Ցիստեին. նյութի բանաձև և նկարագրություն

2024 Հեղինակ: Angel Austin | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 17:49

Մեր մարմնի բոլոր սպիտակուցները կառուցված են ամինաթթուներից: Օրգանիզմում կան շատ սպիտակուցներ, և կան ընդամենը 20 շինանյութ՝ ամինաթթուներից, որոնցից դրանք կազմված են։Այսպիսով, սպիտակուցները տարբերվում են միմյանցից ամինաթթուների մի շարքով և դրանց հաջորդականությամբ։ Ցիստեինը 20 ամինաթթուներից մեկն է։

Ցիստեին - ինչ է դա:

Ցիստեինը ալիֆատիկ ծծումբ պարունակող ամինաթթու է: Ալիֆատիկ - պարունակում է միայն հագեցած կապեր: Ինչպես ցանկացած ամինաթթու, ցիստեինի բանաձևը ներառում է կարբոքսիլ (-COOH) և ամինո խումբ (-NH_{2), ինչպես նաև եզակի թիոլ (-SH): Թիոլի (այլ անունն է սուլֆիհիդրիլ) խումբը ներառում է ծծմբի ատոմ և ջրածնի ատոմ:}

Ցիստեինի մոլեկուլային քիմիական բանաձևը C₃H₇NO_{2S. Մոլեկուլային քաշ - 121.}

Ամինաթթվի ցիստեինի բանաձև

Ամինաթթուների կառուցվածքը պատկերելու համար օգտագործվում են տարբեր բանաձեւեր։ Ստորև բերված են ցիստեինի կառուցվածքային բանաձևը գրելու մի քանի տարբերակ:

Բոլոր ամինաթթուներն ունեն ամինաթթուներ և կարբոքսիլ խմբեր, որոնք կցված են α-ածխածնի ատոմին և տարբերվում են միայն նույն ածխածնի ատոմին կցված ռադիկալի կառուցվածքով: Օրինակ՝ ստորև ներկայացված են ալանինի, ցիստեինի և գլիցինի, սերինի և ցիստինի կառուցվածքային բանաձևերը:

Որոշ ամինաթթուների կառուցվածքային բանաձևեր

Բոլոր ամինաթթուներն ունեն նույն ողնաշարը և տարբեր ռադիկալներ: Հենց ռադիկալի կառուցվածքն է ընկած ամինաթթուների որակավորման հիմքում և որոշում հենց մոլեկուլի հատկությունները։ Ցիստեինի մեջ արմատական բանաձևը CH_{2-SH է: Այս ռադիկալը պատկանում է բևեռային, չլիցքավորված, հիդրոֆիլ ռադիկալների խմբին։ Սա նշանակում է, որ ցիստեին պարունակող սպիտակուցի հատվածները կարող են ավելացնել ջուր (հիդրատ) և փոխազդել սպիտակուցի այլ հատվածների հետ, որոնք նաև պարունակում են ամինաթթուներ հիդրոֆիլ խմբերի հետ՝ օգտագործելով ջրածնային կապեր։}

Ցիստեինը պարունակում է յուրահատուկ թիոլ խումբ

Ցիստեինը յուրահատուկ ամինաթթու է: Այն միակն է 20 բնական ամինաթթուներից, որը պարունակում է թիոլ (-HS) խումբ։ Թիոլ խմբերը կարող են ենթարկվել օքսիդատիվ և վերականգնողական ռեակցիաների։ Երբ ցիստեինի թիոլ խումբը օքսիդանում է, ձևավորվում է ցիստինը` ամինաթթու, որը բաղկացած է երկու ցիստեին մնացորդներից, որոնք միացված են դիսուլֆիդային կապով: Ռեակցիան շրջելի է. դիսուլֆիդային կապի վերականգնումը վերականգնում է երկու ցիստեին մոլեկուլ: Ցիստինային դիսուլֆիդային կապերը շատ կարևոր են բազմաթիվ սպիտակուցների կառուցվածքը որոշելու համար:

Ցիստեինի թիոլ խմբի օքսիդացումը հանգեցնում է դիսուլֆիդային կապի ձևավորմանը մյուսի հետթիոլ, հետագա օքսիդացման ժամանակ առաջանում են սուլֆինաթթուներ և սուլֆոնաթթուներ։

Օդոքս ռեակցիաների մեջ մտնելու իր ունակության շնորհիվ ցիստեինն ունի հակաօքսիդանտ հատկություն։

Ցիստեինը սպիտակուցների բաղադրիչ է

Սպիտակուցներ կազմող ամինաթթուները կոչվում են պրոտեինոգեն: Ինչպես արդեն նշվեց, դրանք 20-ն են, և դրանցից մեկն է ցիստեինը: Սպիտակուցի առաջնային կառուցվածքը ձևավորելու համար ամինաթթուները միացվում են իրար՝ ձևավորելով երկար շղթա։ Կապը տեղի է ունենում ամինաթթուների կմախքի խմբերի պատճառով, ռադիկալները դրան չեն մասնակցում։ Ամինաթթուների միջև կապը ձևավորվում է մեկ ամինաթթվի կարբոքսիլ խմբի և մեկ այլ ամինաթթվի ամինային խմբի կողմից: Երկու ամինաթթուների միջև այս ձևով ձևավորված կապը կոչվում է պեպտիդային կապ:

