima vartoti taip pat, kaip ir trankviliantus, tačiau nesukeliant priklausomybės rizikos. Ši aminorūgštis naudojama kompleksiniam epilepsijos ir arterinės hipertenzijos gydymui. Kadangi jis turi atpalaiduojantį poveikį, jis naudojamas seksualinės disfunkcijos gydymui. Be to, GABA skiriama esant dėmesio sutrikimui. Tačiau gama-aminosviesto rūgšties perteklius gali padidinti nerimą, sukelti dusulį ir galūnių drebėjimą.
Glutamo rūgštis
Glutamo rūgštis yra neurotransmiteris, perduodantis impulsus centrinėje nervų sistemoje. Ši aminorūgštis atlieka svarbų vaidmenį angliavandenių apykaitoje ir skatina kalcio prasiskverbimą per kraujo ir smegenų barjerą.
Šią aminorūgštį smegenų ląstelės gali naudoti kaip energijos šaltinį. Jis taip pat neutralizuoja amoniaką, pašalindamas azoto atomus, kai susidaro kita aminorūgštis - glutaminas. Šis procesas yra vienintelis būdas neutralizuoti amoniaką smegenyse.
Glutamo rūgštis naudojama vaikų elgesio sutrikimų korekcijai, taip pat epilepsijai, raumenų distrofijai, opoms, hipoglikeminėms būklėms, cukrinio diabeto insulino terapijos komplikacijoms ir psichikos raidos sutrikimams gydyti.
Glutaminas
Glutaminas yra aminorūgštis, dažniausiai laisva forma randama raumenyse. Jis labai lengvai prasiskverbia pro hematoencefalinį barjerą ir smegenų ląstelėse pereina į glutamo rūgštį ir atvirkščiai, be to, padidina gama-aminosviesto rūgšties kiekį, reikalingą normaliai smegenų veiklai palaikyti.
Ši aminorūgštis taip pat palaiko normalią rūgščių ir šarmų pusiausvyrą organizme bei sveiką virškinamojo trakto būklę, būtina DNR ir RNR sintezei.
Glutaminas yra aktyvus azoto metabolizmo dalyvis. Jo molekulėje yra du azoto atomai ir ji susidaro iš glutamo rūgšties, pridedant vieną azoto atomą. Taigi, glutamino sintezė padeda pašalinti amoniako perteklių iš audinių, pirmiausia iš smegenų, ir pernešti azotą organizme.
Dideliais kiekiais glutamino randama raumenyse ir jis naudojamas skeleto raumenų ląstelėse esantiems baltymams sintetinti. Todėl glutamino papildus vartoja kultūristai ir įvairiose dietose, taip pat siekiant išvengti raumenų praradimo sergant tokiomis ligomis kaip piktybiniai navikai ir AIDS, po operacijų ir ilgo lovos režimo metu.
Be to, glutaminas taip pat naudojamas gydant artritą, autoimunines ligas, fibrozę, virškinimo trakto ligas, pepsines opas, jungiamojo audinio ligas.
Ši aminorūgštis gerina smegenų veiklą, todėl vartojama sergant epilepsija, lėtinio nuovargio sindromu, impotencija, šizofrenija ir senatvine demencija. L-glutaminas mažina patologinį potraukį alkoholiui, todėl vartojamas lėtiniam alkoholizmui gydyti.
Glutamino yra daugelyje maisto produktų, tiek augalinių, tiek gyvūnų, tačiau jis lengvai sunaikinamas karščio metu. Špinatai ir petražolės yra geri glutamino šaltiniai, jei jie vartojami žali.
Maisto papildus, kurių sudėtyje yra glutamino, reikia laikyti tik sausoje vietoje, kitaip glutaminas virs amoniaku ir piroglutamo rūgštimi. Nevartokite glutamino sergant kepenų ciroze, inkstų ligomis, Reye sindromu.
Glutationas
Glutationas, kaip ir karnitinas, nėra aminorūgštis. Pagal cheminę struktūrą tai tripeptidas, gaunamas organizme iš cisteino, glutamo rūgšties ir glicino.
