Аминокислоты. Всё, что нужно знать.

• Классификация
• Незаменимые аминокислоты
• Условно незаменимые аминокислоты
• Заменимые аминокислоты
• Источники аминокислот
• Аминокислоты в растениях
• Продукты с высоким содержанием белка (таблица)

• Литература

Аминокислота — это фундаментальная молекула, которая служит строительным блоком для белков. Существует 20 различных аминокислот. Белок состоит из одной или нескольких цепочек аминокислот (называемых полипептидами), последовательность которых закодирована в гене. Одни аминокислоты могут синтезироваться в организме, а другие (незаменимые аминокислоты) не могут и должны поступать с пищей.

В химии аминокислота представляет собой органическое соединение, которое содержит функциональную группу как амино (-NH2), так и карбоновой кислоты (-COOH), отсюда и название аминокислоты.

Белки представляют собой большие сложные молекулы, которые играют множество важных функций в организме. Они имеют решающее значение для большей части работы, выполняемой клетками, и необходимы для структуры, функционирования и регуляции тканей и органов организма. Белок состоит из одной или нескольких длинных свернутых цепочек аминокислот (каждая из которых называется полипептидом), последовательность которых определяется последовательностью ДНК гена, кодирующего белок.

В человеческом организме насчитывается около 20 000 уникальных генов, кодирующих более 100 000 уникальных белков. Хотя в природе встречаются сотни аминокислот, для производства всех белков, содержащихся в организме человека и большинства других форм жизни, требуется всего около 20 аминокислот. Все эти 20 аминокислот являются L-изомерами, альфа-аминокислотами.

Следует отметить, что аминокислоты селеноцистеин и пирролизин считаются 21-й и 22-й аминокислотами соответственно. Это недавно открытые аминокислоты, которые могут включаться в белковые цепи во время рибосомного синтеза белка.

Хотя для синтеза белка человека требуется двадцать аминокислот, люди могут синтезировать только около половины этих необходимых строительных блоков. Люди и другие млекопитающие имеют только генетический материал, необходимый для синтеза ферментов, присутствующих в путях биосинтеза заменимых аминокислот. Вероятно, в удалении длинных путей, необходимых для синтеза незаменимых аминокислот с нуля, есть эволюционное преимущество. Потеряв генетический материал, необходимый для синтеза этих аминокислот, и полагаясь на окружающую среду для обеспечения этих строительных блоков, эти организмы могут снизить расход энергии, особенно при воспроизведении своего генетического материала. Эта ситуация дает преимущество в выживании; однако это также создает зависимость от других организмов в отношении основных материалов, необходимых для синтеза белка.

Классификация

О классификации незаменимых и заменимых аминокислот впервые сообщили в исследованиях питания, проведенных в начале 1900-х годов. Одно исследование (Роуз, 1957) показало, что человеческий организм способен поддерживать баланс азота при диете, содержащей всего восемь аминокислот. Эти восемь аминокислот были первой классификацией незаменимых аминокислот. Исследователи обнаружили что, когда они удаляли из рациона отдельные незаменимые аминокислоты, испытуемые не могли расти или оставаться в балансе азота. Более поздние исследования показали, что некоторые аминокислоты являются «условно незаменимыми» в зависимости от метаболического состояния субъекта.

Например, хотя здоровый взрослый может быть в состоянии синтезировать тирозин из фенилаланина, у маленького ребенка может не выработаться необходимый фермент (фенилаланингидроксилаза) для выполнения этого синтеза, и поэтому он не сможет синтезировать тирозин из фенилаланина, делая тирозин незаменимой аминокислотой в этих обстоятельствах. Это понятие также появляется при различных болезненных состояниях.

По сути, отклонения от стандартного метаболического состояния здорового взрослого человека могут перевести организм в метаболическое состояние, при котором для баланса азота требуется больше, чем стандартные незаменимые аминокислоты. В общем, оптимальное соотношение незаменимых и заменимых аминокислот требует баланса, зависящего от физиологических потребностей, которые различаются у разных людей.