Նկարը ցույց է տալիս եռապեպտիդ ալանին ցիստեին ֆենիլալանինի բանաձևը և դրա ձևավորման սխեման:

Մարմնի ամենափոքր պեպտիդը գլուտատիոնն է, որը բաղկացած է ընդամենը երկու ամինաթթուներից, այդ թվում՝ ցիստեինից: Երկու ամինաթթուներ, որոնք կապված են միմյանց հետ, կոչվում են դիպեպտիդ, երեքը կոչվում են տրիպեպտիդ: Ահա ալանինի, լիզինի և ցիստեինի եռապեպտիդի մեկ այլ բանաձև:

10-ից 40 ամինաթթու պարունակող նյութերը կոչվում են պոլիպեպտիդներ: Սպիտակուցներն իրենք պարունակում են ավելի քան 40 ամինաթթուների մնացորդներ։ Ցիստեինը շատ պեպտիդների և սպիտակուցների բաղադրիչ է, ինչպիսին է ինսուլինը:

Ցիստեինի աղբյուրներ

Ամեն օր մարդը պետք է օգտագործի 4,1 մգ ցիստեին 1 կգ մարմնի քաշի դիմաց։ Այսինքն՝ մարդու մարմնում70 կգ քաշ ունեցողը պետք է օրական ստանա 287 մգ այս ամինաթթու:

Ցիստեինի մի մասը կարող է սինթեզվել մարմնում, մի մասը՝ սնունդից։ Ստորև բերված է մթերքների ցանկը, որոնք պարունակում են առավելագույն քանակությամբ ամինաթթու:

Ցիստեինի պարունակությունը արտադրանքներում
Ապրանք	Ցիստեինի պարունակությունը 100 գ արտադրանքի համար, մգ
Սոյայի արտադրանք	638
Տավարի և գառան միս	460
Սերմեր (արևածաղիկ, ձմերուկ, քունջութ, կտավատի, դդում) և ընկույզ (պիստակ, սոճի)	451
Հավի միս	423
Վարսակ և վարսակի թեփ	408
Խոզի միս	388
Ձուկ (թունա, սաղմոն, թառ, սկումբրիա, halibut) և խեցեմորթ (միդիա, ծովախեցգետին)	335
Պանիր, կաթնամթերք և ձու	292
Լոբի (սիսեռ, լոբի, լոբի, ոսպ)	127
Հացահատիկային (հնդկացորեն, գարի, բրինձ)	120

Բացի այդ, ցիստեինը առկա է կարմիր պղպեղի, սխտորի, սոխի, մուգ տերևավոր բանջարեղենի մեջ՝ բրյուսելյան կաղամբ, բրոկկոլի։

Արտադրեք սննդային հավելումներ, ինչպիսիք են L-ցիստեին հիդրոքլորիդը, N-ացետիլցիստեինը: Երկրորդն ավելի լուծվող է և ավելի հեշտ է ներծծվում օրգանիզմի համար։

Արդյունաբերության մեջ L-ցիստեինը ստացվում է հիդրոլիզի միջոցով թռչունների փետուրներից, մազիկներից և մարդու մազերից: Արտադրվում է ավելի թանկ սինթետիկ L-ցիստեին, որը հարմար է մուսուլմանական և հրեական սննդի կանոնակարգերի համար (համաձայն.կրոնական ասպեկտներ).

Ցիստեինի սինթեզ մարմնում

Ցիստեինը, թիրոզինի հետ միասին, պայմանականորեն էական ամինաթթու է: Սա նշանակում է, որ դրանք կարող են սինթեզվել մարմնում, բայց միայն էական ամինաթթուներից՝ ցիստեին՝ մեթիոնինից, թիրոզինը՝ ֆենիլալանինից։

Ցիստեինի սինթեզի համար անհրաժեշտ է երկու ամինաթթու՝ էական մեթիոնինը և ոչ էական սերինը: Մեթիոնինը ծծմբի ատոմի դոնոր է: Ցիստեինը սինթեզվում է հոմոցիստեինից երկու ռեակցիաներով, որոնք կատալիզացվում են պիրիդոքսալ ֆոսֆատով: Գենետիկ խանգարումներ, ինչպես նաև B₉ (ֆոլաթթու), B₆ և B_{12 վիտամինների պակաս ֆերմենտի օգտագործումը խաթարելու համար հոմոցիստեինը վերածվում է ոչ թե ցիստեինի, այլ հոմոցիստինի։ Այս նյութը կուտակվում է օրգանիզմում՝ առաջացնելով հիվանդություն, որն ուղեկցվում է կատարակտով, օստեոպորոզով, մտավոր հետամնացությամբ։}

Օրգանիզմում սինթեզը կարող է թերի լինել տարեցների և նորածինների մոտ, որոշակի նյութափոխանակության հիվանդություններ ունեցող մարդկանց մոտ, ովքեր տառապում են մալաբսսսսսսսսսսսդրոմով:

