что такое пролин и глицин
Аминокислотный синтез
БАКТЕРИАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ АМИНОКИСЛОТ
ПРОБИОТИЧЕСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ СИНТЕЗИРУЮТ АМИНОКИСЛОТЫ
Аминокислоты — органические биологически важные соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные (-СООН) и аминные группы (-NH2) , и имеющие боковую цепь, специфичную для каждой аминокислоты. Ключевые элементы аминокислот – углерод (C), водород (H), кислород (O) и азот (N). Прочие элементы находятся в боковой цепи определенных аминокислот.
Успех промышленного получения аминокислот объясняется тем, что химический синтез соединений-предшественников относительно дешев. Кроме того, для производства практически всех протеиногенных аминокислот разработаны методы ферментации, и имеются штаммы, позволяющие получать большие количества продукта. Во многих случаях такой подход экономически оправдан. Широко используются штаммы, усовершенствованные методами генетической инженерии. К настоящему времени закончено секвенирование генома Corynebacterium glutamicum. Полученная генетическая информация поможет ускорить создание новых высокопродуктивных штаммов. Во многих случаях уже клонированы целые опероны, ответственные за биосинтез аминокислот. Изучаются возможности управления обменом веществ клетки методами так называемой метаболической инженерии.
Для более детального рассмотрения темы промышленного интеза аминокислот следует перейти по кнопке-ссылке:
АМИНОКИСЛОТЫ, СИНТЕЗИРУЕМЫЕ БИФИДОБАКТЕРИЯМИ И ПРОПИОНОВОКИСЛЫМИ БАКТИЕРИЯМИ
БИФИДОБАКТЕРИИ
ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ АМИНОКИСЛОТ
Все эти биосинтезирующие функции бактерий открывают огромные возможности в сфере создания продуктов функционального питания. В современных условиях неблагоприятной экологии и снижения качества питания, с пособность бактерий к синтезу практически важных веществ (аминокислот, различных белковых соединений, витаминов, короткоцепочечных жирных кислот, полисахаридов и т.п.), является одним из перспективных инструментов в решени вопросов профилактики и лечения алиментарных заболеваний.
Для тех кто хочет получить общее представление или освежить память об основных понятиях, касающихся аминокислот и синтезе белка из аминокислот, а также о роли аминокислот в питании человека, предлагаем перейти по ссылкам:
КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ ПО ЗАМЕНИМЫМ И НЕЗАМЕНИМЫМ
Заменимые аминокислоты – это аминокислоты, поступающие в организм человека с белковой пищей, либо образующиеся в организме из иных аминокислот.
Незаменимые аминокислоты – это аминокислоты, которые не могут быть получены в организме человека с помощью биосинтеза, поэтому должны постоянно поступать в виде пищевых белков. Их отсутствие в организме приводит к явлениям, угрожающим жизни.
Классификация аминокислот на заменимые и незаменимые содержит ряд исключений:
Потребность в аминокислотах и белке
Потребность в незаменимых аминокислотах
Существуют стандарты сбалансированности незаменимых аминокислот (НАК), разработанные с учетом возрастных данных. Для взрослого человека (г/сутки): триптофана – 1, лейцина 4—6, изолейцина 3—4, валина 3—4, треонина 2—3, лизина 3—5, метионина 2—4, фенилаланина 2—4, гистидина 1,5—2.
Таблица 1. Международные рекомендации по суточной потребности детей в аминокислотах*
Аминокислота глицин в организме
Глицин – простейшая заменимая аминокислота, входящая в состав белков. Она отличается сладковатым вкусом, отчего и получила свое название, что в переводе с древнегреческого означает «сладкий».
То, что это соединение является заменимой аминокислотой, еще не значит, что его можно полностью заменить. Согласно последним данным, суточная потребность в глицине составляет 3 г.
Глицин и обмен веществ
Основной источник получения энергии в организме – глюкоза. Происходит этот процесс в митохондриях каждой клетки с помощью цикла Кребса. Как действует глицин в этом случае? Он оказывает влияние именно на активность всех протекающих реакций в цикле Кребса. И если в организме не хватает кислорода, благодаря глицину он будет использован максимально эффективно. То есть клетки смогут выполнять свои функции даже в условиях гипоксии.
