მჟავა ამინომჟავები. ცილის სინთეზისთვის აუცილებელია ოცი ამინომჟავა

ამინომჟავებს უწოდებენ კარბოქსილის მჟავებს, რომლებიც შეიცავს ამინო ჯგუფს და კარბოქსილის ჯგუფს. ბუნებრივი ამინომჟავები არის 2-ამინოკარბოქსილის მჟავები, ან α-ამინომჟავები, თუმცა არსებობს ისეთი ამინომჟავები, როგორიცაა β-ალანინი, ტაურინი, γ-ამინობუტერინის მჟავა. α-ამინომჟავის განზოგადებული ფორმულა ასე გამოიყურება:

α-ამინომჟავებს მე-2 ნახშირბადის ატომში აქვთ ოთხი განსხვავებული შემცვლელი, ანუ ყველა α-ამინომჟავას, გლიცინის გარდა, აქვს ასიმეტრიული (ქირალური) ნახშირბადის ატომი და არსებობს ორი ენანტიომერის სახით - L- და D-ამინო. მჟავები. ბუნებრივი ამინომჟავები მიეკუთვნება L-სერიას. D-ამინომჟავები გვხვდება ბაქტერიებსა და პეპტიდურ ანტიბიოტიკებში.

ყველა ამინომჟავა წყალხსნარებში შეიძლება არსებობდეს ბიპოლარული იონების სახით და მათი მთლიანი მუხტი დამოკიდებულია გარემოს pH-ზე. pH მნიშვნელობას, რომლის დროსაც მთლიანი მუხტი ნულის ტოლია, იზოელექტრული წერტილი ეწოდება. იზოელექტრიკულ წერტილში ამინომჟავა არის ზვიტერიონი, ანუ მისი ამინის ჯგუფი პროტონირებულია, ხოლო კარბოქსილის ჯგუფი დისოცირებულია. ნეიტრალურ pH რეგიონში ამინომჟავების უმეტესობა ცვიტერიონებია:

ამინომჟავები არ შთანთქავს სინათლეს სპექტრის ხილულ რეგიონში, არომატული ამინომჟავები შთანთქავს სინათლეს სპექტრის UV რეგიონში: ტრიპტოფანი და ტიროზინი 280 ნმ, ფენილალანინი 260 ნმ.

ამინომჟავებს ახასიათებთ რამდენიმე ქიმიური რეაქცია, რომელსაც დიდი მნიშვნელობა აქვს ლაბორატორიული პრაქტიკისთვის: ფერადი ნინჰიდრინის ტესტი α-ამინო ჯგუფისთვის, სულფჰიდრილის, ფენოლური და ამინომჟავების რადიკალების სხვა ჯგუფებისთვის დამახასიათებელი რეაქციები, აცეტილაცია და შიფის ფუძეების წარმოქმნა. ამინო ჯგუფები, ესტერიფიკაცია კარბოქსილის ჯგუფებით.

ამინომჟავების ბიოლოგიური როლი:

არის პეპტიდების და ცილების, ე.წ. პროტეინოგენური ამინომჟავების სტრუქტურული ელემენტები. ცილების შემადგენლობაში შედის 20 ამინომჟავა, რომლებიც კოდირებულია გენეტიკური კოდით და შედიან ცილებში ტრანსლაციის დროს, ზოგიერთი მათგანი შეიძლება იყოს ფოსფორილირებადი, აცილირებული ან ჰიდროქსილირებული;

შეიძლება იყოს სხვა ბუნებრივი ნაერთების სტრუქტურული ელემენტები - კოენზიმები, ნაღვლის მჟავები, ანტიბიოტიკები;

არის სასიგნალო მოლეკულები. ზოგიერთი ამინომჟავა არის ნეიროტრანსმიტერები ან ნეიროტრანსმიტერების, ჰორმონების და ჰისტოჰორმონების წინამორბედები;

არის არსებითი მეტაბოლიტები, მაგალითად, ზოგიერთი ამინომჟავა არის მცენარეული ალკალოიდების წინამორბედები, ან ემსახურება როგორც აზოტის დონორებს, ან წარმოადგენს კვების სასიცოცხლო კომპონენტებს.

პროტეინოგენური ამინომჟავების კლასიფიკაცია ეფუძნება გვერდითი ჯაჭვების სტრუქტურასა და პოლარობას:

1. ალიფატური ამინომჟავები:

გლიცინი, გლი,გ,გლი

ალანინი, ალა, ა, ალა

ვალინი, ლილვი,V,Val*

ლეიცინი, ლეი,L,ლეუ*

იზოლეიცინი, ile,მე, ილე*

ეს ამინომჟავები არ შეიცავს ჰეტეროატომებს ან ციკლურ ჯგუფებს გვერდით ჯაჭვში და ხასიათდება გამოხატული დაბალი პოლარობით.

ცისტეინი, ცის,C,Cys

მეთიონინი, მეთეტი,M,Met*

3. არომატული ამინომჟავები:

ფენილალანინი, თმის საშრობი,F,Phe*

ტიროზინი, სროლის არეალი,Y,Tyr

ტრიპტოფანი, სამი,W,Trp*

ჰისტიდინი, gis, H, მისი

არომატული ამინომჟავები შეიცავს მეზომერულ რეზონანსულად სტაბილიზებულ ციკლებს. ამ ჯგუფში მხოლოდ ამინომჟავა ფენილალანინი ავლენს დაბალ პოლარობას, ტიროზინი და ტრიპტოფანი ხასიათდება შესამჩნევი პოლარობით, ხოლო ჰისტიდინი კი მაღალი პოლარობით. ჰისტიდინი ასევე შეიძლება კლასიფიცირებული იყოს როგორც ძირითადი ამინომჟავა.

4. ნეიტრალური ამინომჟავები:

სერინი, სერ,S, სერ

თრეონინი, tre,T,Thr*

ასპარაგინი, ასნ,ნ, ასნ

გლუტამინი, გლნ, Q, Gln

ნეიტრალური ამინომჟავები შეიცავს ჰიდროქსილის ან კარბოქსამიდის ჯგუფებს. მიუხედავად იმისა, რომ ამიდური ჯგუფები არაიონურია, ასპარაგინის და გლუტამინის მოლეკულები ძალიან პოლარულია.

5. მჟავე ამინომჟავები:

ასპარტინის მჟავა (ასპარტატი), ასპ,დ,ასპ

გლუტამინის მჟავა (გლუტამატი), ღრმა, E, გლუ

მჟავე ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვების კარბოქსილის ჯგუფები მთლიანად იონიზირებულია ფიზიოლოგიური pH მნიშვნელობების მთელ დიაპაზონში.

6. ძირითადი ამინომჟავები:

ლიზინი, ლ საწყისი, K, Lys*

არგინინი, არგ,რ,არგ

ძირითადი ამინომჟავების გვერდითი ჯაჭვები მთლიანად პროტონირებულია ნეიტრალურ pH რეგიონში. უაღრესად ძირითადი და ძალიან პოლარული ამინომჟავა არის არგინინი, რომელიც შეიცავს გუანიდინის ნაწილს.

7. იმინომჟავა:

პროლინი, შესახებ,პ,პრო

პროლინის გვერდითი ჯაჭვი შედგება ხუთწევრიანი რგოლისაგან, მათ შორის α-ნახშირბადის ატომი და α-ამინო ჯგუფი. ამიტომ, პროლინი, მკაცრად რომ ვთქვათ, არ არის ამინომჟავა, არამედ იმინომჟავა. აზოტის ატომი რგოლში არის სუსტი ბაზა და არ პროტონირებულია pH-ის ფიზიოლოგიურ მნიშვნელობებზე. ციკლური სტრუქტურის გამო პროლინი იწვევს პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში მოხრილობას, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია კოლაგენის სტრუქტურისთვის.

ჩამოთვლილი ამინომჟავების ნაწილი ადამიანის ორგანიზმში ვერ სინთეზირდება და საკვებით უნდა მიეწოდოს. ეს აუცილებელი ამინომჟავები აღინიშნება ვარსკვლავით.

როგორც ზემოთ აღინიშნა, პროტეინოგენური ამინომჟავები ზოგიერთი ღირებული ბიოლოგიურად აქტიური მოლეკულის წინამორბედია.

ორი ბიოგენური ამინი β-ალანინი და ცისტეამინი კოენზიმ A-ს ნაწილია (კოენზიმები წყალში ხსნადი ვიტამინების წარმოებულებია, რომლებიც ქმნიან რთული ფერმენტების აქტიურ ცენტრს). β-ალანინი წარმოიქმნება ასპარტინის მჟავის დეკარბოქსილირებით, ხოლო ცისტეამინი ცისტეინის დეკარბოქსილირებით:

β-ალანინი
ცისტეამინი

გლუტამინის მჟავის ნარჩენი არის სხვა კოენზიმის ნაწილი - ტეტრაჰიდროფოლის მჟავა, ვიტამინი B c-ს წარმოებული.

სხვა ბიოლოგიურად ღირებული მოლეკულები არის ნაღვლის მჟავების კონიუგატები ამინომჟავა გლიცინთან. ეს კონიუგატები უფრო ძლიერი მჟავებია, ვიდრე ძირითადი მჟავები, წარმოიქმნება ღვიძლში და გვხვდება ნაღველში მარილების სახით.

გლიკოქოლის მჟავა

პროტეინოგენური ამინომჟავები არის ზოგიერთი ანტიბიოტიკის წინამორბედი - ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებები, რომლებიც სინთეზირდება მიკროორგანიზმების მიერ და აფერხებს ბაქტერიების, ვირუსების და უჯრედების რეპროდუქციას. მათგან ყველაზე ცნობილია პენიცილინები და ცეფალოსპორინები, რომლებიც ქმნიან β-ლაქტამური ანტიბიოტიკების ჯგუფს და წარმოიქმნება გვარის ობის მიერ. პენიცილიუმი. მათ ახასიათებთ რეაქტიული β-ლაქტამის რგოლის სტრუქტურაში არსებობა, რომლის დახმარებით ისინი აფერხებენ გრამუარყოფითი მიკროორგანიზმების უჯრედის კედლების სინთეზს.

პენიცილინების ზოგადი ფორმულა

ამინომჟავებიდან დეკარბოქსილაციით მიიღება ბიოგენური ამინები - ნეიროტრანსმიტერები, ჰორმონები და ჰისტოჰორმონები.

ამინომჟავები გლიცინი და გლუტამატი თავად არიან ნეიროტრანსმიტერები ცენტრალურ ნერვულ სისტემაში.

დოფამინი (ნეიროტრანსმიტერი) ნორეპინეფრინი (ნეიროტრანსმიტერი)

ადრენალინი (ჰორმონი) ჰისტამინი (შუამავალი და ჰისტოჰორმონი)

სეროტონინი (ნეიროტრანსმიტერი და ჰისტოჰორმონი) GABA (ნეიროტრანსმიტერი)

თიროქსინი (ჰორმონი)

ამინომჟავის ტრიპტოფანის წარმოებული არის ყველაზე ცნობილი ბუნებრივად არსებული აუქსინი, ინდოლეძმარმჟავა. აუქსინები მცენარეთა ზრდის რეგულატორებია, ისინი ასტიმულირებენ მზარდი ქსოვილების დიფერენციაციას, კამბიუმის, ფესვების ზრდას, აჩქარებენ ნაყოფის ზრდას და ძველი ფოთლების ცვენას, მათი ანტაგონისტებია აბსცინის მჟავა.