Glutationas yra antioksidantas. Daugiausia glutationo randama kepenyse (dalis jo patenka tiesiai į kraują), taip pat plaučiuose ir virškinimo trakte.
Jis būtinas angliavandenių apykaitai, taip pat lėtina senėjimą dėl poveikio lipidų apykaitai ir apsaugo nuo aterosklerozės atsiradimo. Glutationo trūkumas pirmiausia paveikia nervų sistemą, sutrinka koordinacija, mąstymo procesai ir drebulys.
Su amžiumi glutationo kiekis organizme mažėja. Šiuo atžvilgiu vyresnio amžiaus žmonės turėtų jį gauti papildomai. Tačiau geriau vartoti maisto papildus, kurių sudėtyje yra cisteino, glutamo rūgšties ir glicino – tai yra medžiagų, kurios sintetina glutationą. Veiksmingiausias yra N-acetilcisteino vartojimas.
Glicinas
Glicinas lėtina raumenų audinio degeneraciją, nes yra kreatino – medžiagos, esančios raumenų audinyje ir naudojamos DNR bei RNR sintezei, šaltinis. Glicinas yra būtinas nukleino rūgščių, tulžies rūgščių ir neesminių amino rūgščių sintezei organizme.
Jis yra daugelio antacidinių preparatų, vartojamų sergant skrandžio ligomis, dalis, naudingas pažeistiems audiniams atstatyti, nes dideliais kiekiais randama odoje ir jungiamajame audinyje.
Ši aminorūgštis yra būtina normaliai centrinės nervų sistemos veiklai ir gerai prostatos sveikatai palaikyti. Jis veikia kaip slopinantis neurotransmiteris, todėl gali užkirsti kelią epilepsijos priepuoliams.
Glicinas vartojamas maniakinės-depresinės psichozės gydymui, taip pat gali būti veiksmingas esant hiperaktyvumui. Glicino perteklius organizme sukelia nuovargio jausmą, tačiau pakankamas kiekis aprūpina organizmą energija. Jei reikia, glicinas organizme gali būti paverstas serinu.
Histidinas
Histidinas yra nepakeičiama aminorūgštis, kuri skatina audinių augimą ir taisymąsi, yra mielino apvalkalo, apsaugančio nervines ląsteles, dalis, taip pat reikalinga raudonųjų ir baltųjų kraujo kūnelių susidarymui. Histidinas saugo organizmą nuo žalingo radiacijos poveikio, skatina sunkiųjų metalų pasišalinimą iš organizmo ir padeda sergant AIDS.
Per didelis histidino kiekis gali sukelti stresą ir net psichikos sutrikimus (susijaudinimą ir psichozę).
Nepakankamas histidino kiekis organizme pablogina reumatoidinį artritą ir kurtumą, susijusį su klausos nervo pažeidimu. Metioninas padeda sumažinti histidino kiekį organizme.
Histaminas, labai svarbus daugelio imunologinių reakcijų komponentas, sintetinamas iš histidino. Tai taip pat skatina seksualinį susijaudinimą. Atsižvelgiant į tai, vienu metu vartojami maisto papildai, kurių sudėtyje yra histidino, niacino ir piridoksino (reikalingi histamino sintezei), gali būti veiksmingi esant seksualiniams sutrikimams.
Kadangi histaminas skatina skrandžio sulčių sekreciją, histidino vartojimas padeda esant virškinimo sutrikimams, susijusiems su mažu skrandžio sulčių rūgštingumu.
Žmonės, kenčiantys nuo maniakinės depresijos ligos, neturėtų vartoti histidino, nebent būtų aiškiai nustatytas šios aminorūgšties trūkumas. Histidino yra ryžiuose, kviečiuose ir rugiuose.
Izoleucinas
Izoleucinas yra viena iš BCAA ir nepakeičiamų aminorūgščių, reikalingų hemoglobino sintezei. Taip pat stabilizuoja ir reguliuoja cukraus kiekį kraujyje bei energijos tiekimo procesus.Raumeniniame audinyje vyksta izoleucino apykaita.
Kartu su izoleucinu ir valinu (BCAA) didina ištvermę ir skatina raumenų audinio atsistatymą, o tai ypač svarbu sportininkams.