Недостаток глицина в организме наблюдается довольно редко. Однако проблемы, возникающие из-за его нехватки, очень серьезные. В первую очередь страдают обменные процессы, протекающие особенно в коре головного мозга. Чтобы все его клетки функционировали нормально, нужно много энергии, то есть большое количество молекул АТФ.
Нервная ткань синтезирует эту аминокислоту в необходимых количествах, но при усиленных нагрузках, например при стрессе, ее выработка повышается в несколько раз. Как работает глицин в организме при стрессе? В такие моменты вовсе не помешает дополнительная доза этой аминокислоты, поскольку происходит включение процессов защитного торможения и одновременная активация клеточного дыхания. Таким образом, глицин помогает нейронам лучше работать на фоне стресса.
Как еще глицин влияет на организм? С участием этой аминокислоты происходит синтез глутатиона, являющегося мощным эндогенным антиоксидантом. Поэтому препарат Глицин часто назначают, если есть риск повреждения клеток организма свободными радикалами.
Также глицин участвует в синтезе многих соединений:
И все же одно из главных свойств глицина, благодаря которому его широко используют в медицине, – соединение этой аминокислоты с глициновыми рецепторами, находящимися как в головном, так и в спинном мозге. Глицин снижает выработку аминокислот, которые возбуждающе влияют на организм, и в то же время стимулирует синтез ГАМК – гамма-аминомасляной кислоты, являющейся основным нейромедиатором центрального торможения в нервной системе. Таким образом, становится очевидным, что польза глицина для организма очень велика.
В чем заключается необходимость приема глицина в виде лекарственного препарата
При нормальном функционировании организма глицин вырабатывается в достаточном количестве. Однако при острой потребности в этой аминокислоте, например при стрессе или чрезмерной физической нагрузке, ее внутренние резервы быстро расходуются, а восполнить постепенно возникающий недостаток не так-то и просто. Ведь при неблагоприятных условиях в организме появляются и другие задачи. Поэтому существует риск развития дефицита глицина. В связи с этим возникает потребность в дополнительном поступлении этой аминокислоты извне. Причем компенсировать недостаток только продуктами, содержащими ее, невозможно. Для этого необходимо начинать принимать глицин в виде лекарственного препарата. И делать это следует правильно.
Наиболее совершенная форма лекарственного препарата Глицин – это таблетки для приема трансбуккально и подъязычно. Уникальность этой формы в том, что препарат создан с использованием технологии микрокапсулирования. То есть каждая молекула глицина заключена в отдельную капсулу, благодаря чему не разрушается, но в то же время сохраняет высокую биодоступность. Процесс всасывания начинается в ротовой полости, где вещество легко проникает через слизистую в ток крови и быстро разносится по организму. У человека при регулярном приеме Глицина не возникает привыкания к препарату. Кроме того, такое поступление аминокислоты извне является толчком для ее выработки собственными силами организма.
Зачем нужны монодобавки с аминокислотами?
Содержание
Большинство из нас привыкли ассоциировать слово “аминокислоты” с комплексом или с BCAA, которые принимают спортсмены или люди, ведущие активный образ жизни. Но существует целый ряд аминокислот (как заменимых, так и незаменимых), которые можно принимать даже, если ваш организм не подвергается частым физическим нагрузкам.
Многие думают, что монодобавки подходят больше для продвинутых атлетов, но на самом деле знания о том, как работают разные аминокислоты помогут каждому правильно скорректировать свой рацион с учетом индивидуальных потребностей организма и конкретных оздоровительных целей.
Лизин — не только против герпеса
Лизин приобрел свою популярность благодаря свойству облегчать проявления вируса герпеса (как первого, так и второго типа), в некоторых случаях регулярный прием лизина может увеличить безрецидивный период инфекции.
Но помимо этого лизин принимает участие в других важных процессах, например:
Усредненная суточная норма лизина составляет 1-3 грамма. В качестве добавки аминокислоту лучше принимать на голодный желудок по 500 мг, запивая большим количеством воды.
При первых признаках проявления герпеса дозировку можно увеличить до 1000 мг.
Фенилаланин — снижает боль, улучшает настроение
Фенилаланин — незаменимая аминокислота, которая участвует в синтезе целого ряда веществ, среди них: дофамин, тирозин, эпинефрин и норэпинефрин. Все они важны, так как помогают лучше и быстрее адаптироваться к стрессовым ситуациям, поддерживать стабильное настроение и повышать наши когнитивные способности.