ინდოლეციტური მჟავა

ამინომჟავების წარმოებულებია აგრეთვე ალკალოიდები - ძირითადი ბუნების ბუნებრივი აზოტის შემცველი ნაერთები, რომლებიც წარმოიქმნება მცენარეებში. ეს ნაერთები უკიდურესად აქტიური ფიზიოლოგიური ნაერთებია, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება მედიცინაში. ალკალოიდების მაგალითებია ფენილალანინის წარმოებული პაპავერინი, ჰიპნოზური ყაყაჩოს იზოქინოლინის ალკალოიდი (სპაზმოლიზური საშუალება) და ტრიპტოფანის წარმოებული ფიზოსტიგმინი, ინდოლის ალკალოიდი კალაბარის ლობიოდან (ანტიქოლინესტერაზას წამალი):

პაპავერინის ფიზოსტიგმინი

ამინომჟავები ბიოტექნოლოგიის ძალიან პოპულარული ობიექტებია. ამინომჟავების ქიმიური სინთეზის მრავალი ვარიანტი არსებობს, მაგრამ შედეგი არის ამინომჟავების რაცემატი. ვინაიდან ამინომჟავების მხოლოდ L-იზომერები შესაფერისია კვების მრეწველობისა და მედიცინაში, რაკემიური ნარევები უნდა დაიყოს ენანტიომერებად, რაც სერიოზულ პრობლემას წარმოადგენს. აქედან გამომდინარე, უფრო პოპულარულია ბიოტექნოლოგიური მიდგომა: ფერმენტული სინთეზი იმობილიზებული ფერმენტების გამოყენებით და მიკრობიოლოგიური სინთეზი მთლიანი მიკრობული უჯრედების გამოყენებით. ორივე უკანასკნელ შემთხვევაში მიიღება სუფთა L-იზომერები.

ამინომჟავები გამოიყენება როგორც საკვები დანამატები და საკვების კომპონენტები. გლუტამინის მჟავა აუმჯობესებს ხორცის გემოს, ვალინი და ლეიცინი აუმჯობესებს ცომეულის გემოს, გლიცინი და ცისტეინი გამოიყენება როგორც ანტიოქსიდანტები კონსერვისას. D-ტრიპტოფანი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შაქრის შემცვლელი, რადგან ის ბევრჯერ ტკბილია. ლიზინს ემატება ფერმის ცხოველების საკვებად, რადგან მცენარეული ცილების უმეტესობა შეიცავს მცირე რაოდენობით აუცილებელ ამინომჟავას ლიზინს.

ამინომჟავები ფართოდ გამოიყენება სამედიცინო პრაქტიკაში. ეს არის ამინომჟავები, როგორიცაა მეთიონინი, ჰისტიდინი, გლუტამინის და ასპარტინის მჟავები, გლიცინი, ცისტეინი, ვალინი.

ბოლო ათწლეულის განმავლობაში ამინომჟავები დაემატა კანისა და თმის მოვლის საშუალებებს.

ქიმიურად მოდიფიცირებული ამინომჟავები ასევე ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში, როგორც ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები პოლიმერების სინთეზში, სარეცხი საშუალებების, ემულგატორებისა და საწვავის დანამატების წარმოებაში.

ცილები

ცილები არის მაკრომოლეკულური ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ამინომჟავებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია პეპტიდური ბმებით.

ეს არის ცილები, რომლებიც წარმოადგენენ თაობიდან თაობას გადაცემული გენეტიკური ინფორმაციის პროდუქტს და ახორციელებენ უჯრედში არსებულ ყველა სასიცოცხლო პროცესს.

ცილის ფუნქციები:

კატალიზური ფუნქცია. ცილების ყველაზე მრავალრიცხოვანი ჯგუფია ფერმენტები - ცილები კატალიზური აქტივობით, რომლებიც აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს. ფერმენტების მაგალითებია პეპსინი, ალკოჰოლის დეჰიდროგენაზა, გლუტამინის სინთეტაზა.

სტრუქტურული ფუნქცია. სტრუქტურული ცილები პასუხისმგებელნი არიან უჯრედებისა და ქსოვილების ფორმისა და სტაბილურობის შენარჩუნებაზე, მათ შორისაა კერატინები, კოლაგენი, ფიბროინი.

სატრანსპორტო ფუნქცია. სატრანსპორტო ცილები ატარებენ მოლეკულებს ან იონებს ერთი ორგანოდან მეორეში ან უჯრედის შიგნით მემბრანების გავლით, როგორიცაა ჰემოგლობინი, შრატის ალბუმინი, იონური არხები.

დამცავი ფუნქცია. ჰომეოსტაზის სისტემის ცილები იცავს ორგანიზმს პათოგენებისგან, უცხო ინფორმაციის, სისხლის დაკარგვისგან - იმუნოგლობულინები, ფიბრინოგენი, თრომბინი.

მარეგულირებელი ფუნქცია. ცილები ასრულებენ სასიგნალო ნივთიერებების ფუნქციებს - ზოგიერთი ჰორმონი, ჰისტოჰორმონები და ნეიროტრანსმიტერები, არიან რეცეპტორები ნებისმიერი სტრუქტურის სასიგნალო ნივთიერებებისთვის, უზრუნველყოფენ სიგნალის შემდგომ გადაცემას უჯრედის ბიოქიმიური სასიგნალო ჯაჭვებში. მაგალითებია ზრდის ჰორმონი სომატოტროპინი, ჰორმონი ინსულინი, H- და M-ქოლინერგული რეცეპტორები.

საავტომობილო ფუნქცია. ცილების დახმარებით ტარდება შეკუმშვის და სხვა ბიოლოგიური მოძრაობის პროცესები. მაგალითებია ტუბულინი, აქტინი, მიოზინი.

სათადარიგო ფუნქცია. მცენარეები შეიცავს შესანახ ცილებს, რომლებიც ღირებული საკვები ნივთიერებებია; ცხოველებში კუნთების ცილები ემსახურება როგორც სარეზერვო საკვებ ნივთიერებებს, რომლებიც მობილიზებულია საგანგებო სიტუაციებში.

პროტეინებს ახასიათებთ სტრუქტურული ორგანიზაციის რამდენიმე დონის არსებობა.

პირველადი სტრუქტურაცილა არის ამინომჟავების ნარჩენების თანმიმდევრობა პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში. პეპტიდური ბმა არის კარბოქსამიდური კავშირი ერთი ამინომჟავის α-კარბოქსილის ჯგუფსა და მეორე ამინომჟავის α-ამინო ჯგუფს შორის.

ალანილფენილალანილცისტეილპროლინი

პეპტიდურ კავშირს აქვს რამდენიმე მახასიათებელი:

ა) რეზონანსულად სტაბილიზირებულია და ამიტომ პრაქტიკულად იმავე სიბრტყეშია განთავსებული - არის პლანშეტური; C-N ბმის გარშემო ბრუნვა დიდ ენერგიას მოითხოვს და რთულია;

ბ) -CO-NH- ბმას აქვს განსაკუთრებული ხასიათი, ის ჩვეულებრივზე ნაკლებია, მაგრამ ორჯერ მეტია, ანუ არსებობს კეტო-ენოლ ტავტომერიზმი:

გ) შემცვლელები პეპტიდურ ბმასთან მიმართებაში არიან ტრანსი- პოზიცია;

დ) პეპტიდის ხერხემალი გარშემორტყმულია სხვადასხვა ხასიათის გვერდითი ჯაჭვებით, რომლებიც ურთიერთქმედებენ მიმდებარე გამხსნელ მოლეკულებთან, იონიზირებულია თავისუფალი კარბოქსილის და ამინო ჯგუფები, ქმნიან ცილის მოლეკულის კატიონურ და ანიონურ ცენტრებს. მათი თანაფარდობიდან გამომდინარე, ცილის მოლეკულა იღებს მთლიან დადებით ან უარყოფით მუხტს და ასევე ხასიათდება საშუალო pH-ის ამა თუ იმ მნიშვნელობით, როდესაც ცილის იზოელექტრული წერტილი მიიღწევა. რადიკალები ქმნიან მარილს, ეთერს, დისულფიდურ ხიდებს ცილის მოლეკულაში და ასევე განსაზღვრავენ ცილების თანდაყოლილი რეაქციების დიაპაზონს.

ამჟამად, შეთანხმებულია 100 ან მეტი ამინომჟავის ნარჩენებისგან შემდგარი პოლიმერების ცილებად განხილვა, პოლიმერები, რომლებიც შედგება 50-100 ამინომჟავის ნარჩენებისგან, როგორც პოლიპეპტიდები, და პოლიმერები, რომლებიც შედგება 50-ზე ნაკლები ამინომჟავის ნარჩენებისგან, როგორც დაბალი მოლეკულური წონის პეპტიდები.

ზოგიერთი დაბალი მოლეკულური წონის პეპტიდი დამოუკიდებელ ბიოლოგიურ როლს ასრულებს. ზოგიერთი ამ პეპტიდის მაგალითები:

გლუტათიონი, γ-glu-cis-gly, არის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული უჯრედშიდა პეპტიდი, რომელიც მონაწილეობს უჯრედებში რედოქს პროცესებში და ამინომჟავების ტრანსპორტირებაში ბიოლოგიურ მემბრანებში.

კარნოზინი - β-ალა-გისი - პეპტიდი, რომელიც შეიცავს ცხოველების კუნთებს, გამორიცხავს ლიპიდური პეროქსიდაციის პროდუქტებს, აჩქარებს ნახშირწყლების დაშლას კუნთებში და მონაწილეობს კუნთებში ენერგეტიკულ ცვლაში ფოსფატის სახით.

ვაზოპრესინი არის ჰიპოფიზის უკანა ჯირკვლის ჰორმონი, რომელიც მონაწილეობს ორგანიზმში წყლის მეტაბოლიზმის რეგულირებაში:

ფალოიდინი არის შხამიანი ბუზის აგარის პოლიპეპტიდი, რომელიც უმნიშვნელო კონცენტრაციით იწვევს ორგანიზმის სიკვდილს უჯრედებიდან ფერმენტების და კალიუმის იონების გამოყოფის გამო:

გრამიციდინი არის ანტიბიოტიკი, რომელიც მოქმედებს ბევრ გრამდადებით ბაქტერიაზე, ცვლის ბიოლოგიური მემბრანების გამტარიანობას დაბალი მოლეკულური წონის ნაერთებისთვის და იწვევს უჯრედების სიკვდილს:

შეხვდა-ენკეფალინი - thyr-gli-gli-fen-met - პეპტიდი, რომელიც სინთეზირებულია ნეირონებში და ათავისუფლებს ტკივილს.

ცილის მეორადი სტრუქტურაარის სივრცითი სტრუქტურა, რომელიც წარმოიქმნება პეპტიდური ხერხემლის ფუნქციურ ჯგუფებს შორის ურთიერთქმედების შედეგად.

პეპტიდური ჯაჭვი შეიცავს ბევრ CO და NH ჯგუფს პეპტიდურ ბმებს, რომელთაგან თითოეულს პოტენციურად შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს წყალბადის ბმების ფორმირებაში. არსებობს ორი ძირითადი ტიპის სტრუქტურა, რომელიც ამის საშუალებას იძლევა: α-სპირალი, რომელშიც ჯაჭვი ხვდება ტელეფონის კაბელის მსგავსად, და β-ნაკეციანი სტრუქტურა, რომელშიც ერთი ან მეტი ჯაჭვის წაგრძელებული მონაკვეთები ერთმანეთის გვერდით არის დაწყობილი. ორივე ეს სტრუქტურა ძალიან სტაბილურია.