Izoleucinas yra būtinas daugeliui psichikos ligų. Šios aminorūgšties trūkumas sukelia simptomus, panašius į hipoglikemiją.
Dietiniai izoleucino šaltiniai yra migdolai, anakardžiai, vištiena, avinžirniai, kiaušiniai, žuvis, lęšiai, kepenys, mėsa, rugiai, dauguma sėklų, sojos baltymai.
Yra biologiškai aktyvių maisto papildų, kurių sudėtyje yra izoleucino. Tokiu atveju būtina palaikyti teisingą pusiausvyrą tarp izoleucino ir kitų dviejų šakotos grandinės aminorūgščių BCAA – leucino ir valino.
Leucinas
Leucinas yra nepakeičiama aminorūgštis, kartu su izoleucinu ir valinu, viena iš trijų šakotos grandinės aminorūgščių BCAA. Veikdami kartu, jie saugo raumeninį audinį ir yra energijos šaltiniai, taip pat prisideda prie kaulų, odos, raumenų atstatymo, todėl dažnai rekomenduojama juos naudoti atsigavimo laikotarpiu po traumų ir operacijų.
Leucinas taip pat šiek tiek sumažina cukraus kiekį kraujyje ir skatina augimo hormono išsiskyrimą. Dietiniai leucino šaltiniai yra rudieji ryžiai, pupelės, mėsa, riešutai, sojos ir kvietiniai miltai.
Biologiškai aktyvūs maisto papildai, kurių sudėtyje yra leucino, naudojami kartu su valinu ir izoleucinu. Juos reikia vartoti atsargiai, kad nesukeltų hipoglikemijos. Leucino perteklius gali padidinti amoniako kiekį organizme.
Lizinas
Lizinas yra nepakeičiama aminorūgštis, randama beveik visuose baltymuose. Jis būtinas normaliam vaikų kaulų formavimuisi ir augimui, skatina kalcio pasisavinimą ir palaiko normalią azoto apykaitą suaugusiems.
Ši aminorūgštis dalyvauja antikūnų, hormonų, fermentų sintezėje, kolageno formavime ir audinių atstatyme. Lizinas naudojamas atsigavimo laikotarpiu po operacijų ir sportinių traumų. Jis taip pat sumažina trigliceridų kiekį serume.
Lizinas turi antivirusinį poveikį, ypač prieš virusus, sukeliančius herpesą ir ūmias kvėpavimo takų infekcijas. Sergant virusinėmis ligomis, rekomenduojamas papildas, kurio sudėtyje yra lizino kartu su vitaminu C ir bioflavonoidais.
Šios nepakeičiamos aminorūgšties trūkumas gali sukelti mažakraujystę, kraujavimą iš akies obuolio, fermentų sutrikimus, dirglumą, nuovargį ir silpnumą, blogą apetitą, lėtą augimą ir svorio mažėjimą, taip pat reprodukcinės sistemos sutrikimus.
Lizino maisto šaltiniai yra sūris, kiaušiniai, žuvis, pienas, bulvės, raudona mėsa, soja ir mielių produktai.
Metioninas
Metioninas yra nepakeičiama aminorūgštis, kuri padeda apdoroti riebalus, užkertant kelią jų nusėdimui kepenyse ir ant arterijų sienelių. Taurino ir cisteino sintezė priklauso nuo metionino kiekio organizme. Ši aminorūgštis skatina virškinimą, užtikrina detoksikacijos procesus (pirmiausia toksiškų metalų neutralizavimą), mažina raumenų silpnumą, saugo nuo radiacijos poveikio, naudinga sergant osteoporoze ir cheminėmis alergijomis.
Ši aminorūgštis naudojama kompleksiniam reumatoidinio artrito ir nėštumo toksemijos gydymui. Metioninas turi ryškų antioksidacinį poveikį, nes yra geras sieros šaltinis, kuris inaktyvuoja laisvuosius radikalus. Jis vartojamas esant Gilberto sindromui, kepenų funkcijos sutrikimui. Metioninas taip pat reikalingas nukleorūgščių, kolageno ir daugelio kitų baltymų sintezei. Tai naudinga moterims, vartojančioms geriamuosius hormoninius kontraceptikus. Metioninas mažina histamino kiekį organizme, kuris gali būti naudingas sergant šizofrenija, kai histamino kiekis yra padidėjęs.
