Alla proteiner i vår kropp är byggda av aminosyror. Det finns många proteiner i kroppen, och det finns bara 20 byggstenar - aminosyrorna som de består av. Således skiljer sig proteiner från varandra i en uppsättning aminosyror och deras sekvens. Cystein är en av de 20 aminosyrorna.
Cysteine – vad är det?
Cysteine är en alifatisk svavelh altig aminosyra. Alifatisk - innehåller endast mättade bindningar. Liksom alla aminosyror inkluderar formeln för cystein en karboxyl (-COOH) och aminogrupp (-NH2), såväl som en unik tiol (-SH). Tiolgruppen (ett annat namn är sulfhydryl) inkluderar en svavelatom och en väteatom.
Den molekylära kemiska formeln för cystein är C3H7NO2S. Molekylvikt - 121,
Formel för aminosyran cystein
För att skildra strukturen hos aminosyror används olika formler. Nedan finns flera alternativ för att skriva strukturformeln för cystein.
Alla aminosyror har amino- och karboxylgrupper bundna till α-kolatomen och skiljer sig endast i strukturen av radikalen bunden till samma kolatom. Till exempel nedan är strukturformlerna för alanin, cystein och glycin, serin och cystin.
Alla aminosyror har samma ryggrad och olika radikaler. Det är radikalens struktur som ligger till grund för kvalificeringen av aminosyror och bestämmer egenskaperna hos själva molekylen. I cystein är den radikala formeln CH2-SH. Denna radikal tillhör gruppen polära, oladdade, hydrofila radikaler. Detta innebär att delar av proteinet som innehåller cystein kan tillsätta vatten (hydrat) och interagera med andra delar av proteinet, som också innehåller aminosyror med hydrofila grupper, med hjälp av vätebindningar.
Cysteine innehåller en unik tiolgrupp
Cysteine är en unik aminosyra. Det är den enda bland de 20 naturliga aminosyrorna som innehåller en tiolgrupp (-HS). Tiolgrupper kan genomgå oxidativa och reduktionsreaktioner. När tiolgruppen av cystein oxideras bildas cystin - en aminosyra som består av två cysteinrester sammankopplade med en disulfidbindning. Reaktionen är reversibel - återställandet av disulfidbindningen regenererar två cysteinmolekyler. Cystindisulfidbindningar är avgörande för att bestämma strukturerna hos många proteiner.
Oxidation av tiolgruppen av cystein leder till bildandet av en disulfidbindning med en annantiol, under ytterligare oxidation bildas sulfin- och sulfonsyror.
På grund av sin förmåga att ingå redoxreaktioner har cystein antioxidantegenskaper.
Cystein är en komponent i proteiner
Aminosyror som utgör proteiner kallas proteinogena. Som redan nämnts finns det 20 av dem, och cystein är en av dem. För att bilda den primära strukturen av ett protein, sammanfogas aminosyror för att bilda en lång kedja. Kopplingen uppstår på grund av grupperna i skelettet av aminosyror, radikaler deltar inte i detta. Bindningen mellan aminosyror bildas av karboxylgruppen i en aminosyra och aminogruppen i en annan aminosyra. En bindning som bildas på detta sätt mellan två aminosyror kallas en peptidbindning.
Figuren visar formeln för tripeptiden alanin cysteinephenylalanine och schemat för dess bildning.
Den minsta peptiden i kroppen är glutation, som består av endast två aminosyror, inklusive cystein. Två aminosyror kopplade samman kallas en dipeptid, tre kallas en tripeptid. Här är en annan formel för en tripeptid av alanin, lysin och cystein.
Ämnen som innehåller från 10 till 40 aminosyror kallas polypeptider. Proteiner i sig innehåller mer än 40 aminosyrarester. Cystein är en komponent i många peptider och proteiner, såsom insulin.
Källor till cystein
Varje dag bör en person konsumera 4,1 mg cystein per 1 kg kroppsvikt. Det vill säga i människokroppensom väger 70 kg bör få 287 mg av denna aminosyra per dag.
En del av cystein kan syntetiseras i kroppen, en del kommer från mat. Följande är en lista över livsmedel som innehåller den maximala mängden aminosyra.
| Cysteininnehåll i produkter | |
| Produkt | Cysteineh alt per 100 g produkt, mg |
| Sojaprodukter | 638 |
| nötkött och lamm | 460 |
| Frö (solros, vattenmelon, sesam, lin, pumpa) och nötter (pistasch, tall) | 451 |
| Kycklingkött | 423 |
| Havre och havrekli | 408 |
| Fläsk | 388 |
| Fisk (tonfisk, lax, abborre, makrill, hälleflundra) och skaldjur (musslor, räkor) | 335 |
| Ost, mejeriprodukter och ägg | 292 |
| Bönor (kikärter, bönor, bönor, linser) | 127 |
| Spannmål (bovete, korn, ris) | 120 |
Dessutom finns cystein i röd paprika, vitlök, lök, mörka bladgrönsaker - brysselkål, broccoli.