α-სპირალი ხასიათდება გრეხილი პოლიპეპტიდური ჯაჭვის უკიდურესად მკვრივი შეფუთვით, მარჯვენა სპირალის თითოეულ ბრუნს აქვს 3.6 ამინომჟავის ნარჩენი, რომლის რადიკალები ყოველთვის მიმართულია გარეთ და ოდნავ უკან, ანუ დასაწყისში. პოლიპეპტიდური ჯაჭვის.

α-ჰელიქსის ძირითადი მახასიათებლები:

α-სპირალი სტაბილიზირებულია წყალბადის ობლიგაციებით წყალბადის ატომს შორის პეპტიდური ჯგუფის აზოტთან და ნარჩენების კარბონილის ჟანგბადთან, ჯაჭვის გასწვრივ მოცემულიდან ოთხი პოზიციის დაშორებით;

ყველა პეპტიდური ჯგუფი მონაწილეობს წყალბადის ბმის ფორმირებაში, რაც უზრუნველყოფს α-სპირალის მაქსიმალურ სტაბილურობას;

პეპტიდური ჯგუფების აზოტისა და ჟანგბადის ყველა ატომი მონაწილეობს წყალბადის ბმების ფორმირებაში, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს α-სპირალის რეგიონების ჰიდროფილურობას და ზრდის მათ ჰიდროფობიურობას;

α-სპირალი წარმოიქმნება სპონტანურად და არის პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ყველაზე სტაბილური კონფორმაცია, რომელიც შეესაბამება მინიმალურ თავისუფალ ენერგიას;

L-ამინომჟავების პოლიპეპტიდურ ჯაჭვში, მარჯვენა სპირალი, რომელიც ჩვეულებრივ გვხვდება ცილებში, ბევრად უფრო სტაბილურია, ვიდრე მარცხენა.

α-ჰელიქსის ფორმირების შესაძლებლობა განპირობებულია ცილის პირველადი სტრუქტურით. ზოგიერთი ამინომჟავა ხელს უშლის პეპტიდის ხერხემლის გადახვევას. მაგალითად, გლუტამატისა და ასპარტატის მეზობელი კარბოქსილის ჯგუფები ორმხრივად იგერიებენ ერთმანეთს, რაც ხელს უშლის α-სპირალში წყალბადის ბმების წარმოქმნას. ამავე მიზეზით, ჯაჭვის დახვევა რთულია ერთმანეთთან ახლოს მდებარე დადებითად დამუხტული ლიზინისა და არგინინის ნარჩენების ადგილებში. თუმცა, პროლინი თამაშობს უდიდეს როლს α-სპირალის დაშლაში. ჯერ ერთი, პროლინში, აზოტის ატომი არის ხისტი რგოლის ნაწილი, რომელიც ხელს უშლის ბრუნვას N-C ბმის გარშემო და მეორეც, პროლინი არ ქმნის წყალბადურ კავშირს აზოტის ატომში წყალბადის არარსებობის გამო.

β-დაკეცვა არის ფენიანი სტრუქტურა, რომელიც წარმოიქმნება წყალბადის ბმებით წრფივად განლაგებულ პეპტიდურ ფრაგმენტებს შორის. ორივე ჯაჭვი შეიძლება იყოს დამოუკიდებელი ან მიეკუთვნებოდეს იმავე პოლიპეპტიდის მოლეკულას. თუ ჯაჭვები ორიენტირებულია იმავე მიმართულებით, მაშინ ასეთ β- სტრუქტურას პარალელურად უწოდებენ. ჯაჭვების საპირისპირო მიმართულების შემთხვევაში, ანუ როდესაც ერთი ჯაჭვის N-ბოლო ემთხვევა მეორე ჯაჭვის C-ბოლოტს, β-სტრუქტურას ანტიპარალელური ეწოდება. ენერგიულად, ანტიპარალელური β-დაკეცვა თითქმის ხაზოვანი წყალბადის ხიდებით უფრო სასურველია.

პარალელური β-დაკეცვა ანტიპარალელური β-დაკეცვა

α-სპირალისგან განსხვავებით, რომელიც გაჯერებულია წყალბადის ბმებით, β-დაკეცვის ჯაჭვის თითოეული მონაკვეთი ღიაა დამატებითი წყალბადის ბმების წარმოქმნისთვის. ამინომჟავის გვერდითი რადიკალები ორიენტირებულია ფოთლის სიბრტყეზე თითქმის პერპენდიკულურად, მონაცვლეობით ზემოთ და ქვემოთ.

იმ ადგილებში, სადაც პეპტიდური ჯაჭვი საკმაოდ ციცაბო იხრება, ხშირად არის β-მარყუჟი. ეს არის მოკლე ფრაგმენტი, რომელშიც 4 ამინომჟავის ნარჩენი არის მოხრილი 180 o და სტაბილიზირებულია ერთი წყალბადის ხიდით პირველ და მეოთხე ნარჩენებს შორის. დიდი ამინომჟავის რადიკალები ხელს უშლიან β-მარყუჟის წარმოქმნას, ამიტომ ის ყველაზე ხშირად შეიცავს უმცირეს ამინომჟავას, გლიცინს.

ზემეორადი ცილის სტრუქტურაარის მეორადი სტრუქტურების მონაცვლეობის რაღაც სპეციფიკური რიგი. დომენი გაგებულია, როგორც ცილის მოლეკულის ცალკეული ნაწილი, რომელსაც აქვს სტრუქტურული და ფუნქციური ავტონომიის გარკვეული ხარისხი. ახლა დომენები განიხილება ცილის მოლეკულების სტრუქტურის ფუნდამენტურ ელემენტებად, ხოლო α-სპირალისა და β-ფენების განლაგების თანაფარდობა და ბუნება უფრო მეტს იძლევა ცილის მოლეკულების ევოლუციისა და ფილოგენეტიკური ურთიერთობების გასაგებად, ვიდრე პირველადი სტრუქტურების შედარება. ევოლუციის მთავარი ამოცანაა ახალი ცილების აგება. ასეთი ამინომჟავების თანმიმდევრობის შემთხვევით სინთეზის უსასრულოდ მცირე შანსია, რომელიც დააკმაყოფილებს შეფუთვის პირობებს და უზრუნველყოფს ფუნქციური ამოცანების შესრულებას. მაშასადამე, ხშირად არსებობს ცილები სხვადასხვა ფუნქციით, მაგრამ სტრუქტურით ისეთივე მსგავსი, რომ ჩანს, რომ მათ საერთო წინაპარი ჰყავდათ ან ერთმანეთისგან განვითარდნენ. როგორც ჩანს, ევოლუცია, გარკვეული პრობლემის გადაჭრის აუცილებლობის წინაშე დგას, ამჯობინებს არა ამისთვის ცილების შექმნას, არამედ ამისთვის უკვე კარგად ჩამოყალიბებული სტრუქტურების ადაპტირებას, მათ ახალი მიზნებისთვის ადაპტაციას.

ხშირად განმეორებადი ზემეორადი სტრუქტურების რამდენიმე მაგალითი:

αα' - ცილები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ α-სპირალს (მიოგლობინი, ჰემოგლობინი);

ββ' – ცილები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ β- სტრუქტურებს (იმუნოგლობულინები, სუპეროქსიდდისმუტაზა);

βαβ' არის β-ლულის აგებულება, თითოეული β ფენა მდებარეობს ლულის შიგნით და ასოცირდება მოლეკულის ზედაპირზე განლაგებულ α-სპირალთან (ტრიოზა ფოსფოიზომერაზა, ლაქტატდეჰიდროგენაზა);

"თუთიის თითი" - ცილის ფრაგმენტი, რომელიც შედგება 20 ამინომჟავის ნარჩენებისგან, თუთიის ატომი ასოცირდება ორ ცისტეინთან და ორ ჰისტიდინთან, რის შედეგადაც დაახლოებით 12 ამინომჟავის ნარჩენების "თითი" შეიძლება მიბმული იყოს მარეგულირებელ რეგიონებთან. დნმ-ის მოლეკულა;

"ლეიცინის ელვა" - ურთიერთქმედების პროტეინებს აქვთ α-სპირალური რეგიონი, რომელიც შეიცავს მინიმუმ 4 ლეიცინის ნარჩენს, ისინი განლაგებულია ერთმანეთისგან 6 ამინომჟავის დაშორებით, ანუ ისინი განლაგებულია ყოველი მეორე შემობრუნების ზედაპირზე და შეუძლიათ შექმნან ჰიდროფობიური ბმები. სხვა ცილის ლეიცინის ნარჩენები. ლეიცინის ელვაშესაკრავების დახმარებით, მაგალითად, ძლიერ ძირითადი ჰისტონის ცილების მოლეკულები შეიძლება გაერთიანდეს კომპლექსებად, დაძლიოს დადებითი მუხტი.

ცილის მესამეული სტრუქტურა- ეს არის ცილის მოლეკულის სივრცითი განლაგება, რომელიც სტაბილიზირებულია ამინომჟავების გვერდით რადიკალებს შორის კავშირებით.

ობლიგაციების ტიპები, რომლებიც ასტაბილურებენ ცილის მესამეულ სტრუქტურას:

ელექტროსტატიკური წყალბადის ჰიდროფობიური დისულფიდი

ინტერაქცია კომუნიკაცია ინტერაქცია კომუნიკაცია

მესამეული სტრუქტურის დასაკეციდან გამომდინარე, ცილები შეიძლება დაიყოს ორ ძირითად ტიპად - ფიბრილარულ და გლობულურ.

ფიბრილარული ცილები წყალში უხსნადი გრძელი ძაფისებრი მოლეკულებია, რომელთა პოლიპეპტიდური ჯაჭვები ერთი ღერძის გასწვრივაა გაშლილი. ეს არის ძირითადად სტრუქტურული და კონტრაქტული ცილები. ყველაზე გავრცელებული ფიბრილარული ცილების რამდენიმე მაგალითია:

α-კერატინები. სინთეზირებულია ეპიდერმული უჯრედებით. მათზე მოდის თმის, მატყლის, ბუმბულის, რქების, ფრჩხილების, კლანჭების, ნემსების, სასწორების, ჩლიქების და კუს ნაჭუჭის თითქმის მთელი მშრალი წონა, ისევე როგორც კანის გარე ფენის წონის მნიშვნელოვანი ნაწილი. ეს არის ცილების მთელი ოჯახი, ისინი მსგავსია ამინომჟავების შემადგენლობით, შეიცავს ბევრ ცისტეინის ნარჩენებს და აქვთ პოლიპეპტიდური ჯაჭვების იგივე სივრცითი მოწყობა. თმის უჯრედებში კერატინის პოლიპეპტიდური ჯაჭვები ჯერ ბოჭკოებად არის ორგანიზებული, საიდანაც შემდეგ სტრუქტურები ყალიბდება თოკის ან დაგრეხილი კაბელის მსგავსად, რომელიც საბოლოოდ ავსებს უჯრედის მთელ სივრცეს. ამავდროულად, თმის უჯრედები ბრტყელდება და საბოლოოდ იღუპება, ხოლო უჯრედის კედლები ქმნიან მილაკოვან გარსს თითოეული თმის გარშემო, რომელსაც ეწოდება კუტიკულა. α-კერატინში პოლიპეპტიდური ჯაჭვები არის α-სპირალის სახით, რომლებიც ერთმანეთის ირგვლივ ტრიალდება სამ ბირთვიან კაბელად, ჯვარედინი დისულფიდური ბმების წარმოქმნით. N-ტერმინალის ნარჩენები განლაგებულია იმავე მხარეს (პარალელურად). კერატინები წყალში უხსნადია, რადგან მათ შემადგენლობაში ამინომჟავები ჭარბობენ არაპოლარული გვერდითი რადიკალებით, რომლებიც მიმართულია წყლის ფაზისკენ. პერმის დროს ხდება შემდეგი პროცესები: ჯერ თიოლებით რედუქციის შედეგად ნადგურდება დისულფიდური ხიდები, შემდეგ კი, როცა თმას საჭირო ფორმა მიეცემა, აშრობენ გახურებით, ხოლო ჰაერის ჟანგბადით დაჟანგვის შედეგად წარმოიქმნება ახალი დისულფიდური ხიდები. რომელიც ინარჩუნებს თმის ვარცხნილობის ფორმას.

