Protini zote katika mwili wetu zimeundwa kutoka kwa asidi ya amino. Kuna protini nyingi katika mwili, na kuna vizuizi 20 tu vya ujenzi - amino asidi ambazo zinaundwa. Hivyo, protini hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika seti ya amino asidi na mlolongo wao. Cysteine ni mojawapo ya asidi amino 20.
Cysteine - ni nini?
Cysteine ni asidi ya amino aliphatic iliyo na salfa. Aliphatic - iliyo na vifungo vilivyojaa tu. Kama asidi yoyote ya amino, fomula ya cysteine inajumuisha carboxyl (-COOH) na kikundi cha amino (-NH2), pamoja na thiol ya kipekee (-SH). Kundi la thiol (jina lingine ni sulfhydryl) linajumuisha atomi ya sulfuri na atomi ya hidrojeni.
Mchanganyiko wa kemikali ya molekuli ya cysteine ni C3H7NO2S. Uzito wa molekuli - 121.
Mfumo wa amino asidi cysteine
Ili kuonyesha muundo wa amino asidi, fomula tofauti hutumiwa. Zifuatazo ni chaguo kadhaa za kuandika fomula ya muundo wa cysteine.
Amino asidi zote zina vikundi vya amino na kaboksili vilivyoambatishwa kwa atomi ya α-kaboni, na hutofautiana tu katika muundo wa radikali iliyoambatishwa kwa atomi sawa ya kaboni. Kwa mfano, hapa chini kuna fomula za muundo wa alanine, cysteine na glycine, serine na cystine.
Amino asidi zote zina uti wa mgongo sawa na radicals tofauti. Muundo wa radical ndio msingi wa sifa ya amino asidi na huamua sifa za molekuli yenyewe. Katika cysteine, fomula kali ni CH2-SH. Radikali hii ni ya kundi la itikadi kali za polar, zisizo na malipo, za hydrophilic. Hii inamaanisha kuwa sehemu za protini iliyo na cysteine inaweza kuongeza maji (hidrati) na kuingiliana na sehemu zingine za protini, pia iliyo na asidi ya amino na vikundi vya haidrofili, kwa kutumia vifungo vya hidrojeni.
Cysteine ina kundi la kipekee la thiol
Cysteine ni asidi ya kipekee ya amino. Ni pekee kati ya asidi 20 za amino asilia iliyo na kundi la thiol (-HS). Vikundi vya Thiol vinaweza kupata athari za oksidi na kupunguza. Wakati kikundi cha thiol cha cysteine kinaoksidishwa, cystine huundwa - asidi ya amino ambayo ina mabaki mawili ya cysteine yanayounganishwa na dhamana ya disulfide. Mwitikio unaweza kubadilishwa - urejesho wa dhamana ya disulfide hutengeneza tena molekuli mbili za cysteine. Vifungo vya Cystine disulfide ni muhimu katika kubainisha miundo ya protini nyingi.
Oxidation ya kikundi cha thiol cha cysteine husababisha kuundwa kwa dhamana ya disulfide na mwingine.thiol, wakati wa uoksidishaji zaidi, asidi ya sulfini na sulfonic huundwa.
Kutokana na uwezo wake wa kuingia katika athari za redox, cysteine ina mali ya antioxidant.
Cysteine ni sehemu ya protini
Amino asidi zinazounda protini huitwa proteinogenic. Kama ilivyotajwa tayari, kuna 20 kati yao, na cysteine ni mmoja wao. Ili kuunda muundo wa msingi wa protini, asidi ya amino huunganishwa pamoja na kuunda mnyororo mrefu. Uunganisho hutokea kutokana na makundi ya mifupa ya amino asidi, radicals haishiriki katika hili. Uhusiano kati ya amino asidi huundwa na kundi la kaboksili la amino asidi moja na kundi la amino la asidi nyingine ya amino. Kifungo kilichoundwa kwa njia hii kati ya asidi mbili za amino huitwa kifungo cha peptidi.
Kielelezo kinaonyesha fomula ya tripeptide alanine cysteine phenylalanine na muundo wa muundo wake.