Ցիստեինի սինթեզի ռեակցիաներ

Կենդանիների օրգանիզմում ցիստեինը սինթեզվում է անմիջապես սերինից, իսկ մեթիոնինը ծծմբի աղբյուրն է։ Մեթիոնինը վերածվում է հոմոցիստեինի S-AM և S-AG միջանկյալ նյութերի միջոցով: S-adenosylmethionine - մեթիոնինի ակտիվ ձևը, որը ձևավորվում է ATP-ի և մեթիոնինի համադրությամբ: Գործում է որպես մեթիլ խմբի դոնոր տարբեր միացությունների սինթեզում՝ ցիստեին, ադրենալին, ացետիլխոլին, լեցիտին, կարնիտին:

Տրանսմեթիլացման արդյունքում S-AM-ը վերածվում է S-ադենոսիլհոմոցիստեինի (S-AH): Վերջին հիդրոլիզի ժամանակձևավորում է ադենոզին և հոմոցիստեին: Հոմոցիստեինը զուգակցվում է սերինի հետ ցիստատիոնին-β-սինթազ ֆերմենտի մասնակցությամբ թիոեթեր ցիստատիոնինի ձևավորմամբ: Ցիստատիոնինը վերածվում է ցիստեինի և α-կետոբուտիրատի ցիստատիոնին γ-լիազա ֆերմենտի միջոցով:

Բույսերի և բակտերիաների մեջ սինթեզը տարբեր կերպ է տեղի ունենում: Տարբեր նյութեր, նույնիսկ ջրածնի սուլֆիդը, կարող են ծառայել որպես ծծմբի աղբյուր ցիստեինի սինթեզի համար։

Ցիստեինի կենսաբանական դերը

Ցիստեինի բանաձևում թիոլային խմբի (-HS) շնորհիվ դիսուլֆիդային կապեր են ձևավորվում սպիտակուցներում, որոնք կոչվում են դիսուլֆիդային կամուրջներ։ Դիսուլֆիդային կապերը կովալենտ են, ամուր։ Նրանք ձևավորվում են սպիտակուցի երկու ցիստեին մոլեկուլների միջև: Ներշղթայական կամուրջները կարող են ձևավորվել մեկ պոլիպեպտիդային շղթայի մեջ, և միջշղթայական կամուրջներ առանձին սպիտակուցային շղթաների միջև: Օրինակ, երկու տեսակի կամուրջները տեղի են ունենում ինսուլինի կառուցվածքում: Այս կապերը պահպանում են սպիտակուցի երրորդական և չորրորդական կառուցվածքը:

Դիսուլֆիդային կապերը հիմնականում պարունակում են արտաբջջային սպիտակուցներ: Օրինակ՝ կապի այս տեսակը մեծ նշանակություն ունի ինսուլինի, իմունոգոլոբուլինների և մարսողական ֆերմենտների կառուցվածքի կայունացման համար։ Բազմաթիվ դիսուլֆիդային կամուրջներ պարունակող սպիտակուցներն ավելի դիմացկուն են ջերմային դենատուրացիայի նկատմամբ, ինչը թույլ է տալիս նրանց պահպանել իրենց ակտիվությունը ավելի ծայրահեղ պայմաններում:

Ցիստեինի բանաձևի առանձնահատկությունները նրան տալիս են հակաօքսիդանտ հատկություններ: Ցիստեինը խաղում է հակաօքսիդանտի դեր՝ մտնելով օքսիդացում-վերականգնման ռեակցիաների մեջ։ Հետևաբար, թիոլի խումբը մեծ կապ ունի ծանր մետաղների նկատմամբցիստեին պարունակող սպիտակուցները կապում են այնպիսի մետաղներ, ինչպիսիք են սնդիկը, կապարը և կադմիումը: Սպիտակուցի մեջ ցիստեինի pK-ն այնպիսին է, որ ապահովում է ամինաթթվի ռեակտիվ թիոլատի ձևը, այսինքն՝ ցիստեինը հեշտությամբ նվիրաբերում է HS անիոնը::

Ցիստեինը նյութափոխանակության մեջ ծծմբի կարևոր աղբյուր է։

Ցիստեինի գործառույթները

Թիոլի խմբի առկայության պատճառով, որը հեշտությամբ արձագանքում է, ցիստեինը մասնակցում է մարմնի տարբեր գործընթացներին և կատարում բազմաթիվ գործառույթներ:

Ունի հակաօքսիդանտ հատկություն։
Մասնակցում է գլուտատիոնի սինթեզին։
Մասնակցում է տաուրինի, բիոտինի, կոֆերմենտի A-ի, հեպարինի սինթեզին։
Մասնակցում է լիմֆոցիտների ձևավորմանը։
Բա-կերատինի մի մասն է, որը մասնակցում է մաշկի, մազերի, մարսողական համակարգի լորձաթաղանթի հյուսվածքների ձևավորմանը։
Խթանում է որոշ թունավոր նյութերի չեզոքացումը։