β-კერატინები. მათ შორისაა აბრეშუმი და ქოქოსის ფიბროინი. ეს არის ანტიპარალელური β-დაკეცილი შრეები, რომელთა შემადგენლობაში ჭარბობს გლიცინი, ალანინი და სერინი.

კოლაგენი. ყველაზე გავრცელებული ცილა მაღალ ცხოველებში და შემაერთებელი ქსოვილების მთავარი ფიბრილარული ცილა. კოლაგენი სინთეზირდება ფიბრობლასტებსა და ქონდროციტებში - სპეციალიზირებულ შემაერთებელი ქსოვილის უჯრედებში, საიდანაც ის შემდეგ გამოიდევნება. კოლაგენის ბოჭკოები გვხვდება კანში, მყესებში, ხრტილებსა და ძვლებში. ისინი არ იჭიმება, აჭარბებს ფოლადის მავთულს სიმტკიცით, კოლაგენის ფიბრილებს ახასიათებს განივი ზოლები. წყალში მოხარშვისას ბოჭკოვანი, უხსნადი და მოუნელებელი კოლაგენი გარდაიქმნება ჟელატინად ზოგიერთი კოვალენტური ბმის ჰიდროლიზით. კოლაგენი შეიცავს 35% გლიცინს, 11% ალანინს, 21% პროლინს და 4-ჰიდროქსიპროლინს (ამინომჟავა, რომელიც გვხვდება მხოლოდ კოლაგენსა და ელასტინის შემადგენლობაში). ეს შემადგენლობა განსაზღვრავს ჟელატინის, როგორც საკვები ცილის შედარებით დაბალ კვებით ღირებულებას. კოლაგენის ფიბრილები შედგება განმეორებითი პოლიპეპტიდური ქვედანაყოფებისგან, რომელსაც ტროპოკოლაგენი ეწოდება. ეს ქვედანაყოფები განლაგებულია ფიბრილის გასწვრივ პარალელური ჩალიჩების სახით თავ-კუდის სახით. თავების ცვლა იძლევა დამახასიათებელ განივი ზოლს. ამ სტრუქტურის სიცარიელეები, საჭიროების შემთხვევაში, შეიძლება გახდეს ჰიდროქსიაპატიტის Ca 5 (OH) (PO 4) 3 კრისტალების დეპონირების ადგილი, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ძვლის მინერალიზაციაში.

ტროპოკოლაგენის ქვედანაყოფები შედგება სამი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც მჭიდროდ არის გადაბმული სამჯაჭვიან თოკში, განსხვავებული α- და β-კერატინებისაგან. ზოგიერთ კოლაგენში სამივე ჯაჭვს აქვს ერთი და იგივე ამინომჟავების თანმიმდევრობა, ზოგიერთში კი მხოლოდ ორი ჯაჭვია იდენტური და მესამე განსხვავდება მათგან. ტროპოკოლაგენის პოლიპეპტიდური ჯაჭვი ქმნის მარცხენა სპირალს, თითო შემობრუნებით მხოლოდ სამი ამინომჟავის ნარჩენებით, პროლინით და ჰიდროქსიპროლინით გამოწვეული ჯაჭვის მოხვევის გამო. სამი ჯაჭვი ურთიერთდაკავშირებულია, წყალბადის ბმების გარდა, კოვალენტური ტიპის ბმით, რომელიც წარმოიქმნება მიმდებარე ჯაჭვებში მდებარე ლიზინის ორ ნარჩენს შორის:

ასაკის მატებასთან ერთად, ტროპოკოლაგენის ქვედანაყოფებში და მათ შორის უფრო და უფრო მეტი ჯვარედინი კავშირები იქმნება, რაც კოლაგენის ფიბრილებს უფრო ხისტ და მყიფეს ხდის და ეს ცვლის ხრტილისა და მყესების მექანიკურ თვისებებს, ხდის ძვლებს უფრო მტვრევადს და ამცირებს გამჭვირვალობას. თვალის რქოვანა.

ელასტინი. შეიცავს ლიგატების ყვითელ ელასტიურ ქსოვილს და შემაერთებელი ქსოვილის ელასტიურ ფენას დიდი არტერიების კედლებში. ელასტინის ფიბრილების მთავარი ქვედანაყოფია ტროპოელასტინი. ელასტინი მდიდარია გლიცინით და ალანინით, შეიცავს უამრავ ლიზინს და ცოტა პროლინს. ელასტინის ხვეული მონაკვეთები გაჭიმვისას იჭიმება, მაგრამ დატვირთვის მოხსნისას უბრუნდება თავდაპირველ სიგრძეს. ოთხი სხვადასხვა ჯაჭვის ლიზინის ნარჩენები ქმნიან კოვალენტურ კავშირებს ერთმანეთთან და საშუალებას აძლევს ელასტინს შექცევადად გაიჭიმოს ყველა მიმართულებით.

გლობულური ცილები არის ცილები, რომელთა პოლიპეპტიდური ჯაჭვი იკეცება კომპაქტურ გლობულად, რომელსაც შეუძლია შეასრულოს მრავალფეროვანი ფუნქციები.

გლობულური ცილების მესამეული სტრუქტურა ყველაზე მოსახერხებლად განიხილება მიოგლობინის მაგალითის გამოყენებით. მიოგლობინი არის შედარებით მცირე ჟანგბადის დამაკავშირებელი ცილა, რომელიც გვხვდება კუნთების უჯრედებში. ის ინახავს შეკრულ ჟანგბადს და ხელს უწყობს მის მიტოქონდრიებში გადატანას. მიოგლობინის მოლეკულა შეიცავს ერთ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს და ერთ ჰემოჯგუფს (ჰემს) - პროტოპორფირინის კომპლექსს რკინით. მიოგლობინის ძირითადი თვისებები:

ა) მიოგლობინის მოლეკულა იმდენად კომპაქტურია, რომ მასში მხოლოდ 4 წყლის მოლეკულა ეტევა;

ბ) ყველა პოლარული ამინომჟავის ნარჩენი, გარდა ორისა, განლაგებულია მოლეკულის გარე ზედაპირზე და ყველა მათგანი ჰიდრატირებულ მდგომარეობაშია;

გ) ჰიდროფობიური ამინომჟავების ნარჩენების უმეტესობა განლაგებულია მიოგლობინის მოლეკულის შიგნით და, ამრიგად, დაცულია წყალთან კონტაქტისგან;

დ) მიოგლობინის მოლეკულაში ოთხი პროლინის ნარჩენებიდან თითოეული განლაგებულია პოლიპეპტიდური ჯაჭვის მოსახვევში, სერინის, ტრეონინის და ასპარაგინის ნარჩენები განლაგებულია მოსახვევის სხვა ადგილებში, რადგან ასეთი ამინომჟავები ხელს უშლის α-სპირალის წარმოქმნას, თუ ისინი ერთმანეთთან არიან;

ე) ბრტყელი ჰემოჯგუფი დევს ღრუში (ჯიბეში) მოლეკულის ზედაპირთან ახლოს, რკინის ატომს აქვს ორი საკოორდინაციო ბმა, რომლებიც მიმართულია ჰემის სიბრტყეზე პერპენდიკულარულად, ერთი მათგანი დაკავშირებულია ჰისტიდინის ნარჩენთან 93, ხოლო მეორე ემსახურება შეკავშირებას. ჟანგბადის მოლეკულა.

მესამეული სტრუქტურიდან დაწყებული, ცილას შეუძლია შეასრულოს თავისი ბიოლოგიური ფუნქციები. ცილების ფუნქციონირება ემყარება იმ ფაქტს, რომ როდესაც მესამეული სტრუქტურა ცილის ზედაპირზე დევს, იქმნება ადგილები, რომლებსაც შეუძლიათ სხვა მოლეკულები, რომლებსაც ლიგანდები ეწოდება, მიამაგრონ საკუთარ თავს. ცილის ლიგანდთან ურთიერთქმედების მაღალი სპეციფიკა უზრუნველყოფილია აქტიური ცენტრის სტრუქტურის კომპლემენტარობით ლიგანდის სტრუქტურასთან. კომპლემენტარულობა არის ურთიერთმოქმედი ზედაპირების სივრცითი და ქიმიური შესაბამისობა. ცილების უმეტესობისთვის მესამეული სტრუქტურა არის დასაკეცი მაქსიმალური დონე.

მეოთხეული ცილის სტრუქტურა- დამახასიათებელი ცილები, რომლებიც შედგება ორი ან მეტი პოლიპეპტიდური ჯაჭვისგან, რომლებიც ურთიერთდაკავშირებულია ექსკლუზიურად არაკოვალენტური ბმებით, ძირითადად ელექტროსტატიკური და წყალბადით. ყველაზე ხშირად ცილები შეიცავს ორ ან ოთხ ქვეერთეულს, ოთხზე მეტი ქვედანაყოფი ჩვეულებრივ შეიცავს მარეგულირებელ ცილებს.

მეოთხეული სტრუქტურის მქონე ცილებს ხშირად ოლიგომერულს უწოდებენ. განასხვავებენ ჰომომერულ და ჰეტერომერულ ცილებს. ჰომერული ცილები არის პროტეინები, რომლებშიც ყველა ქვედანაყოფს აქვს იგივე სტრუქტურა, მაგალითად, კატალაზას ფერმენტი შედგება ოთხი აბსოლუტურად იდენტური ქვედანაყოფისგან. ჰეტერომერულ პროტეინებს აქვთ სხვადასხვა ქვედანაყოფები, მაგალითად, რნმ პოლიმერაზას ფერმენტი შედგება სხვადასხვა სტრუქტურის ხუთი ქვედანაყოფისგან, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ფუნქციებს.

ერთი ქვედანაყოფის ურთიერთქმედება კონკრეტულ ლიგანდთან იწვევს კონფორმაციულ ცვლილებებს მთელ ოლიგომერულ ცილაში და ცვლის სხვა ქვედანაყოფების აფინურობას ლიგანდებთან; ეს თვისება საფუძვლად უდევს ოლიგომერული ცილების ალოსტერიული რეგულაციის უნარს.

ცილის მეოთხეული სტრუქტურა შეიძლება ჩაითვალოს ჰემოგლობინის მაგალითის გამოყენებით. იგი შეიცავს ოთხ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს და ოთხ ჰემის პროთეზირებულ ჯგუფს, რომლებშიც რკინის ატომები არის შავი ფერის Fe 2+. მოლეკულის ცილოვანი ნაწილი - გლობინი - შედგება ორი α-ჯაჭვისა და ორი β-ჯაჭვისგან, რომლებიც შეიცავს 70%-მდე α-სპირალს. ოთხი ჯაჭვიდან თითოეულს აქვს დამახასიათებელი მესამეული სტრუქტურა და თითოეულ ჯაჭვს უკავშირდება ერთი ჰემოჯგუფი. სხვადასხვა ჯაჭვის ჰემები ერთმანეთისგან შედარებით შორს არიან და დახრილობის სხვადასხვა კუთხე აქვთ. რამდენიმე პირდაპირი კონტაქტი იქმნება ორ α-ჯაჭვსა და ორ β-ჯაჭვს შორის, ხოლო α- და β-ჯაჭვებს შორის ყალიბდება α 1 β 1 და α 2 β 2 ტიპის მრავალი კონტაქტი, რომლებიც წარმოიქმნება ჰიდროფობიური რადიკალების მიერ. არხი რჩება α 1 β 1 და α 2 β 2 შორის.