Peptidi ndogo zaidi mwilini ni glutathione, ambayo ina amino asidi mbili tu, ikiwa ni pamoja na cysteine. Asidi mbili za amino zilizounganishwa pamoja zinaitwa dipeptide, tatu zinaitwa tripeptide. Hapa kuna fomula nyingine ya tripeptide ya alanine, lysine na cysteine.
Vitu vilivyo na amino asidi 10 hadi 40 huitwa polipeptidi. Protini zenyewe zina zaidi ya mabaki 40 ya asidi ya amino. Cysteine ni sehemu ya peptidi na protini nyingi, kama vile insulini.
Vyanzo vya cysteine
Kila siku mtu anapaswa kutumia 4.1 mg ya cysteine kwa kila kilo 1 ya uzito wa mwili. Hiyo ni, katika mwili wa mwanadamumwenye uzani wa kilo 70 anapaswa kupokea miligramu 287 za asidi ya amino hii kwa siku.
Sehemu ya cysteine inaweza kutengenezwa katika mwili, sehemu hutoka kwa chakula. Ifuatayo ni orodha ya vyakula ambavyo vina kiwango cha juu zaidi cha asidi ya amino.
| Maudhui ya Cysteine katika bidhaa | |
| Bidhaa | Yaliyomo Cysteine kwa 100 g ya bidhaa, mg |
| Bidhaa za soya | 638 |
| Nyama ya ng'ombe na kondoo | 460 |
| Mbegu (alizeti, tikiti maji, ufuta, lin, malenge) na karanga (pistachio, pine) | 451 |
| Nyama ya kuku | 423 |
| Shayiri na pumba za oat | 408 |
| Nguruwe | 388 |
| Samaki (tuna, lax, sangara, makrill, halibut) na samakigamba (kome, kamba) | 335 |
| Jibini, maziwa na mayai | 292 |
| Maharagwe (njegere, maharagwe, maharagwe, dengu) | 127 |
| Nafaka (buckwheat, shayiri, mchele) | 120 |
Aidha, cysteine inapatikana kwenye pilipili nyekundu, vitunguu saumu, vitunguu, mboga za majani meusi - Brussels sprouts, brokoli.
Tengeneza virutubisho vya chakula, kama vile L-cysteine hydrochloride, N-acetylcysteine. Ya pili ni mumunyifu zaidi na ni rahisi kwa mwili kufyonzwa.
Katika viwanda, L-cysteine hupatikana kwa hidrolisisi kutoka kwa manyoya ya ndege, bristles na nywele za binadamu. L-cysteine ya gharama kubwa zaidi hutolewa, inayofaa kwa kanuni za chakula za Waislamu na Kiyahudi (kulingana namambo ya kidini).
Mchanganyiko wa cysteine mwilini
Cysteine, pamoja na tyrosine, ni asidi ya amino muhimu kwa masharti. Hii inamaanisha kuwa zinaweza kuunganishwa katika mwili, lakini tu kutoka kwa asidi muhimu ya amino: cysteine kutoka methionine, tyrosine kutoka phenylalanine.
Kwa usanisi wa cysteine, asidi mbili za amino zinahitajika - methionine muhimu na serine isiyo ya lazima. Methionine ni mtoaji wa atomi ya sulfuri. Cysteine imeundwa kutoka kwa homocysteine katika athari mbili zinazochochewa na pyridoxal phosphate. Matatizo ya vinasaba, pamoja na ukosefu wa vitamini B9 (folic acid), B6 na B12 risasi ili kuvuruga utumiaji wa enzyme, homocysteine inabadilishwa sio cysteine, lakini kwa homocystin. Dutu hii hujikusanya mwilini na kusababisha ugonjwa unaoambatana na mtoto wa jicho, osteoporosis, udumavu wa kiakili.
Muunganisho katika mwili unaweza kuwa na upungufu kwa wazee na watoto wachanga, watu wenye magonjwa fulani ya kimetaboliki, wanaosumbuliwa na ugonjwa wa malabsorption.
Matendo ya awali ya Cysteine
Katika mwili wa mnyama, cysteine huunganishwa moja kwa moja kutoka kwa serine, na methionine ni chanzo cha sulfuri. Methionine inabadilishwa kuwa homocysteine kupitia kati ya S-AM na S-AG. S-adenosylmethionine - fomu ya kazi ya methionine, huundwa na mchanganyiko wa ATP na methionine. Hufanya kama mfadhili wa kikundi cha methyl katika usanisi wa misombo mbalimbali: cysteine, adrenaline, asetilikolini, lecithin, carnitine.