Среди других важных свойств фенилаланина можно отметить:
Усредненная суточная норма аминокислоты: 2-4 грамма, которая корректируется в зависимости от возраста и общего состояния здоровья.
Теанин — расслабление и улучшение внимания
Теанин — аминокислота, которая встречается в самом популярном во всем мире напитке — чае. Это вещество имеет легкий стимулирующий эффект, но в отличие от кофеина, теанин не вымывает калий и не обезвоживает организм.
Полезные свойства теанина распространяются на ментальное здоровье, нормальную работу сердечно-сосудистой, нервной и иммунной систем.
Для чего нужен теанин:
Суточная норма теанина — 100-200 мг в день, считается, чем выше дозировка этой аминокислоты, тем ощутимее эффект. К тому же, высокие дозы теанина не вызывают токсического воздействия на организм, поэтому его приём можно назвать условно безопасным.
Тирозин — вестник “гормона счастья”
Тирозин — незаменимая аминокислота, которая является предшественником дофамина — гормона, отвечающего за хорошее настроение и умственную работоспособность. Помимо этого тирозин участвует в синтезе адреналина, норадреналина, а также нужен для выработки пигмента меланина.
Добавки с тирозином повышают мотивацию, улучшают способность переключаться между задачами, а также помогают лучше справляться со стрессом.
Другим свойством тирозина, из-за которого он стал популярным среди спортсменов — влияние на энергетический обмен, а также на метаболизм жиров, белков и углеводов, благодаря чему достигается «жиросжигающий» эффект.
Дозировку тирозина рассчитывают по принципу: 12 мг на 1 кг веса.
Диметилглицин — несуществующий витамин
Диметилглицин (DMG или B16) — аминокислота, которая по своей структуре напоминает водорастворимые витамины, но таковой не является.
Главная причина использования DMG связана с его способностью увеличивать работоспособность и выносливость.
Среди основных полезных свойств диметилглицина можно выделить:
Рекомендуемая дозировка DMG — 5 мг в сутки.
Метионин — для здоровой печени и красивых волос
Метионин — незаменимая аминокислота, которая принимает участие в производстве креатина, а также ряда аминокислот и S-Аденозилметионин (SAMe) — вещества, способного улучшить ментальное здоровье и предупредить развитие остеопороза.
Для печени метионин играет важную роль, так как помогает ей быстрее восстановиться и снизить последствия токсического воздействия алкоголя.
Аминокислота является источником серы, что важно для здоровья костей и суставов, а также для производства другой аминокислоты — цистеина. Тандем метионина и цистеина может приглянуться тем, кто мечтает о красивой шевелюре, так как эти аминокислоты являются компонентами кератина — структурного белка волос.
Дозировка метионина для взрослого человека равна 13 мг на 1 кг веса.
Триптофан — поддерживает нормальный уровень серотонина
Триптофан стимулирует выработку серотонина — гормона, который помогает снизить тревожность, регулирует сон и аппетит.
Часто вместо триптофана используют 5-htp — побочный продукт, который образуется в процессе синтеза серотонина. Другими словами, 5-htp является обработанной формой триптофана.
Триптофан помогает снизить тягу к сладкому и простым углеводам, улучшает качество сна за счет стимуляции выработки мелатонина, повышает настроение и работоспособность.
Максимальная дозировка — до 2 грамм в сутки.
Глицин — для здорового сна
Глицин известен многим благодаря его “противотревожным” свойствам, частично в этом есть доля истины. Глицин принимает участие в выработке ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты), которая является тормозным нейромедиатором. Благодаря этому достигается эффект расслабления и снижения уровня тревоги.
Глицин помогает наладить сон, борется с окислительным стрессом и является важным компонентом в вопросах ментального здоровья и работы нашего мозга.
Дозировка глицина для взрослого — 100-150 мг.
Как принимать аминокислоты
Аминокислоты лучше всего усваиваются натощак, минимум за 20-30 минут до еды. Исключение составляют аргинин и глютамин, их можно принимать после еды.
Если вы принимаете минералы в комплексе или монодобавках, то можно их пить вместе с аминокислотами, тем самым повысив их биодоступность.
Аминокислоты: свойства и польза
Что такое аминокислоты
Аминокислоты – это органические соединения, которые сочетают в себе свойства аминов и кислот, образующие белок. В каком-то смысле они как деталь конструктора (белка), являющегося основой жизни.