მიოგლობინისგან განსხვავებით, ჰემოგლობინს ახასიათებს მნიშვნელოვნად დაბალი მიდრეკილება ჟანგბადთან, რაც საშუალებას აძლევს მას ქსოვილებში არსებული ჟანგბადის დაბალი ნაწილობრივი წნევით მისცეს მათ შეკრული ჟანგბადის მნიშვნელოვანი ნაწილი. ჟანგბადი უფრო ადვილად უკავშირდება ჰემოგლობინის რკინას უფრო მაღალი pH მნიშვნელობებით და CO 2 დაბალი კონცენტრაციით, რაც დამახასიათებელია ფილტვის ალვეოლებისთვის; ჰემოგლობინიდან ჟანგბადის გამოყოფას ხელს უწყობს დაბალი pH მნიშვნელობები და ქსოვილებში თანდაყოლილი CO 2 მაღალი კონცენტრაცია.

ჟანგბადის გარდა, ჰემოგლობინი ატარებს წყალბადის იონებს, რომლებიც აკავშირებენ ჰისტიდინის ნარჩენებს ჯაჭვებში. ჰემოგლობინი ასევე ატარებს ნახშირორჟანგს, რომელიც მიმაგრებულია ოთხივე პოლიპეპტიდური ჯაჭვის ტერმინალურ ამინოჯგუფთან, რის შედეგადაც წარმოიქმნება კარბამინოჰემოგლობინი:

ერითროციტებში ნივთიერება 2,3-დიფოსფოგლიცერატი (DFG) არის საკმაოდ მაღალი კონცენტრაციით, მისი შემცველობა იზრდება მაღალ სიმაღლეზე ასვლისას და ჰიპოქსიის დროს, რაც ხელს უწყობს ჟანგბადის გამოყოფას ქსოვილებში ჰემოგლობინიდან. DFG მდებარეობს არხში α 1 β 1 და α 2 β 2 შორის, რომელიც ურთიერთქმედებს β-ჯაჭვების დადებითად ინფიცირებულ ჯგუფებთან. როდესაც ჟანგბადი უკავშირდება ჰემოგლობინს, DPG გადაადგილდება ღრუდან. ზოგიერთი ფრინველის ერითროციტები არ შეიცავს DPG-ს, არამედ ინოზიტოლ ჰექსაფოსფატს, რაც კიდევ უფრო ამცირებს ჰემოგლობინის კავშირს ჟანგბადთან.

2,3-დიფოსფოგლიცერატი (DPG)

HbA - ნორმალური ზრდასრული ჰემოგლობინი, HbF - ნაყოფის ჰემოგლობინი, აქვს მეტი აფინურობა O 2-ის მიმართ, HbS - ჰემოგლობინი ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემიის დროს. ნამგლისებრუჯრედოვანი ანემია არის სერიოზული მემკვიდრეობითი დაავადება, რომელიც დაკავშირებულია ჰემოგლობინის გენეტიკურ ანომალიასთან. ავადმყოფი ადამიანების სისხლში უჩვეულოდ დიდია წვრილი ნამგლის ფორმის სისხლის წითელი უჯრედები, რომლებიც, ჯერ ერთი, ადვილად იშლება და მეორეც, ახშობს სისხლის კაპილარებს. მოლეკულურ დონეზე ჰემოგლობინი S განსხვავდება ჰემოგლობინ A-სგან ერთ ამინომჟავის ნარჩენში β-ჯაჭვების მე-6 პოზიციაში, სადაც გლუტამინის მჟავას ნარჩენის ნაცვლად ვალინი მდებარეობს. ამრიგად, ჰემოგლობინი S შეიცავს ორ უარყოფით მუხტს ნაკლებს, ვალინის გამოჩენა იწვევს მოლეკულის ზედაპირზე "წებოვანი" ჰიდროფობიური კონტაქტის გაჩენას, რის შედეგადაც დეოქსიგენაციის დროს დეოქსიჰემოგლობინის S მოლეკულები ერთმანეთს ეწებება და ქმნის უხსნად არანორმალურად გრძელ ძაფებს. აგრეგატები, რაც იწვევს ერითროციტების დეფორმაციას.

არ არსებობს საფუძველი ვიფიქროთ, რომ არსებობს დამოუკიდებელი გენეტიკური კონტროლი ცილოვანი სტრუქტურული ორგანიზაციის დონის ფორმირებაზე პირველადზე, რადგან პირველადი სტრუქტურა განსაზღვრავს როგორც მეორადს, ასევე მესამეულს და მეოთხეულს (ასეთის არსებობის შემთხვევაში). ცილის ბუნებრივი კონფორმაცია არის თერმოდინამიკურად ყველაზე სტაბილური სტრუქტურა მოცემულ პირობებში.

ლექცია #3

თემა: "ამინომჟავები - სტრუქტურა, კლასიფიკაცია, თვისებები, ბიოლოგიური როლი"

ამინომჟავები - აზოტის შემცველი ორგანული ნაერთები, რომელთა მოლეკულები შეიცავს ამინოჯგუფს -NH2 და კარბოქსილის ჯგუფს -COOH.

უმარტივესი წარმომადგენელია ამინოეთანომჟავა H2N - CH2 - COOH

ამინომჟავების კლასიფიკაცია

არსებობს ამინომჟავების 3 ძირითადი კლასიფიკაცია:

ფიზიკურ-ქიმიური - ამინომჟავების ფიზიკურ-ქიმიურ თვისებებში განსხვავებების საფუძველზე

• 
  ჰიდროფობიური ამინომჟავები (არაპოლარული). რადიკალების კომპონენტები ჩვეულებრივ შეიცავს ნახშირწყალბადების ჯგუფებს, სადაც ელექტრონის სიმკვრივე თანაბრად ნაწილდება და არ არის მუხტები და პოლუსები. ელექტრონეგატიური ელემენტები შეიძლება ასევე იყოს წარმოდგენილი მათ შემადგენლობაში, მაგრამ ისინი ყველა ნახშირწყალბადის გარემოშია.
• 
  ჰიდროფილური (პოლარული) ამინომჟავები . ასეთი ამინომჟავების რადიკალები შეიცავს პოლარულ ჯგუფებს: -OH, -SH, -CONH2
• 
  უარყოფითად დამუხტული ამინომჟავები. მათ შორისაა ასპარტინის და გლუტამინის მჟავები. მათ აქვთ დამატებითი COOH ჯგუფი რადიკალში - ნეიტრალურ გარემოში იძენენ უარყოფით მუხტს.
• 
  დადებითად დამუხტული ამინომჟავები : არგინინი, ლიზინი და ჰისტიდინი. რადიკალში აქვთ დამატებითი NH 2 ჯგუფი (ან იმიდაზოლის რგოლი, როგორიცაა ჰისტიდინი) - ნეიტრალურ გარემოში იძენენ დადებით მუხტს.

ბიოლოგიური კლასიფიკაცია – შესაძლო სინთეზი ადამიანის სხეულში

• 
  Შეუცვლელიამინომჟავებს, მათ ასევე უწოდებენ "არსებითი". ისინი არ სინთეზირდება ადამიანის ორგანიზმში და უნდა იქნას მიღებული საკვებიდან. მათი კიდევ 8 და 2 ამინომჟავა ნაწილობრივ აუცილებელია.

შეუცვლელი:მეთიონინი, თრეონინი, ლიზინი, ლეიცინი, იზოლეიცინი, ვალინი, ტრიპტოფანი, ფენილალანინი.

ნაწილობრივ შეუცვლელი: არგინინი, ჰისტიდინი.

• 
  ურთიერთშემცვლელი(შეიძლება ადამიანის ორგანიზმში სინთეზირება). მათგან 10-ია: გლუტამინის მჟავა, გლუტამინი, პროლინი, ალანინი, ასპარტინის მჟავა, ასპარაგინი, ტიროზინი, ცისტეინი, სერინი და გლიცინი.

ქიმიური კლასიფიკაცია - ამინომჟავის რადიკალის (ალიფატური, არომატული) ქიმიური სტრუქტურის შესაბამისად.

ამინომჟავები კლასიფიცირდება სტრუქტურული მახასიათებლების მიხედვით.

1. ამინო და კარბოქსილის ჯგუფების შედარებითი პოზიციიდან გამომდინარე, ამინომჟავები იყოფა α-, β-, γ-, δ-, ε- და ა.შ.

ამინომჟავების საჭიროება მცირდება: თანდაყოლილი დარღვევებით, რომლებიც დაკავშირებულია ამინომჟავების შეწოვასთან. ამ შემთხვევაში ზოგიერთმა ცილოვანმა ნივთიერებამ შეიძლება გამოიწვიოს ორგანიზმის ალერგიული რეაქციები, მათ შორის კუჭ-ნაწლავის ტრაქტის პრობლემების გაჩენა. ქავილიდა გულისრევა.
ამინომჟავების მონელება

ამინომჟავების ასიმილაციის სიჩქარე და სისრულე დამოკიდებულია მათ შემცველი პროდუქტების ტიპზე. კვერცხის, უცხიმო ხაჭოს, მჭლე ხორცისა და თევზის ცილაში შემავალი ამინომჟავები კარგად შეიწოვება ორგანიზმის მიერ.

ამინომჟავები ასევე სწრაფად შეიწოვება პროდუქტების სწორი კომბინაციით: რძე შერწყმულია წიწიბურას ფაფადა თეთრი პური, ყველა სახის ფქვილი ხორცით და ხაჭოთი.
ამინომჟავების სასარგებლო თვისებები, მათი გავლენა სხეულზე

თითოეულ ამინომჟავას აქვს საკუთარი გავლენა სხეულზე. ასე რომ, მეთიონინი განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ორგანიზმში ცხიმოვანი ცვლის გასაუმჯობესებლად, იგი გამოიყენება როგორც ათეროსკლეროზის პროფილაქტიკა, ციროზის და ღვიძლის ცხიმოვანი დეგენერაციის დროს.

გარკვეული ნეიროფსიქიატრიული დაავადებების დროს გამოიყენება გლუტამინი, ამინობუტერინის მჟავები. გლუტამინის მჟავა ასევე გამოიყენება სამზარეულოში, როგორც არომატიზატორი. ცისტეინი ნაჩვენებია თვალის დაავადებებისთვის.

სამი ძირითადი ამინომჟავა - ტრიპტოფანი, ლიზინი და მეთიონინი - განსაკუთრებით აუცილებელია ჩვენი ორგანიზმისთვის. ტრიპტოფანი გამოიყენება სხეულის ზრდისა და განვითარების დასაჩქარებლად, ასევე ინარჩუნებს აზოტის ბალანსს ორგანიზმში.

ლიზინი უზრუნველყოფს ორგანიზმის ნორმალურ ზრდას, მონაწილეობს სისხლის წარმოქმნის პროცესებში.

ლიზინისა და მეთიონინის ძირითადი წყაროა ხაჭო, საქონლის ხორცი, თევზის ზოგიერთი სახეობა (ვირთევზა, ღვეზელი, ქაშაყი). ტრიპტოფანი ოპტიმალური რაოდენობით გვხვდება ქვეპროდუქტებში, ხბოს ხორციდა თამაში.გულის შეტევა.