Kutokana na transmethylation, S-AM inabadilishwa kuwa S-adenosylhomocysteine (S-AH). Mwisho wakati wa hidrolisisihutengeneza adenosine na homocysteine. Homocysteine inachanganya na serine na ushiriki wa enzyme cystathionine-β-synthase na malezi ya thioether cystathionine. Cystathionine inabadilishwa kuwa cysteine na α-ketobutyrate na kimeng'enya cha cystathionine γ-lyase.
Katika mimea na bakteria, usanisi hutokea tofauti. Dutu mbalimbali, hata sulfidi hidrojeni, zinaweza kutumika kama chanzo cha sulfuri kwa usanisi wa cysteine.
Jukumu la kibiolojia la cysteine
Kutokana na kundi la thiol (-HS) katika fomula ya cysteine, vifungo vya disulfide huundwa katika protini, zinazoitwa disulfide bridges. Vifungo vya disulfide ni covalent, nguvu. Wao huundwa kati ya molekuli mbili za cysteine katika protini. Madaraja ya Intrachain yanaweza kuunda ndani ya mnyororo mmoja wa polipeptidi, na madaraja ya minyororo kati ya minyororo ya protini ya mtu binafsi. Kwa mfano, aina zote mbili za madaraja hufanyika katika muundo wa insulini. Dhamana hizi hudumisha muundo wa juu na wa nne wa protini.
Vifungo vya disulfide huwa na protini nyingi za ziada. Kwa mfano, aina hii ya uunganisho ni ya umuhimu mkubwa katika kuimarisha muundo wa insulini, immunoglobulins na enzymes ya utumbo. Protini zilizo na madaraja mengi ya disulfide hustahimili uharibifu wa joto, hivyo kuziruhusu kudumisha shughuli zao chini ya hali mbaya zaidi.
Sifa za fomula ya cysteine huipa sifa ya antioxidant. Cysteine ina jukumu la antioxidant, kuingia katika athari za kupunguza oxidation. Kundi la thiol lina mshikamano wa juu kwa metali nzito, kwa hiyoprotini zilizo na cysteine hufunga metali kama vile zebaki, risasi na cadmium. PK ya cysteine katika protini ni kwamba inahakikisha kwamba asidi ya amino iko katika fomu tendaji ya thiolate, yaani, cysteine hutoa HS anion kwa urahisi.
Cysteine ni chanzo muhimu cha salfa katika kimetaboliki.
Kazi za cysteine
Kutokana na uwepo wa kundi la thiol ambalo humenyuka kwa urahisi, cysteine inahusika katika michakato mbalimbali ya mwili na hufanya kazi nyingi.
- Inayo mali ya antioxidant.
- Hushiriki katika usanisi wa glutathione.
- Hushiriki katika usanisi wa taurini, biotini, coenzyme A, heparini.
- Hushiriki katika uundaji wa lymphocytes.
- Ni sehemu ya β-keratin, ambayo inahusika katika uundaji wa tishu za ngozi, nywele, utando wa mucous wa mfumo wa usagaji chakula.
- Hukuza upunguzaji wa baadhi ya vitu vyenye sumu.
Matumizi ya cysteine
Cysteine imepata matumizi mengi katika tasnia ya matibabu, dawa, chakula.
Cysteine hutumika mara nyingi katika kutibu magonjwa mbalimbali:
- Kwa ugonjwa wa mkamba na emphysema kama ute mwembamba.
- Kwa ugonjwa wa baridi yabisi, ugonjwa wa mishipa na saratani.
- Kwa sumu ya metali nzito.
Aidha, cysteine huharakisha kupona baada ya upasuaji na kuungua, huamsha leukocytes.
Cysteine huongeza kasi ya kuchoma mafuta na kujenga misuli, hivyo hutumiwa mara nyingi na wanariadha.
Amino asidi hutumika kama kikali ya ladha. Cysteine ni kiongeza cha chakula kilichosajiliwa E920.