Metioninas organizme virsta cisteinu, kuris yra glutationo pirmtakas. Tai labai svarbu apsinuodijimo atveju, kai toksinams neutralizuoti ir kepenims apsaugoti reikia didelio kiekio glutationo.
Maisto metionino šaltiniai: ankštiniai augalai, kiaušiniai, česnakai, lęšiai, mėsa, svogūnai, sojos pupelės, sėklos ir jogurtas.
Ornitinas
Ornitinas padeda išsiskirti augimo hormonui, kuris skatina riebalų deginimą organizme. Šis poveikis sustiprinamas naudojant ornitiną kartu su argininu ir karnitinu. Ornitinas būtinas ir imuninei sistemai bei kepenų veiklai, dalyvaujant detoksikacijos procesuose ir kepenų ląstelių atstatymui.
Ornitinas organizme sintetinamas iš arginino ir, savo ruožtu, yra citrulino, prolino, glutamo rūgšties pirmtakas. Didelė ornitino koncentracija randama odoje ir jungiamajame audinyje, todėl ši aminorūgštis padeda atstatyti pažeistus audinius.
Maisto papildų, kurių sudėtyje yra ornitino, negalima duoti vaikams, nėščioms ar maitinančioms motinoms arba asmenims, kurie sirgo šizofrenija.
Fenilalaninas
Fenilalaninas yra nepakeičiama aminorūgštis. Organizme jis gali virsti kita aminorūgštimi – tirozinu, kuris, savo ruožtu, naudojamas dviejų pagrindinių neurotransmiterių: dopamino ir norepinefrino sintezei. Todėl ši aminorūgštis veikia nuotaiką, mažina skausmą, gerina atmintį ir mokymosi gebėjimus, slopina apetitą. Jis vartojamas gydant artritą, depresiją, mėnesinių skausmą, migreną, nutukimą, Parkinsono ligą ir šizofreniją.
Fenilalaninas būna trijų formų: L-fenilalaninas (natūrali forma ir yra daugumos žmogaus organizmo baltymų dalis), D-fenilalaninas (sintetinė veidrodinė forma, turi analgetinį poveikį), DL-fenilalaninas (sujungia naudingas dvi ankstesnės formos, dažniausiai vartojamas priešmenstruaciniam sindromui gydyti.
Biologiškai aktyvių maisto papildų, kurių sudėtyje yra fenilalanino, neskiriama nėščiosioms, sergantiems nerimo priepuoliais, sergantiems cukriniu diabetu, aukštu kraujospūdžiu, fenilketonurija, pigmentine melanoma.
Prolinas
Prolinas gerina odos būklę didindamas kolageno gamybą ir mažindamas jo praradimą su amžiumi. Padeda atstatyti kremzlinius sąnarių paviršius, stiprina raiščius ir širdies raumenį. Jungiamojo audinio stiprinimui proliną geriausia vartoti kartu su vitaminu C.
Prolinas į organizmą patenka daugiausia iš mėsos produktų.
Ramus
Serinas būtinas normaliai riebalų ir riebalų rūgščių apykaitai, raumenų audinio augimui ir normaliai imuninės sistemos palaikymui.
Serinas organizme sintetinamas iš glicino. Kaip drėkinamoji medžiaga yra įtraukta į daugelį kosmetikos gaminių ir dermatologinių preparatų.
Taurinas
Didelė taurino koncentracija randama širdies raumenyje, baltuosiuose kraujo kūneliuose, griaučių raumenyse ir centrinėje nervų sistemoje. Dalyvauja daugelio kitų aminorūgščių sintezėje, taip pat yra pagrindinio tulžies komponento dalis, reikalinga riebalams virškinti, riebaluose tirpių vitaminų pasisavinimui ir normaliam cholesterolio kiekiui kraujyje palaikyti.