ამინომჟავები ჯანმრთელობის, ენერგიისა და სილამაზისთვის

კუნთების წარმატებული მშენებლობისთვის ბოდიბილდინგში ხშირად გამოიყენება ამინომჟავების კომპლექსები, რომლებიც შედგება ლეიცინის, იზოლეიცინისა და ვალინისგან.

ვარჯიშის დროს ენერგიის შესანარჩუნებლად სპორტსმენები საკვებ დანამატებად იყენებენ მეთიონინს, გლიცინს და არგინინს ან მათ შემცველ პროდუქტებს.

აქტიური ჯანსაღი ცხოვრების წესის მქონე ნებისმიერი ადამიანისთვის საჭიროა სპეციალური საკვები, რომელიც შეიცავს უამრავ აუცილებელ ამინომჟავას შესანიშნავი ფიზიკური ფორმის შესანარჩუნებლად, ძალების სწრაფად აღდგენისთვის, ჭარბი ცხიმის დაწვისთვის ან კუნთების ასაშენებლად.

თანამედროვე ცილოვანი კვების წარმოდგენა შეუძლებელია ცალკეული ამინომჟავების როლის გათვალისწინების გარეშე. პროტეინის მთლიანი დადებითი ბალანსის შემთხვევაშიც კი, ცხოველის ორგანიზმი შეიძლება განიცდიდეს ცილის ნაკლებობას. ეს იმის გამო ხდება, რომ ცალკეული ამინომჟავების შეწოვა ერთმანეთთან არის დაკავშირებული, ერთი ამინომჟავის ნაკლებობამ ან სიჭარბემ შეიძლება გამოიწვიოს მეორის ნაკლებობა.
ზოგიერთი ამინომჟავა არ არის სინთეზირებული ადამიანის ორგანიზმში და ცხოველებში. მათ შეუცვლელს უწოდებენ. მხოლოდ ათი ასეთი ამინომჟავაა. ოთხი მათგანი კრიტიკულია (შემზღუდავი) - ისინი ყველაზე ხშირად ზღუდავენ ცხოველების ზრდა-განვითარებას.
მეთიონინი და ცისტინი არის მთავარი შემზღუდველი ამინომჟავები ფრინველის დიეტაში, ხოლო ლიზინი ღორის დიეტაში. ორგანიზმმა უნდა მიიღოს საკმარისი რაოდენობით ძირითადი შემზღუდველი მჟავა რაციონში, რათა სხვა ამინომჟავები ეფექტურად გამოიყენონ ცილის სინთეზისთვის.

ეს პრინციპი ილუსტრირებულია ლიბიგის ლულით, სადაც ლულის შევსების დონე წარმოადგენს ცხოველის ორგანიზმში ცილის სინთეზის დონეს. ლულის ყველაზე მოკლე დაფა „ზღუდავს“ მასში სითხის შეკავების შესაძლებლობას. თუ ეს დაფა გაგრძელდება, მაშინ ლულაში შენახული სითხის მოცულობა გაიზრდება მეორე შემზღუდველი დაფის დონემდე.
ცხოველების პროდუქტიულობის განმსაზღვრელი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორია მასში შემავალი ამინომჟავების ბალანსი ფიზიოლოგიური მოთხოვნილებების შესაბამისად. არაერთმა კვლევამ აჩვენა, რომ ღორებში, ჯიშისა და სქესის მიხედვით, ამინომჟავების მოთხოვნილება რაოდენობრივად განსხვავდება. მაგრამ არსებითი ამინომჟავების თანაფარდობა 1 გ ცილის სინთეზისთვის იგივეა. არსებითი ამინომჟავების ამ თანაფარდობას ლიზინთან, როგორც მთავარ შემზღუდველ ამინომჟავას, ეწოდება "იდეალური ცილა" ან "იდეალური ამინომჟავის პროფილი". (

ლიზინი

არის ცხოველური, მცენარეული და მიკრობული წარმოშობის თითქმის ყველა ცილის ნაწილი, თუმცა მარცვლეული კულტურების ცილები ღარიბია ლიზინში.

• ლიზინი არეგულირებს რეპროდუქციულ ფუნქციას, მისი ნაკლებობით ირღვევა სპერმის და კვერცხუჯრედის წარმოქმნა.
• აუცილებელია ახალგაზრდა ცხოველების ზრდისთვის, ქსოვილის ცილების ფორმირებისთვის. ლიზინი მონაწილეობს ნუკლეოპროტეინების, ქრომოპროტეინების (ჰემოგლობინის) სინთეზში, რითაც არეგულირებს ცხოველის თმის პიგმენტაციას. არეგულირებს ცილის დაშლის პროდუქტების რაოდენობას ქსოვილებსა და ორგანოებში.
• ხელს უწყობს კალციუმის შეწოვას
• მონაწილეობს ნერვული და ენდოკრინული სისტემების ფუნქციურ აქტივობაში, არეგულირებს ცილებისა და ნახშირწყლების მეტაბოლიზმს, თუმცა ნახშირწყლებთან რეაქციაში ლიზინი მიუწვდომელი ხდება შეწოვისთვის.
• ლიზინი არის საწყისი ნივთიერება კარნიტინის ფორმირებაში, რომელიც მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ცხიმის მეტაბოლიზმში.

მეთიონინი და ცისტინიგოგირდის შემცველი ამინომჟავები. ამავდროულად, მეთიონინი შეიძლება გარდაიქმნას ცისტინად, ამიტომ ეს ამინომჟავები ერთად ნორმალიზდება და დეფიციტის შემთხვევაში მეთიონინის დანამატები შეჰყავთ დიეტაში. ორივე ეს ამინომჟავა მონაწილეობს კანის წარმოებულების - თმის, ბუმბულის წარმოქმნაში; ისინი E ვიტამინთან ერთად არეგულირებენ ღვიძლიდან ზედმეტი ცხიმის გამოდევნას და აუცილებელია უჯრედების, სისხლის წითელი უჯრედების ზრდისა და გამრავლებისთვის. მეთიონინის ნაკლებობით, ცისტინი არააქტიურია. თუმცა, დიეტაში მეთიონინის მნიშვნელოვანი ჭარბი რაოდენობა არ უნდა იყოს დაშვებული.

მეთიონინი

ხელს უწყობს კუნთებში ცხიმის დეპონირებას, აუცილებელია ქოლინის (ვიტამინი B4), კრეატინის, ადრენალინის, ნიაცინის (ვიტამინი B5) ახალი ორგანული ნაერთების ფორმირებისთვის.
დიეტაში მეთიონინის დეფიციტი იწვევს პლაზმის ცილების (ალბუმინის) დონის დაქვეითებას, იწვევს ანემიას (სისხლში ჰემოგლობინის დონის დაქვეითებას), ხოლო E ვიტამინის და სელენის ნაკლებობა ხელს უწყობს კუნთოვანი დისტროფიის განვითარებას. დიეტაში მეთიონინის არასაკმარისი რაოდენობა იწვევს ახალგაზრდა ცხოველების ჩამორჩენას, მადის დაკარგვას, პროდუქტიულობის დაქვეითებას, საკვების ხარჯების მატებას, ცხიმოვან ღვიძლს, თირკმელების ფუნქციის დარღვევას, ანემიას და არასრულ კვებას.
მეთიონინის ჭარბი რაოდენობა აფერხებს აზოტის გამოყენებას, იწვევს დეგენერაციულ ცვლილებებს ღვიძლში, თირკმელებში, პანკრეასში, ზრდის არგინინის, გლიცინის საჭიროებას. მეთიონინის დიდი ჭარბი რაოდენობით, შეინიშნება დისბალანსი (ირღვევა ამინომჟავების ბალანსი, რაც ეფუძნება საკვებში აუცილებელი ამინომჟავების ოპტიმალური თანაფარდობის მკვეთრ გადახრებს), რასაც თან ახლავს მეტაბოლური დარღვევები და ზრდის დათრგუნვა. მაჩვენებელი ახალგაზრდა ცხოველებში.
ცისტინი არის გოგირდის შემცველი ამინომჟავა, ურთიერთშემცვლელი მეთიონინით, მონაწილეობს რედოქს პროცესებში, ცილების, ნახშირწყლებისა და ნაღვლის მჟავების მეტაბოლიზმში, ხელს უწყობს ნივთიერებების წარმოქმნას, რომლებიც ანეიტრალებს ნაწლავის შხამებს, ააქტიურებს ინსულინს, ტრიპტოფანთან ერთად, ცისტინი მონაწილეობს სინთეზში. ნაღვლის მჟავების ღვიძლი, რომელიც აუცილებელია ნაწლავებიდან ცხიმების მონელების პროდუქტების შეწოვისთვის, გამოიყენება გლუტათიონის სინთეზისთვის. ცისტინს აქვს ულტრაიისფერი სხივების შთანთქმის უნარი. ცისტინის ნაკლებობით, აღინიშნება ღვიძლის ციროზი, ახალგაზრდა ცხოველებში ბუმბულის და ბუმბულის ზრდის შეფერხება, ზრდასრულ ფრინველში ბუმბულის სისუსტე და დაკარგვა (მოყრა) და ინფექციური დაავადებებისადმი წინააღმდეგობის დაქვეითება.

ტრიპტოფანი

განსაზღვრავს საჭმლის მომნელებელი ტრაქტის ფერმენტების ფიზიოლოგიურ აქტივობას, უჯრედებში ჟანგვითი ფერმენტები და რიგი ჰორმონები, მონაწილეობს სისხლის პლაზმის ცილების განახლებაში, განსაზღვრავს ენდოკრინული და სისხლმბადი აპარატების ნორმალურ ფუნქციონირებას, რეპროდუქციული სისტემის, გამა გლობულინების, ჰემოგლობინის სინთეზს. , ნიკოტინის მჟავა, თვალის პურპურა და ა.შ. ტრიპტოფანის რაციონში ახალგაზრდა ცხოველების ზრდა შენელდება, კვერცხუჯრედის წარმოება მცირდება, საკვების ხარჯები იზრდება, ენდოკრინული და სასქესო ჯირკვლების ატროფია, სიბრმავე, ვითარდება ანემია (რაოდენობა. მცირდება სისხლის წითელი უჯრედების და ჰემოგლობინის დონე სისხლში), მცირდება სხეულის წინააღმდეგობა და იმუნური თვისებები, მცირდება კვერცხუჯრედების განაყოფიერება და გამოჩეკვება. ღორებში, რომლებიც იკვებებიან ტრიპტოფანით ღარიბი საკვებით, საკვების მიღება მცირდება, მადის დარღვევა, ჯაგარის გაუხეშება და დაღლილობა, აღინიშნება ცხიმოვანი ღვიძლი. ამ ამინომჟავის დეფიციტი ასევე იწვევს სტერილობას, გაღიზიანებას, კრუნჩხვებს, კატარაქტის წარმოქმნას, აზოტის უარყოფით ბალანსს და წონის კლებას. ტრიპტოფანი, როგორც ნიკოტინის მჟავის წინამორბედი (პროვიტამინი), ხელს უშლის პელაგრას განვითარებას.

