Аминокислоты – органические соединения, «строительный материал» для белков. Молекула аминокислоты небольшая и состоит из 10–30 атомов. Сегодня учёным известно около 500 аминокислот. При построении белков организма используется только около 20. Их называют основными или стандартными.
Строение
Молекула аминокислоты содержит углеродный атом, который связан с атомом водорода, карбоксильной и аминной группами и группой атомов, отличающих одну аминокислоту от другой. Наличие кислотной (карбоксильной) и основной (аминной) групп определяет способность соединения проявлять как щелочные, так и кислотные свойства.
Как из аминокислот получаются пептиды и белки
Аминокислоты соединяются друг с другом с образованием пептидных связей («пептос» – «сваренный», «переваренный»). Молекула разрастается в обе стороны, образуя полимер («полимерос» – «состоящий из многих частей»). При небольшом количестве аминокислот в составе полимера получается пептид. Соединения с десятками и даже тысячами аминокислот образуют полипептид или белок.
«Зеркальные» аминокислоты
Открытие «зеркальности» аминокислот принадлежит Луи Пастеру. Стандартные аминокислоты (за исключением глицина) могут формироваться в виде двух зеркально-симметричных форм. Два типа изомеров назвали D- и L-формами («dexter» – «правый, «laevus» – «левый»).
Все белки содержат только один тип аминокислот – «левый». Человек не смог бы переварить продукты, построенные не из «левых», а из «правых» аминокислот.
Некоторые организмы умеют синтезировать «зеркальные отражения» аминокислот, однако в свои белки их не пускают, а используют в качестве «химического оружия» для отпугивания конкурентов.
Специалисты научились использовать свойства зеркальных аминокислот для борьбы с вирусами и бактериями и ввели их в разряд антибиотиков.
Названия аминокислот
Свои «имена» аминокислоты получили в большинстве случаев по первоисточнику, в котором были обнаружены:
- Аспарагус (спаржа) – аспарагин.
- Клейковина зерна («gluten» – «клей») – глутаминовая кислота.
- Камни мочевого пузыря («цистис» – «пузырь») – цистеин.
- Молочный белок («тирос» – «сыр») – тирозин.
- Соль серебра («argentum» – «серебро») – аргинин.
- Белки шёлка («гистос» – «ткань», «sericus» – «шёлковый») – гистидин и серин.
Глицин назван так за сладкий вкус («гликис» – «сладкий»), лейцин – за цвет («лейкос» – «белый»), а лизин – за хорошую растворимость в воде («лизис» – «растворение»).
Роль аминокислот в поддержании здоровья человека
Практически все аминокислоты обладают лечебными свойствами:
- Глицин снимает психоэмоциональное напряжение, стимулирует умственную работоспособность.
- Аланин стабилизирует уровень глюкозы в крови.
- Серин способствует выработке гормона счастья серотонина.
- Треонин отвечает за рост и особенно важен для детей.
- Метионин и цистеин выводят токсины и тяжёлые металлы.
- Валин помогает при повышенной чувствительности к перепадам температуры.
- Лейцин устраняет отёки, стимулирует секрецию инсулина.
- Изолейцин способствует синтезу гемоглобина, укрепляет наружный слой кожи (эпидермис).
- Фенилаланин подавляет аппетит.
- Тирозин положительно влияет на работу гипофиза и щитовидной железы.
- Гистидин, триптофан и аспарагин повышают иммунитет и нормализуют нервную систему.
- Глутаминовая кислота питает головной мозг, повышает проницаемость мышечных клеток для ионов калия.
- Глутамин подавляет гормон стресса кортизол, способствует восстановлению белка в мышцах после усиленных тренировок.
- Аргинин препятствует росту опухолей.
- Лизин подавляет вирусы и принимает участие в выработке гормонов, ферментов и коллагена.
Продукты – лидеры по содержанию аминокислот
Для нормального функционирования человеческому организму необходимы незаменимые и заменимые аминокислоты. Заменимые организм способен синтезировать сам, а незаменимые могут поступать только с пищей.
Установлено, что больше всего этих ценных для человеческого организма веществ содержится в:
- Мясе и рыбе.
- Яйцах.
- Орехах.
- Сое и бобовых.
- Цельном зерне.
- Молочных продуктах.
- Грибах.
- Овощах, зелени, фруктах и ягодах.
«Свои» и «чужие»
Белки пищи, попадая в организм человека, расщепляются до аминокислот. Работа иммунной системы проявляется в выявлении «чужих» белков, их блокировке и уничтожении («immunis» – «избавленный от чего-либо»).
Собственные белки организма также постоянно распадаются и воссоздаются вновь. Переваривание «своих» и «чужих» белков обеспечивает стабильность организма и его непрерывное обновление.
Как растения синтезируют аминокислоты
В отличие от животных и человека, зелёные растения не способны «переваривать» органические вещества. Они «высасывают» из почвы необходимые для питания микроэлементы в виде растворов и способны сами синтезировать из них аминокислоты, а затем и свои белки.
Изучив особенности минерального питания растений, биологи нашли способ разведения их без почвы. Так родилась гидропоника – система искусственного выращивания растений в особых минеральных субстратах.
Другие факты об аминокислотах
- 12 различных аминокислот достаточно, чтобы построить 10,3 тысячи видов белковых молекул. Много это или мало? Если бы удалось взять по одной молекуле каждого вида и сложить их вместе, они бы весили 10280 г (планета Земля весит 1027 г).
- Все белки состоят только из L-аминокислот («левых»).
- D- и L-аминокислотные формы способны медленно превращаться друг в друга. Учёные используют это свойство для определения возраста ископаемых остатков.
- Порядок аминокислот в структуре белка кодируется генами и передаётся с помощью молекул ДНК по наследству.
- 35% мышц в организме состоят из лейцина, изолейцина и валина.
- Тирозин называют «творческой» аминокислотой, так как от неё зависит работа мозга и способность фантазировать и масштабно мыслить.
- Тирозин отвечает за выработку меланина – пигмента чёрного или бурого цвета. При нехватке меланина рождаются альбиносы – организмы, лишённые пигмента.
- Работа иммунной системы по обнаружению и разложению чужеродных организму белков до аминокислот может не только помочь, уничтожив вирусы и бактерии, но и навредить. Так, чтобы при трансплантации органов «чужие» клетки прижились в организме, иммунную систему «обманывают», отключая её при помощи медикаментов.