Todėl taurinas naudingas sergant ateroskleroze, edema, širdies ligomis, arterine hipertenzija ir hipoglikemija. Taurinas būtinas normaliai natrio, kalio, kalcio ir magnio apykaitai. Jis neleidžia kaliui pasišalinti iš širdies raumens, todėl padeda išvengti tam tikrų širdies ritmo sutrikimų. Taurinas turi apsauginį poveikį smegenims, ypač esant dehidratacijai. Jis naudojamas nerimo ir susijaudinimo, epilepsijos, hiperaktyvumo, traukulių gydymui.
Vaikams, sergantiems Dauno sindromu ir raumenų distrofija, skiriami maisto papildai su taurinu. Kai kuriose klinikose ši aminorūgštis įtraukta į kompleksinį krūties vėžio gydymą. Pernelyg didelis taurino išsiskyrimas iš organizmo atsiranda esant įvairioms būklėms ir sutrikus medžiagų apykaitai.
Aritmijos, trombocitų susidarymo sutrikimai, kandidozė, fizinis ar emocinis stresas, žarnyno ligos, cinko trūkumas ir piktnaudžiavimas alkoholiu sukelia taurino trūkumą organizme. Piktnaudžiavimas alkoholiu taip pat sutrikdo organizmo gebėjimą pasisavinti tauriną.
Sergant cukriniu diabetu, organizmo taurino poreikis didėja, o atvirkščiai – vartojant maisto papildus, kurių sudėtyje yra taurino ir cistino, insulino poreikis sumažėja. Taurinas yra kiaušiniuose, žuvyje, mėsoje, piene, bet jo nėra augaliniuose baltymuose.
Jis sintetinamas kepenyse iš cisteino ir iš metionino kituose kūno organuose ir audiniuose, jei yra pakankamai vitamino B6. Esant genetiniams ar medžiagų apykaitos sutrikimams, kurie trukdo taurino sintezei, būtina vartoti maisto papildus su šia aminorūgštimi.
Treoninas
Treoninas yra nepakeičiama aminorūgštis, kuri padeda palaikyti normalią baltymų apykaitą organizme. Jis svarbus kolageno ir elastino sintezei, padeda kepenims ir dalyvauja riebalų apykaitoje kartu su asparto rūgštimi ir metioninu.
Treoninas randamas širdyje, centrinėje nervų sistemoje, griaučių raumenyse ir apsaugo nuo riebalų nusėdimo kepenyse. Ši aminorūgštis stimuliuoja imuninę sistemą, nes skatina antikūnų gamybą. Grūduose treonino randama labai mažais kiekiais, todėl vegetarams šios aminorūgšties pritrūksta dažniau.
triptofanas
Triptofanas yra nepakeičiama aminorūgštis, reikalinga niacino gamybai. Jis naudojamas smegenyse sintetinti serotoniną, vieną iš svarbiausių neurotransmiterių. Triptofanas vartojamas nuo nemigos, depresijos ir nuotaikos stabilizavimo.
Padeda esant vaikų hiperaktyvumo sindromui, vartojamas sergant širdies ligomis, kontroliuoti kūno svorį, mažinti apetitą, taip pat didinti augimo hormono išsiskyrimą. Padeda nuo migrenos priepuolių, padeda sumažinti žalingą nikotino poveikį. Triptofano ir magnio trūkumas gali sustiprinti vainikinių arterijų spazmus.
Turtingiausi triptofano šaltiniai yra rudieji ryžiai, kaimiškas sūris, mėsa, žemės riešutai ir sojos baltymai.
Tirozinas
Tirozinas yra neurotransmiterių norepinefrino ir dopamino pirmtakas. Ši aminorūgštis dalyvauja reguliuojant nuotaiką; tirozino trūkumas sukelia norepinefrino trūkumą, o tai savo ruožtu sukelia depresiją. Tirozinas slopina apetitą, padeda mažinti riebalų sankaupas, skatina melatonino gamybą ir gerina antinksčių, skydliaukės ir hipofizės funkcijas.