Точно так же, как можно по-разному собрать предметы из конструктора, есть несколько способов, которыми 22 аминокислоты могут объединиться в последовательность для создания различных белковых структур, таких как гормоны, ферменты, иммунная система, клетки или мышечные волокна.
Так называемые «незаменимые», действуют на организм, подобно витаминам, их отсутствие в организме может привести к серьезным заболеваниям или даже к летальному исходу.
К незаменимым аминокислотам относятся:
Когда продукты содержат все незаменимые аминокислоты, их называют полноценными белками. Существует распространенное заблуждение, что растительные белки не содержат всех незаменимых аминокислот. Это неправда. В то время как в большинстве растительных источников белков обычно отсутствуют одна или две незаменимые аминокислоты в значительных количествах, другие источники растительных белков могут дополнять эти аминокислоты, обеспечивая полноценные белки.
Заменимые аминокислоты организм вырабатывает самостоятельно, независимо от того, есть ли в вашем рационе продукты, содержащие их.
Существуют также условно незаменимые аминокислоты, которые вырабатываются, например, во время борьбы с болезнью или со стрессом.
Условное незаменимые аминокислоты:
Сбалансированная диета – важное условие поступления в организм незаменимых и заменимых аминокислот. Если их не будет хватать, телу будет куда сложнее вырабатывать белки, необходимые для нормального функционирования мышц и тканей.
Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах
Польза для организма
Для того, чтобы оценить масштаб работы, которую аминокислоты проделывают в нашем организме, достаточно перечислить основные их функции и возможности:
Помощь в формировании и росте мышц, соединительной ткани и кожи;
Поддержка мышечного тонуса и силы тканей;
Обеспечение тела энергией;
Поддержание здоровья волос и кожи.
Различные добавки с содержанием аминокислот обычно рекомендуют спортсменам и людям, ведущим активный образ жизни, чтобы повысить продуктивность и сохранить силу мышц.
Кроме того, прием аминокислот может уменьшить естественную потерю мышечной массы у пожилых людей и восстановить объем мышц, особенно если они тренируются с отягощениями.
Аминокислоты и старение
Пять из двадцати аминокислот, формирующих белок в организме человека, имеют проблемы с усвоением. Биологическое старение начинается с недостаточного всасывания в кишечнике хотя бы одной или всех пяти из этих аминокислот.
Поскольку наличие всех 20 аминокислот человеческого белка необходимо для создания любого существенного белка, неспособность абсорбировать определенный белок из кишечника вынуждает лимфатическую систему «красть» недостающее питание из организма.
Например, такой признак возраста как морщины объясняется тем, что теряется коллаген. А он “крадется” организмом из-за содержания в нем аминокислот. Снижение коллагена в коже и субдуральные гематомы, часто наблюдаемые при старении, являются внешними структурными признаками активности лимфатической системы. При старении лимфатическая система становится чрезвычайно агрессивной, перерабатывая редко используемые структуры для обеспечения недостающих аминокислот.
Приобретенное повреждение желудочно-кишечного тракта или потеря рецепторов для определенных аминокислот является основной причиной старения.
Получайте знания, основанные на доказательной медицине из первых уст ведущих мировых специалистов. В рамках Модульной Школы Anti-Age Expert каждый месяц проходят очные двухдневные семинары, где раскрываются тонкости anti-age медицины для врачей более 25 специальностей
Краткие выводы
Сбалансированная диета может помочь обеспечить здоровое потребление незаменимых и заменимых аминокислот в течение дня.
Аминокислоты помогают строить белковые цепи и играют вспомогательную роль почти во всех частях вашего тела.
Их дефицит может ускорить процессы старения.
Список использованной литературы
Saini, R. & Zanwar, A. A. (2013) Arginine Derived Nitric Oxide: Key to Healthy Skin, Bioactive Dietary Factors and Plant Extracts in Dermatology (pp. 73-82).
Reda, E., D’Iddio, S., Nicolai, R., Benatti, P. & Calvani, M. (2003) The Carnitine System and Body Composition Acta Diabetol, issue 40, (pp. 106-103).
Глицин: часть 1. Мал да удал: глицин в живой природе
Глицин: часть 1. Мал да удал: глицин в живой природе
Молекула глицина на фоне шелка, в состав которого глицин входит в больших количествах
Автор
Редакторы
Эта статья о глицине — самой маленькой аминокислоте в природе, чья роль, тем не менее, огромна. Вы узнаете, в состав каких белков и пептидов входит глицин, как синтезируется в организме и предшественником каких веществ является.