Нахождение оптимального соотношения аминокислот в общем парентеральном питании при заболеваниях печени или почек является хорошим примером того, что различные физиологические состояния требуют разного потребления питательных веществ. Таким образом, термины «незаменимые аминокислоты» и «заменимые аминокислоты» могут вводить в заблуждение, поскольку все аминокислоты могут быть необходимы для обеспечения оптимального здоровья.

Незаменимые аминокислоты

Незаменимые аминокислоты, представляют собой аминокислоты, которые люди не могут синтезировать из промежуточных продуктов метаболизма. Эти аминокислоты должны поступать из пищи, поскольку в человеческом организме отсутствуют метаболические пути, необходимые для синтеза этих аминокислот. К незаменимым аминокислотам относятся:

• Валин (Val)
• Изолейцин (Ile)
• Лейцин (Leu)
• Лизин (Lys)
• Метионин (Met)
• Треонин (Thr)
• Триптофан (Trp)
• Фенилаланин (Phe)
• Гистидин (His)

С точки зрения питания, девять незаменимых аминокислот можно получить из одного полноценного белка. Полноценный белок по определению содержит все незаменимые аминокислоты. Полноценные белки обычно получают из источников питания животного происхождения.

Условно незаменимые аминокислоты

• Тирозин (Tyr)
• Аланин (Ala)

Заменимые аминокислоты

• Аргинин (Arg)
• Аспарагин (Asn)
• Аспарагиновая кислота (Asp)
• Глутамин (Gln)
• Глутаминовая кислота (Glu)
• Глицин (Gly)
• Орнитин (Orn)
• Пролин (Pro)
• Селеноцистеин (Sec)
• Серин (Ser)
• Цистеин (Cys)
• Пирролизин (не используется в синтезе белка человека)

Источники аминокислот

Любая пища, содержащая белки, является источником аминокислот. Все протеины, поступающие в ЖКТ, распадаются на аминокислоты. Поэтому теоретически любые продукты, богатые протеинами, являются источниками аминокислот. Белки животного происхождения являются полноценными, так как содержат весь перечень незаменимых аминокислот. Среди неполноценных, абсолютное большинство растительных белков.

Следует знать, что протеины животного происхождения усваиваются на 70–98%, растительные – не больше чем на 50%.

Аминокислоты в растениях

Для насыщения организма незаменимыми аминокислотами рекомендуется употреблять самую разнообразную растительную пищу:

• авокадо, рис, подсолнечник, морские водоросли, кунжут, тыкву, кресс-салат, финики, чернику, яблоки, оливки, бананы, – источники лейцина;
• кешью, овес, рожь, чернику, капусту, кунжут, подсолнечник, шпинат, тыкву, клюкву, – источники изолейцина;
• овес, инжир, тофу, шпинат, кресс-салат, грибы, морские водоросли, тыкву, кабачки, авокадо, сельдерей, лук, морковь, яблоки, – для получения триптофана;
• растительные масла, подсолнечник, чиа, овес, бразильские орехи, морские водоросли, рис, инжир, какао, лук, – источники метионина;
• авокадо, кресс-салат, чиа, спирулину, сою, петрушку, миндаль, – источники лизина;
• спирулину, морские водоросли, тыкву, рис, миндаль, инжир, ягоды, зелень, – источники фенилаланина;
• кресс-салат, кунжут, спирулину, миндаль, растительные масла, тыкву, подсолнечник, инжир, изюм, проросшую пшеницу, – источники треонина;
• шпинат, брокколи, авокадо, яблоки, клюкву, апельсины, чернику, абрикосы, – поставщики валина.

В целом же больше всего аминокислот содержат бобовые, орехи, цельные злаки и семечки.

Продукты с высоким содержанием белка (таблица)

Литература

1. Аминокислоты. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Amino-Acids
2. Биохимия, незаменимые аминокислоты. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557845/
3. Аминокислоты. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/22243-amino-acids