თავი 2. 2.1. ცილები

1. ნეიტრალური ამინომჟავა არის:

1) არგინინი 4) ასპარტინის მჟავა

2) ლიზინი 5) ჰისტიდინი

2. მონოამინომონოკარბოქსილის ამინომჟავის ბიპოლარული იონი დამუხტულია:

1) უარყოფითი

2) ელექტრული ნეიტრალური

3) დადებითი

შემცირებული ამინომჟავა

H 2 N-CH 2 -(CH 2) 3 -CHNH 2 -COOH

მიეკუთვნება ამინომჟავების ჯგუფს:

1) ჰიდროფობიური

2) პოლარული, მაგრამ დაუმუხტველი

3) დადებითად დამუხტული

4) უარყოფითად დამუხტული

4. მატჩის ნაკრები:

ამინომჟავების რადიკალები ამინომჟავები

ა) ჰისტიდინი

ა) ჰისტიდინი

გ) ფენილალანინი

ე) ტრიპტოფანი

5. იმინომჟავა არის:

1) გლიცინი 4) სერინი

2) ცისტეინი 5) პროლინი

3) არგინინი

6. ამინომჟავები, რომლებიც ქმნიან ცილებს:

1) კარბოქსილის მჟავების α-ამინო წარმოებულები

2) კარბოქსილის მჟავების β-ამინო წარმოებულები

3) უჯერი კარბოქსილის მჟავების α-ამინო წარმოებულები

7. დაასახელეთ ამინომჟავა:

1. დაასახელეთ ამინომჟავა:

9.მატჩის დაყენება:

ამინომჟავების ჯგუფი

4. ციტრულინი მონოამინო მონოკარბოქსილის

5. ცისტინი დიამინმონოკარბოქსილი

6. თრეონინი მონოამინოდიკარბოქსილის

7. გლუტამინის დიამინოდიკარბოქსილი

10. გოგირდის შემცველი ამინომჟავაა:

8. თრეონინი 4) ტრიპტოფანი

9. ტიროზინი 5) მეთიონინი

10. ცისტეინი

11. ცილები არ შეიცავს ამინომჟავებს:

1) გლუტამინი 3) არგინინი

2) γ-ამინობუტირი 4) β-ალანინი

მჟავა 4) თრეონინი

12. ჰიდროქსი ჯგუფი შეიცავს ამინომჟავებს:

1) ალანინი 4) მეთიონინი

2) სერინი 5) თრეონინი

3) ცისტეინი

13. მატჩის ნაკრები:

ელემენტარული ქიმიური შემცველობა

ცილის შემადგენლობა პროცენტებში

1) ნახშირბადი ა) 21-23

2) ჟანგბადი ბ) 0-3

3) აზოტი გ) 6-7

4) წყალბადი 5) 50-55

5) გოგირდი ე) 15-17

14. ბმა არ მონაწილეობს ცილის მესამეული სტრუქტურის ფორმირებაში:

1) წყალბადი

2) პეპტიდი

3) დისულფიდი

4) ჰიდროფობიური ურთიერთქმედება

15. ცილის მოლეკულური წონა მერყეობს:

1) 0,5-1,0 2) 1,0-5 3) 6-10 ათასი კდა

16. ცილის დენატურაციის დროს არ ხდება:

1) მესამეული სტრუქტურის დარღვევები

3) მეორადი სტრუქტურის დარღვევები

2) პეპტიდური ბმების ჰიდროლიზი

4) ქვედანაყოფების დისოციაცია

რაოდენობრივი სპექტროფოტომეტრიული მეთოდი

ცილის განმარტება ეფუძნება მათ უნარს შთანთქას შუქი UV რეგიონში:

1) 280 ნმ 2) 190 ნმ 3) 210 ნმ

ამინომჟავები არგინინი და ლიზინი არიან

ცილების 20-30% ამინომჟავის შემადგენლობა:

1) ალბუმინი 4) ჰისტონები

2) პროლამინები 5) პროტეოიდები

3) გლობულინები

19. კერატინის თმის ცილები მიეკუთვნება ჯგუფს:

1) პროლამინები 4) გლუტელინები

2) პროტამინები 5) გლობულინები

3) პროტეინოიდები

20. სისხლის პლაზმის ცილების 50% არის:

1) α-გლობულინები 4) ალბუმინი

2) β-გლობულინები 5) პრეალბუმინი

3) γ-გლობულინები

21. ევკარიოტული უჯრედების ბირთვებში ძირითადად გვხვდება:

1) პროტამინები 3) ალბუმინები

2) ჰისტონები 4) გლობულინები

22. პროტეინოიდები მოიცავს:

1) ზეინი - სიმინდის თესლის ცილა 4) ფიბროინი - აბრეშუმის ცილა

2) ალბუმინი - კვერცხის ცილა 5) კოლაგენი - ცილოვანი ნაერთი

3)ჰორდეინი - ქერის თესლის ქსოვილის ცილა

ლეონიდ ოსტაპენკო

ჰორმონალური კავშირები

გაირკვა, რომ განშტოებული ჯაჭვის ამინომჟავებს შეუძლიათ არა მხოლოდ თავიდან აიცილონ ცენტრალური დაღლილობა და კუნთების დაშლა, არამედ დატოვონ არასასურველი ჰორმონალური რყევები, რომლებიც გამოწვეულია ინტენსიური ვარჯიშით.

მაგალითად, მარტო ლეიცინს შეუძლია ზრდის ჰორმონის, სომატომედინების და ინსულინის გამოყოფის ან/და გააქტიურების სტიმულირება. მას აქვს პირდაპირი ანაბოლური და ანტი-კატაბოლური ეფექტი კუნთებზე.

1992 წელს ჩატარებულ ექსპერიმენტებში (European Journal of Applied Physiology, 64: 272), მკვლევარებმა საცდელ სპორტსმენებს მიაწოდეს კომერციული დიეტური პროდუქტი, რომელიც შეიცავდა 5,14 გრამ ლეიცინს, 2,57 გრამ იზოლეიცინს და 2,57 გრამ ვალინს (21:272 თანაფარდობა). :1). BCAA-ს გარდა, ამ პროდუქტში შედიოდა 12 გრამი რძის პროტეინი, 20 გრამი ფრუქტოზა, 8,8 გრამი სხვა ნახშირწყლები და 1,08 გრამი ცხიმი.

მეცნიერთა მიზანი იყო დაედგინათ, შეეძლო თუ არა BCAA დანამატს გავლენა მოახდინოს მათი სუბიექტების (მამაკაცი მარათონის მორბენალი) ჰორმონალურ პასუხზე მუდმივი სიჩქარით სირბილის დროს. შედეგების „სუფთა“ შესანარჩუნებლად სპორტსმენებმა ტესტირებამდე 12 საათი იმარხულეს და ტესტირებამდე 90 წუთით ადრე მიიღეს BCAA ნარევები.

ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ ზოგიერთ სუბიექტს განუვითარდა სისხლში BCAA-ების მნიშვნელოვანი ზრდა ნარევის მიღებიდან რამდენიმე საათში. მკვლევარებმა დაასკვნეს, რომ BCAA-ს შეიძლება ჰქონდეს ანტიკატაბოლური ეფექტი, რადგან გაუმჯობესებულია ტესტოსტერონის და კორტიზოლის თანაფარდობა - ანაბოლური სტატუსის მთავარი მაჩვენებელი. მოგეხსენებათ, რომ კორტიზოლი არის ყველაზე ძლიერი კატაბოლური ჰორმონი, რომლის გაზრდილი დონე ორგანიზმში ფაქტიურად „ჭყლაპავს“ თქვენს ძნელად მოპოვებულ კუნთებს.

სხვა კვლევაში (European Journal of Applied Physiology, 65: 394, 1992), მკვლევარებმა თექვსმეტ მთამსვლელს მისცეს სულ 11,52 გრამი BCAA-5,76 გრამი ლეიცინი, 2,88 გრამი იზოლეიცინი და 2,88 გრამი ვალინი ყოველ დღე. ექსპერიმენტის შედეგებმა ბრწყინვალედ დაადასტურა, რომ დიეტური დანამატი BCAA-ებით დაეხმარა კუნთების დაკარგვის თავიდან აცილებას, რადგან ამ 16 ადამიანმა გადაიტანა დამღლელი ლაშქრობა პერუს ანდების გავლით.

პატიოსნად, კარგი თვალსაზრისით, თქვენ შეგშურდებათ ყველა ამ ფეხსაცმლის, მარათონის მორბენალთა და მთამსვლელთა - მათში ყველა მეცნიერია დაკავებული და მხოლოდ უბედური ბოდიბილდერი იძულებულია, საკუთარი საფრთხისა და რისკის ქვეშ, საკუთარ თავში ჩააგდოს ყველაფრის სრულიად წარმოუდგენელი კომბინაციები. წამიერად მიაახლოებდა თავის სანუკვარ მიზანს - გახდი ძლიერი და დიდი! მაგრამ, როგორც ჩანს, ემოციებმა შეგვეშალა და ეს არ შეიძლება სერიოზული საუბრის დროს... დავუბრუნდეთ ჩვენს თემას.

ასე რომ, აღმოჩნდა, რომ BCAA-ს აქვს ანტი-კატაბოლური ეფექტი და, შესაბამისად, შეიძლება ჩაითვალოს ანაბოლური სტიმულაციის გაზრდის ძირითად ფაქტორად. ამის გარკვეული სამეცნიერო მტკიცებულება არსებობს.

ერთ-ერთი სერიოზული ექსპერიმენტი, რომელიც ჩაატარა ამერიკელმა მეცნიერმა ფერანდომ და მისმა კოლეგებმა NASA-ში, ჰიუსტონში, აშშ, გაშუქდა ჟურნალში Parenteral and Enteral Nutrition (JPEN). გაითვალისწინეთ, რომ JPEN, მართლმადიდებელი დიეტოლოგების მიერ დათქმის გარეშე მიღებული პირველი ჟურნალი, შეიცავს უამრავ სტატიას კვების თერაპიის შესახებ, განსაკუთრებით ამინომჟავებთან დაკავშირებით.

ამ ცდამ შეადარა 11 გ BCAA-ს ეფექტი სამი არსებითი ამინომჟავიდან (ტრეონინი, ჰისტიდინი და მეთიონინი) 11 გ-ის ეფექტთან 4 ჯანმრთელ მამაკაცში ცილის სინთეზსა და დაშლაზე. ამ BCAA-ით სასმელის ყოველი დღიური დოზა ასევე მოიცავდა 50 გ ნახშირწყლებს.

ამან გამოიწვია სამი მნიშვნელოვანი დაკვირვება:

Პირველი- ამინომჟავების ნებისმიერი ნაზავით დიეტური დანამატი მნიშვნელოვნად ზრდის (სამიდან ოთხჯერ) სისხლში შესაბამისი ამინომჟავის დონეს.

მეორე- BCAA დანამატმა (მაგრამ არა სხვა ამინომჟავის ფორმულა) მნიშვნელოვნად გაზარდა უჯრედშიდა BCAA კონცენტრაცია კუნთებში.

მესამე(მაგრამ ყველაზე მაღალი მნიშვნელობით) - ამინომჟავების დამატება მნიშვნელოვნად აფერხებს მთელი სხეულის ცილების დაშლას (პროტეოლიზი) - BCAA-ებით უფრო მეტ დაცვას უზრუნველყოფს, ვიდრე "არსებითი" ამინომჟავების ფორმულები.

ჩემი აზრით, ამ გამოცდილების შედეგებით, ჩვენ შეგვიძლია გავიხაროთ სხვა ბევრ ადამიანთან ერთად, რომლებიც დაინტერესებულნი არიან მათი კუნთების ასეთი დაცვით.

კოვზი tar

არ შეიძლება ყველაფერი მშვენივრად მიდიოდეს ყოველთვის. ეს არ ხდება ცხოვრებაში. ეს არ ხდება ბიოქიმიის სამყაროში, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც საქმე ექსპერიმენტებს ეხება.

