БЕЛКИ И АМИНОКИСЛОТЫ

  Когда животное растет, белок непрерывно синтезируется и включается в структуры тела. Однако у взрослого организма количество белка остается более или менее постоянным на протяжении всей жизни. В связи с этим может показаться, что после достижения организмом его окончательных размеров получение белка с пищей становится менее существенным.

Это не так: недостаточное снабжение белками ведет к серьезным расстройствам.
Почему так получается? Казалось бы, будучи однажды включены в состав некоторого органа (например, мышцы), белки должны оставаться там как часть неизменной структуры. Поэтому, когда биохимик Рудольф Шёнхеймер обнаружил, что белки тела постоянно разрушаются и синтезируются вновь, это явилось большой неожиданностью. Шёнхеймер вводил в рацион взрослых крыс аминокислоты, меченные тяжелым изотопом азота I5N, и эти аминокислоты неизменно оказывались включенными в тканевые белки. Таким образом было показано, что клеточные компоненты, которые ранее рассматривались как стабильные структуры, имеют высокую скорость оборота белков (Schoenheimer, 1964).
Не у всех белков скорость оборота одинакова. У человека, например, период полуобновления белков сыворотки крови — около 10 дней, а для структурных белков соединительных тканей это время значительно больше. После того как эти структурные белки сформированы, они остаются относительно стабильными по сравнению с белками таких метаболически активных тканей, как кровь, печень, мышцы и т. д.
Новый белок синтезируется из отдельных аминокислот, а не из частично расщепленных фрагментов других белковых молекул. У взрослого человека синтезируется и разрушается около 400 г белка в день, что намного превышает общее суточное потребление белков, которое в среднем варьирует в пределах от 100 до 150 г. Таким образом, в процессе синтеза используются не только аминокислоты пищи, но частично и те, которые получаются при расщеплении белка в организме.
Каждый организм содержит большое число различных белков —- структурных компонентов клетки, ферментов и т. п. При этом каждый вид животных или растений имеет белки, которые специфичны только для этого вида, и даже особи в пределах одного вида могут иметь белки с характерными отличиями. Например, группы крови человека связаны с различиями в структуре некоторых белков крови.
В белках обычно встречается всего лишь около 20 различных аминокислот, но поскольку молекула белка может содержать от 100 и менее до многих тысяч аминокислот, практически нет предела числу различных белков, которые могут быть построены из этих 20 основных строительных блоков.
Обычно организм получает нужные ему аминокислоты с белками пищи, но их можно заменить химически чистыми аминокислотами, взятыми в подходящих соотношениях. Однак(2 нет надобности получать извне все эти 20 различных аминокислот. Часть из них может образовываться в организме из других аминокислот* но есть такие, которые не могут синтезироваться организмом животного и должны поступать с пищей. Эти последние называются незаменимыми аминокислотами.
Термины «заменимые» и «незаменимые» указывают лишь на то* должны ли эти аминокислоты обязательно содержаться в пище, но ничего не говорят о том, насколько они важны для организма. Заменимые аминокислоты на самом деле так же важны, как и другие структурные компоненты белков. Они даже, по-видимому, настолько важны, что рискованно полагаться на их содержание в пище, и организм не может обойтись без механизма для их синтеза.
Из 20 с небольшим обычных аминокислот для крыс незаменимыми являются 10 (табл. 5.4) (Rose, 1938). Исключение любой из них (кроме аргинина) вызывает глубокие расстройства.

При
Таблица 5.4
Классификация аминокислот по отношению к пищевым потребностям крыс

Незаменимые			Заменимые
Лизин	Изолейцин	Глицин	Глутаминовая
Триптофан	Треонин	Аланин	кислота
Гистидин	Метионин	Серин	Пролин
Фенилаланин	Валин	Иорлейцин	Цитруллин
Лейцин	Аргинин1 gt;	Аспарагиновая кислота	Тирозин Цистеин
) Аргинни может синтезироваться, но скорость его синтеза недостаточна для того чтобы обеспечить нормальный рост.

отсутствии аргинина рост крыс замедляется, но аргинин все-таки может синтезироваться в организме, хотя и не так быстро, как это нужно для оптимального роста. У человека и других млекопитающих потребности такие же, за исключением того, что взрослым людям не нужен гистидин, хотя он, по-видимому, требуется всем другим изученным высшим животным (Rose, 1949). Особенно поражает то, что у рыб, многих насекомых и даже простейших потребности в незаменимых аминокислотах практически перекрываются (Тагг, 1958; Taylor, Medici, 1966).
Растения в отличие от животных синтезируют белки из неорганического азота (аммонийных солей или нитратов), а некоторые микробы могут использовать даже молекулярный азот. Азотфик- сирующие бактерии содержатся в корневых клубеньках клевера и других бобовых, которые в связи с этим особенно важны для повышения белкового выхода сельскохозяйственной продукции.
Мы уже упоминали, что термиты и другие сверлящие древесину насекомые используют азотфиксирующих бактерий кишечника, ¦чтобы обеспечить себе добавку к тому чрезвычайно малому количеству белка, которое имеется в их пище. Возможно, что пользу из азотфиксирующих бактерий извлекает гораздо большее число животных, которые сами не способны утилизировать молекулярный азот. С этим связана, в частности, высокая биологическая продуктивность коралловых рифов, поражавшая биологов в течение многих лет. Для тропических водных масс характерно очень низкое содержание растворенных питательных веществ, и, что особенно важно, низкое содержание связанного азота часто бывает главным фактором, лимитирующим продуктивность фитопланктона. Как выяснилось, при обтекании водой мелководных коралловых рифов в ней заметно возрастает содержание азота, и за это ответственна главным образом азотфиксирующая сине-зеленая водоросль Colothrix. Без ее помощи в снабжении азотом было бы трудно объяснить высокую продуктивность рифовых сообществ (Webb et al„ 1975).
В конечном счете все животные белки имеют растительное происхождение. Это относится даже к белкам, синтезируемым из аммиака и мочевины в рубце жвачных, так как без микробов этот синтез не имел бы места. Микробный синтез белка в рубце имеет одно интересное следствие: он делает жвачных независимыми от содержания в пище незаменимых аминокислот, поскольку они синтезируются микроорганизмами. Жвачные не нуждаются в получении таких аминокислот с пищей, хотя для метаболизма они ¦столь же необходимы (Loosli et al., 1949; White et al., 1964).

Еще по теме БЕЛКИ И АМИНОКИСЛОТЫ:

1. 2. Биосинтез аминокислот почвенными микроорганизмами.
2. РОД БЕЛКИ GENUS SCIURUS
3. РОД АФРИКАНСКИЕ БЕЛКИ GENUS EPIXERUS
4. РОД МАЛАЙСКИЕ БЕЛКИ GENUS LARISCUS
5. КОРМА, ПЕРЕРАБОТКА КОРМОВ, ПИЩЕВАРЕНИЕ
6. Пептидная теория строения белка
7.   3. БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КРОВИ  
8. Выводы
9. Семейство беличьи Familia Sciuridae
10. АЗОТ
11. АММОНИФИКАЦИЯ
12. Аммонификация
13. БОЛЕЗНИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ И ЭНДОКРИННЫХ ОРГАНОВ
14. ИССЛЕДОВАНИЯ БЕЛКОВ КАРТОФЕЛЯ
15. Связывание токсикантов белками крови. 
16. ПОБЕДНОЕ ШЕСТВИЕ ДАРВИНИЗМА
17. Методы эволюционной биохимии
18. КРУГОВОРОТ СЕРЫ
19. Желудок
20. Выводы