Tirozinas taip pat dalyvauja fenilalanino metabolizme. Skydliaukės hormonai susidaro prie tirozino pridedant jodo atomų. Todėl nenuostabu, kad mažas tirozino kiekis plazmoje yra susijęs su hipotiroze.
Kiti tirozino trūkumo simptomai yra žemas kraujospūdis, žema kūno temperatūra ir neramių kojų sindromas.
Maisto papildai su tirozinu vartojami stresui malšinti ir, manoma, padeda sergant lėtinio nuovargio sindromu ir narkolepsija. Jie vartojami esant nerimui, depresijai, alergijoms ir galvos skausmams, taip pat vaistų nutraukimui. Tirozinas gali būti naudingas sergant Parkinsono liga. Natūralūs tirozino šaltiniai yra migdolai, avokadai, bananai, pieno produktai, moliūgų sėklos ir sezamo sėklos.
Tirozinas gali būti sintetinamas iš fenilalanino žmogaus organizme. Fenilalanino papildus geriausia vartoti prieš miegą arba su daug angliavandenių turinčiu maistu.
Gydant monoaminooksidazės inhibitoriais (dažniausiai skiriama depresijai gydyti), turėtumėte beveik visiškai atsisakyti produktų, kurių sudėtyje yra tirozino, ir nevartokite maisto papildų su tirozinu, nes tai gali sukelti netikėtą ir staigų kraujospūdžio padidėjimą.
Valinas
Valinas yra nepakeičiama amino rūgštis, turinti stimuliuojantį poveikį, viena iš BCAA aminorūgščių, todėl ją raumenys gali naudoti kaip energijos šaltinį. Valinas būtinas raumenų apykaitai, pažeistų audinių atstatymui ir normaliai azoto apykaitai organizme palaikyti.
Valinas dažnai naudojamas sunkiam aminorūgščių trūkumui, atsirandančiam dėl priklausomybės nuo narkotikų, koreguoti. Per didelis jo kiekis organizme gali sukelti tokius simptomus kaip parestezija (žąsies oda) iki haliucinacijų.
Valino yra šiuose maisto produktuose: grūduose, mėsoje, grybuose, pieno produktuose, žemės riešutuose, sojos baltymuose.
Valino papildymas turi būti subalansuotas su kitais BCAA, L-leucinu ir L-izoleucinu.
Aminorūgščių cheminę elgseną lemia dvi funkcinės grupės -NH 2 ir -COOH. Aminorūgštims būdingos reakcijos amino grupėje, karboksilo grupėje ir radikalinėje dalyje, o, priklausomai nuo reagento, medžiagų sąveika gali vykti per vieną ar kelis reakcijos centrus.
Amfoterinė aminorūgščių prigimtis. Turėdamos molekulėje ir rūgštinę, ir bazinę grupę, aminorūgštys vandeniniuose tirpaluose elgiasi kaip tipiški amfoteriniai junginiai. Rūgštiniuose tirpaluose jie pasižymi bazinėmis savybėmis, reaguoja kaip bazės, šarminiuose tirpaluose kaip rūgštys, sudarydami atitinkamai dvi druskų grupes:
Dėl savo amfoteriškumo gyvame organizme aminorūgštys atlieka buferinių medžiagų, palaikančių tam tikrą vandenilio jonų koncentraciją, vaidmenį. Buferiniai tirpalai, gauti sąveikaujant aminorūgštims su stipriomis bazėmis, plačiai naudojami bioorganinėje ir cheminėje praktikoje. Aminorūgščių druskos su mineralinėmis rūgštimis geriau tirpsta vandenyje nei laisvosios aminorūgštys. Druskos su organinėmis rūgštimis mažai tirpsta vandenyje ir yra naudojamos aminorūgščių identifikavimui ir atskyrimui.
Reakcijos dėl amino grupės. Dalyvaujant amino grupei, aminorūgštys sudaro amonio druskas su rūgštimis, yra acilinamos, alkilinamos , reaguoti su azoto rūgštimi ir aldehidais pagal šią schemą:
Alkilinimas atliekamas dalyvaujant R-Ha1 arba Ar-Hal:
Acilinimo reakcijoje naudojami rūgšties chloridai arba rūgšties anhidridai (acetilchloridas, acto rūgšties anhidridas, benziloksikarbonilchloridas):
Acilinimo ir alkilinimo reakcijos naudojamos aminorūgščių NH 2 grupei apsaugoti peptidų sintezės procese.