Producera kosttillskott, såsom L-cysteinhydroklorid, N-acetylcystein. Den andra är mer löslig och är lättare för kroppen att absorbera.
Inom industrin erhålls L-cystein genom hydrolys från fågelfjädrar, borst och människohår. En dyrare syntetisk L-cystein tillverkas, lämplig för muslimska och judiska livsmedelsföreskrifter (i enlighet medreligiösa aspekter).
Cysteinesyntes i kroppen
Cystein, tillsammans med tyrosin, är en villkorligt essentiell aminosyra. Det betyder att de kan syntetiseras i kroppen, men endast från essentiella aminosyror: cystein från metionin, tyrosin från fenylalanin.
För syntesen av cystein behövs två aminosyror - det essentiella metioninet och det icke-essentiella serinet. Metionin är en svavelatomgivare. Cystein syntetiseras från homocystein i två reaktioner katalyserade av pyridoxalfosfat. Genetiska störningar, samt brist på vitaminerna B9 (folsyra), B6 och B12 bly för att störa användningen av enzymet omvandlas homocystein inte till cystein utan till homocystin. Detta ämne ansamlas i kroppen och orsakar en sjukdom som åtföljs av grå starr, benskörhet, mental retardation.
Syntes i kroppen kan vara bristfällig hos äldre och spädbarn, personer med vissa metabola sjukdomar, som lider av malabsorptionssyndrom.
Cysteinesyntesreaktioner
I djurkroppen syntetiseras cystein direkt från serin, och metionin är källan till svavel. Metionin omvandlas till homocystein via mellanprodukterna S-AM och S-AG. S-adenosylmetionin - den aktiva formen av metionin, bildas av kombinationen av ATP och metionin. Fungerar som donator av metylgruppen vid syntesen av olika föreningar: cystein, adrenalin, acetylkolin, lecitin, karnitin.
Som ett resultat av transmetylering omvandlas S-AM till S-adenosylhomocystein (S-AH). Senast under hydrolysbildar adenosin och homocystein. Homocystein kombineras med serin med deltagande av enzymet cystationin-β-syntas med bildandet av tioetercystationin. Cystationin omvandlas till cystein och α-ketobutyrat av enzymet cystationin γ-lyas.
I växter och bakterier sker syntes annorlunda. Olika ämnen, till och med vätesulfid, kan tjäna som en svavelkälla för syntesen av cystein.
Cysteins biologiska roll
På grund av tiolgruppen (-HS) i formeln för cystein bildas disulfidbindningar i proteiner, så kallade disulfidbryggor. Disulfidbindningar är kovalenta, starka. De bildas mellan två cysteinmolekyler i proteinet. Intrakedjebryggor kan bildas inom en enda polypeptidkedja, och interkedjebryggor mellan individuella proteinkedjor. Till exempel, båda typerna av bryggor äger rum i strukturen av insulin. Dessa bindningar upprätthåller proteinets tertiära och kvartära struktur.
Disulfidbindningar innehåller mestadels extracellulära proteiner. Till exempel är denna typ av koppling av stor betydelse för att stabilisera strukturen av insulin, immunglobuliner och matsmältningsenzymer. Proteiner som innehåller många disulfidbryggor är mer motståndskraftiga mot värmedenaturering, vilket gör att de kan behålla sin aktivitet under mer extrema förhållanden.
Funktioner i cysteinformeln ger den antioxidantegenskaper. Cystein spelar rollen som en antioxidant och går in i oxidationsreduktionsreaktioner. Tiolgruppen har därför hög affinitet för tungmetallerproteiner som innehåller cystein binder metaller som kvicksilver, bly och kadmium. pK för cystein i proteinet är sådan att det säkerställer att aminosyran är i den reaktiva tiolatformen, det vill säga att cystein enkelt donerar HS-anjonen.
Cystein är en viktig källa till svavel i ämnesomsättningen.
Funktioner av cystein
På grund av närvaron av en tiolgrupp som lätt reagerar är cystein inblandat i olika processer i kroppen och utför många funktioner.
- Har antioxidantegenskaper.
- Deltager i syntesen av glutation.
- Deltar i syntesen av taurin, biotin, koenzym A, heparin.
- Deltager i bildandet av lymfocyter.
- Det är en del av β-keratin, som är involverat i bildandet av vävnader i huden, håret, slemhinnan i matsmältningssystemet.
- Främjar neutralisering av vissa giftiga ämnen.
Användning av cystein
Cysteine har funnit bred användning inom medicin-, läkemedels- och livsmedelsindustrin.
Cystein används ofta vid behandling av olika sjukdomar:
- För bronkit och emfysem eftersom det tunnar ut slem.
- För reumatoid artrit, vensjukdomar och cancer.
- För tungmetallförgiftning.
Dessutom påskyndar cystein återhämtning efter operationer och brännskador, aktiverar leukocyter.
Cysteine accelererar fettförbränningen och muskeluppbyggnaden, så det används ofta av idrottare.
Aminosyra används som smakämne. Cysteine är en registrerad livsmedelstillsats E920.