როგორც უკვე ვიცით, ნერვული რელაქსაცია ითარგმნება ნაადრევ დაღლილობაში ვარჯიშის დროს და ამ მდგომარეობის ერთ-ერთი რეკომენდებული საშუალებაა ვარჯიშის წინ განშტოებული ჯაჭვის ამინომჟავების, ანუ BCAA-ების მიღება. როგორც ზემოთ აღინიშნა, ტრიპტოფანი კონკურენციას უწევს სხვა ამინომჟავებს ტვინში შესვლისთვის და, როგორც წესი, აღემატება დიდ ნეიტრალურ ამინომჟავებს, როგორიცაა BCAA. წარსულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ვარჯიშამდე BCAA დანამატები აყოვნებს ნახშირწყლების, ინსულინის და ტრიპტოფანის ერთობლივ ეფექტს, რითაც ანელებს ცენტრალური ნერვული სისტემის არასასურველ დაღლილობას.

თუმცა, ბოლოდროინდელი კვლევა, საბედნიეროდ, ვირთხებში, ეწინააღმდეგება ამ რეკომენდაციას. ვირთხების ჯგუფმა, რომელიც იღებდა BCAA-ს, აჩვენა დაღლილობის მნიშვნელოვანი დონე ვარჯიშის დროს და მეცნიერებმა დაასკვნეს, რომ BCAA იწვევს ინსულინის უფრო მეტ გამოყოფას, ვიდრე გლუკოზას და ეს იწვევს ნაადრევ დაღლილობას ორი მექანიზმით: 1) გლუკოზის ამოღება სისხლიდან ინსულინით; და 2) ღვიძლის გლიკოგენის დაშლისა და გამოთავისუფლების სიჩქარის შემცირება, რაც საჭიროა სისხლში გლუკოზის სწორი დონის შესანარჩუნებლად.

ჯერჯერობით, ერთადერთი თეორიული გაკვეთილი, რომელიც ამ გამოცდილებიდან უნდა ვისწავლოთ, არის ის, რომ ვარჯიშამდე მაღალი ნახშირწყლებისა და მაღალი BCAA-ების კომბინაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ნაადრევი დაღლილობა ვარჯიშის დროს, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ვარჯიში ორ საათზე მეტ ხანს გრძელდება. ვარჯიშის შემდეგ, რა თქმა უნდა, ეს სიტუაცია საპირისპიროდ ვითარდება. სწორედ მაშინ გჭირდებათ ინსულინის მასიური გაძლიერება, რათა ხელი შეუწყოს კუნთების ცილის სინთეზს. სინამდვილეში, თუ თქვენ იღებთ დანამატს, როგორიცაა ერთ-ერთი მეტაბოლური ოპტიმიზატორი, რომელიც მდიდარა ნახშირწყლებით და BCAA-ებით, თქვენ უნდა მიიღოთ იგი ვარჯიშის შემდეგ, თუ გსურთ ვარჯიშის დროს თქვენი ენერგიის მაღალი დონე შეინარჩუნოთ. საბედნიეროდ, ეს მხოლოდ ვარაუდებია და მათ შემოწმება სჭირდებათ, მაგრამ ჯერჯერობით ყველა ელიტარული სპორტსმენი, რომლებიც იღებენ განშტოებული ჯაჭვის ამინომჟავებს ვარჯიშამდე და შემდეგ, აღნიშნეს დადებითი ცვლილებები ენერგიისა და კუნთების მასის შენარჩუნებაში.

როგორ და როდის მივიღოთ BCAA

სტანდარტული რეკომენდაციები იმის შესახებ, თუ როდის უნდა მივიღოთ BCAA არის პერიოდები ვარჯიშის წინ და შემდეგ. ვარჯიშამდე ნახევარი საათის განმავლობაში ძალიან სასარგებლოა ამ ამინომჟავების რამდენიმე კაფსულის მიღება. ისინი დაგაზღვევთ იმ შემთხვევაში, თუ არ გაქვთ საკმარისი გლიკოგენი კუნთებსა და ღვიძლში, რათა არ მოგიწიოთ ფასის გადახდა ღირებული ამინომჟავების დაშლით, რომლებიც ქმნიან თქვენს კუნთოვან უჯრედებს.

ბუნებრივია, ვარჯიშის შემდეგ, როდესაც სისხლში ამინომჟავების და გლუკოზის დონე ძალიან დაბალ დონეს მიაღწევს, ისინი დაუყოვნებლივ უნდა შეივსოს, რადგან მხოლოდ უჯრედის ენერგეტიკული პოტენციალის აღდგენით, შეგიძლიათ იმედი გქონდეთ, რომ ის დაიწყებს გაშლას. პლასტიკური პროცესები, ანუ კონტრაქტული ელემენტების რეგენერაცია და სუპერრეგენერაცია.

ასეთი ანაზღაურებისთვის ყველაზე ხელსაყრელი პერიოდია გაკვეთილიდან პირველი ნახევარი საათი. გაკვეთილის დასრულებისთანავე, მიიღეთ კიდევ რამდენიმე BCAA კაფსულა, რათა ინერციით გაგრძელებული მეტაბოლური პროცესების გაზრდილი ტემპი არ „ამოწუროს“ ღირებული ამინომჟავები, რომლებიც ქმნიან კუნთოვან უჯრედებს ენერგიის ხვრელის აღმოსაფხვრელად.

ლი ჰენი, ერთ-ერთი "გრძელი ღვიძლი" ბატონის ტახტზე. მაგალითად, ოლიმპიამ აიღო ვალინის, ლეიცინის და იზოლეიცინის ნარევი 2:2:1 თანაფარდობით მძიმე ვარჯიშის შემდეგ და აბსოლუტური თვალსაზრისით ეს გამოიხატებოდა 5 გრამ ვალინითა და ლეიცინში, 2,5 გრამ იზოლეიცინში და შემდეგ. აერობული ვარჯიში ეს დოზა შემცირდა ნახევარით.

ზოგიერთი ექსპერტი ვარაუდობს, რომ BCAA დანამატების მიღების იდეალური დროა ჭამის შემდეგ, რაც გეხმარებათ შეინარჩუნოთ ინსულინის დონე მაღალ დონეზე და დაუყოვნებლივ ყოველი ვარჯიშის შემდეგ, რაც აჩქარებს BCAA-ების მიწოდებას თქვენს მშიერ კუნთებში, როდესაც ისინი დაცლილ მდგომარეობაში არიან. . თუმცა, ისინი უნდა იქნას მიღებული კომპლექსურ ნახშირწყლებთან ერთად, მაგრამ არა მარტივი შაქრებით, რომლებიც არაეფექტურია კუნთების გლიკოგენის აღსადგენად. ნებისმიერ შემთხვევაში, არასოდეს უნდა მიიღოთ BCAA უზმოზე - თითქმის ყველა მკვლევარი და პრაქტიკოსი ერთსულოვანია ამ საკითხში.

არის კიდევ რამდენიმე ხრიკი, რომ არ იცოდეთ რომელი BCAA-ს ყველაზე ძლიერი დოზებიც კი არ "ითამაშებს" თქვენს სასარგებლოდ. გთხოვთ გაითვალისწინოთ, რომ ნებისმიერი ამინომჟავის შეწოვის მთავარი ფაქტორი სისხლში შაქრისა და ინსულინის მომატებაა. ეჭვგარეშეა, ინსულინი არის მთავარი ანაბოლური ჰორმონი ორგანიზმში. საკითხავია, რა არის საუკეთესო გზა ინსულინის მაღალი დონის BCAA-ებთან შეთავსებისთვის?

უპირველეს ყოვლისა, დარწმუნდით, რომ მნიშვნელოვანი კოფაქტორები არის თქვენს დიეტასა და დანამატების გეგმაში. ამ კოფაქტორებიდან ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი არის ქრომი, ხოლო ამ მიკროელემენტის ყველაზე სასურველი ფორმაა ქრომის პიკოლინატი. ქრომი ზრდის ინსულინის ეფექტურობას და იმის გამო, რომ ინსულინი ამინომჟავებს გადააქვს თქვენს კუნთებში, თქვენ მიიღებთ იდეალურზე ნაკლებ შედეგებს BCAA-ების მიღებისას ქრომის დეფიციტის დროს.

სხვა მნიშვნელოვანი კოფაქტორებია თუთია, რომელიც არის ინსულინის რეგულატორი, ვიტამინები B6 და B12, რომლებიც მნიშვნელოვანია ცილის მეტაბოლიზმისთვის და ბიოტინი. ამ კოფაქტორების მნიშვნელოვანი ნაწილი მოდის კარგი სუფთა დიეტადან. მიუხედავად ამისა, კარგი იდეაა მიიღოთ კარგი მულტივიტამინის და მულტიმინერალური ფორმულა, როგორც დამცავი ბადე იმ შემთხვევაში, თუ საკმარისად არ მიიღებთ.

რა თქმა უნდა, იმისათვის, რომ BCAA-მ ეფექტურად იმუშაოს, ყურადღება უნდა გაამახვილოთ მათ კომპლექსურ დანამატებზე, რომლებიც მოიცავს სამივე ამინომჟავას. ისინი ყველა ერთდროულად უნდა იმყოფებოდეს, რათა მაქსიმალურად მოხდეს მათი ათვისება კუნთოვანი სისტემის მიერ.

რამდენი მივიღოთ და რომელი ფირმებიდან

ბოლო კითხვა, მაგრამ ყველაზე მნიშვნელოვანი და ყველაზე რთული. არავინ იცის რამდენი აიღოს; არცერთ სამეცნიერო ექსპერიმენტს, რომლის შედეგებსაც გავეცანით, არ შეეძლო არა მხოლოდ კატეგორიულად, არამედ სარეკომენდაციო გეგმაშიც კი დაესახელებინა თანაფარდობა ცალკეულ BCAA-ებს შორის მათ კომპლექსში, ან დღიურ ან ერთჯერადი დოზებით. თითოეული ჩემპიონი, რომელიც მონაწილეობს ამა თუ იმ ამინომჟავის დანამატის რეკლამაში, ამტკიცებს, რომ სწორედ ის, რაც მან მიიღო, საუკეთესოა. მეჩვენება, რომ ეს საკმაოდ ბუნებრივია. ყოველივე ამის შემდეგ, მონელების და ასიმილაციის ინდივიდუალური მახასიათებლები იმდენად სპეციფიკურია თითოეული ადამიანისთვის, რომ ერთ-ერთ თქვენგანს საუკეთესოდ დაეხმარება კომპანიის ამინომჟავების ფორმულა. twinlab, ხოლო მეორე აღფრთოვანებული იქნება ფირმით ვეიდერი, მესამე კი პირში ქაფს გაუკეთებს იმის დასამტკიცებლად რომ კომპანიის ამინომჟავებზე უკეთესი არაფერია მრავალძალა. სასაცილო ის არის, რომ ისინი ყველანი მართლები იქნებიან, რადგან ამინომჟავის ესა თუ ის ფორმულა მშვენივრად „ჯდება“ მისი სხეულის თავისებურებებში!

ამიტომ, ექსპერიმენტი, მეგობრებო, მომავალი თქვენია და გვითხარით, რომელი ფირმების რომელი წამალი მოგეჩვენათ ყველაზე ეფექტური, რა დოზით, დღის რომელ მონაკვეთში და ა.შ. რაც უფრო მეტად შევძლებთ ასეთი მასალების შეგროვებას, მით უფრო ზუსტად შევძლებთ ბოდიბილდერებისთვის ოპტიმალური დოზებისა და რეჟიმის განსაზღვრას.

წარმატებებს გისურვებთ თქვენს კვლევით საქმიანობაში!