Reakcijos dėl karboksilo grupės. Dalyvaujant karboksilo grupei, aminorūgštys sudaro druskas, esterius, amidus, rūgščių chloridus pagal toliau pateiktą schemą:
Jei angliavandenilio radikalo -anglies atome yra elektronus ištraukiantis pakaitas (NO 2, CC1 3, COOH, COR ir kt.), kuris poliarizuoja CCOOH ryšį, tai karboksirūgštys lengvai praeina. dekarboksilinimo reakcijos. Dekarboksilinant -aminorūgštis, kurių pakaitas yra + NH 3 grupė, susidaro biogeniniai aminai. Gyvame organizme šis procesas vyksta veikiant fermentui dekarboksilazei ir vitamino piridoksalio fosfatui.
Laboratorinėmis sąlygomis reakcija vykdoma kaitinant -aminorūgštis, esant CO 2 absorberiams, pavyzdžiui, Ba(OH) 2 .
Dekarboksilinant -fenil--alaniną, liziną, seriną ir histidiną, gaunamas atitinkamai fenaminas, 1,5-diaminopentanas (kadaverinas), 2-aminoetanolis-1 (kolaminas) ir triptaminas.
Aminorūgščių reakcijos dalyvaujant šoninei grupei. Kai aminorūgštis tirozinas nitrinama azoto rūgštimi, susidaro oranžinės spalvos dinitro darinys (ksantoproteino testas):
Cisteino-cistino sistemoje vyksta redokso perėjimai:
2 HS CH 2 CH(NH 2)COOH HOOCCH(NH 2)CH 2 S–S CH2CH(NH2)COOH
HOOCCH(NH2)CH2 S– S CH 2 CH(NH 2)COOH 2 HS CH2CH(NH2)COOH
Kai kuriose reakcijose aminorūgštys vienu metu reaguoja į abi funkcines grupes.
Kompleksų su metalais susidarymas. Beveik visos -aminorūgštys sudaro kompleksus su dvivalenčiais metalų jonais. Stabiliausios yra kompleksinės vidinės vario druskos (chelatiniai junginiai), kurios susidaro sąveikaujant su vario (II) hidroksidu ir yra mėlynos spalvos:
Azoto rūgšties veikimas alifatinėms aminorūgštims veda prie hidroksi rūgščių, aromatinių - diazo junginių susidarymas.
Hidroksi rūgščių susidarymas:
Diazotizacijos reakcija:
išskiriant molekulinį azotą N 2:
2. be molekulinio azoto N 2 išsiskyrimo:
Azobenzeno -N=N chromoforų grupė azojunginiuose sukelia geltoną, geltoną, oranžinę ar kitokią medžiagų spalvą, kai jos absorbuojamos matomos šviesos srityje (400-800 nm). Auksochrominė grupė
COOH keičia ir sustiprina spalvą dėl π, π - konjugacijos su π - pagrindinės chromoforo grupės elektronine sistema.
Aminorūgščių ir šilumos santykis. Kaitinant aminorūgštys suyra ir susidaro įvairūs produktai, priklausomai nuo jų rūšies. Kai šildomas -amino rūgštys dėl tarpmolekulinės dehidratacijos susidaro cikliniai amidai – diketopiperazinai :
valino (Val) diizopropilo darinys
diketopiperazinas
Kai šildomas -amino rūgštys amoniakas nuo jų atsiskiria, susidarant α, β-nesočiosioms rūgštims su konjuguota dvigubų jungčių sistema:
β-aminovalerijono rūgštis penteno rūgštis
(3-aminopentano rūgštis)
Šildymas - Ir -amino rūgštys lydi intramolekulinė dehidratacija ir vidinių ciklinių amidų susidarymas – laktamai:
γ-aminoizovalerio rūgštis, laktamas γ-aminoizovalerinė rūgštis
(4-amino-3-metilbutano rūgšties) rūgštys