Введение в курс дела
Аминокислоты — это одни из самых важных веществ в живой природе. Будучи довольно небольшими молекулами, они играют огромную роль в живых организмах. Подобно жемчужинам в ожерелье, они слагают большие молекулы — белки, из которых построены все живые существа — от мала до велика. Функция аминокислот не исчерпывается только тем, что они становятся строительным материалом для белков. Аминокислоты могут специализироваться на других задачах. Общая формула аминокислот приведена на рисунке 1.
Рисунок 1. Структура аминокислот. а — Общая формула α-аминоксилот. Компонентами этих соединений являются углеродный скелет, карбоксильная и аминогруппы, а также боковая группа, определяющая индивидуальные свойства разных аминокислот. Важно, что почти во всех природных аминокислотах аминогруппа расположена слева от углеродного скелета (L-изомеры). α-L-аминокислоты — основа природных белков. б — Формула глицина. Боковая группа в этой молекуле представлена протоном. Таким образом, глицин — самая простая аминокислота из всех возможных.
Эта статья посвящена глицину — самой маленькой из всех теоретически возможных аминокислот. Но, несмотря на свою крохотную боковую группу, представленную одним протоном, глицин — неотъемлемый компонент белков и участник нескольких важных процессов. Поговорка «мал, да удал» — это про глицин!
В первой части статьи мы рассмотрим некоторые белки и пептиды, для которых глицин имеет большое значение, а также разберем, откуда глицин в организме вообще берется и в чем, кроме белков, используется. Мы не будем претендовать на абсолютную полноту картины функций глицина, но остановимся на наиболее важных моментах.
Глицин в белках и пептидах
Глицин — вещество не редкое. Почти ни один белок не обходится без него. В среднем глицин составляет чуть больше 7% аминокислотных остатков («жемчужин») в белках [1]. При этом давайте учтем, что разнообразие белковых аминокислот довольно велико, поэтому названная цифра — почти рекорд! А уж где глицина действительно много — так это в коллагене.
Коллаген — сложно устроенный белок, являющийся одним из основных компонентов соединительной ткани. Он присутствует в сухожилиях, коже, кровеносных сосудах, роговице, костях и хрящах, а также в чешуе рыб и шерсти млекопитающих, выполняя структурную роль и составляя до 30% массы позвоночных животных [2]. Таким образом, это один из самых распространенных животных белков. Существует несколько типов коллагена.
Коллаген обеспечивает прочность соединительных тканей, а потому и сам обладает свойством устойчивости к растяжению, и это качество определяется его структурой (рис. 2) [2].
Рисунок 2. Структура коллагена. Три обвивающие друг друга нити образуют суперспираль, как пряди волос — косу. Суперспирали, располагаясь друг относительно друга строго определенным образом, формируют фибриллу. Такое устройство белка способствует его механической устойчивости: кости ломаться не должны.
[2], рисунок с изменениями
Но причем же тут глицин? Дело в том, что полипептидные нити молекул коллагена, как орнамент, состоят из повторяющегося «узора» — паттерна из трех аминокислотных остатков: Gly—Pro—X и Gly—X—Hyp [3]. Здесь Gly — глицин, Pro — пролин, Hyp — 4-гидроксипролин, X — другая аминокислота.
Из этой формулы видно, что глицин составляет треть аминокислот коллагена! Природа не стала бы играть такими цифрами просто забавы ради. Присутствие глицина — одна из предпосылок к формированию прочных фибрилл и волокон коллагена, необходимых для многих тканей. Три нити, формирующие коллагеновую суперспираль, переплетаются настолько плотно, что между ними нет свободного пространства. И только лишь один глицин со своей крохотной боковой группой способен интегрироваться в эту систему, как кусочек мозаики. Замена глицина на какую-то другую аминокислоту, имеющую более объемную боковую группу (например, серин), может привести к серьезным патологиям, например, к синдрому Элерса—Данлоса (это гетерогенная группа наследственных нарушений соединительной ткани) [4], [5].
Глицином богат еще один структурный белок — фиброин — основной компонент паутины и шелка. Почти половина аминокислотных остатков фиброина — глицин! Как и в случае с коллагеном, там он входит в состав повторяющейся последовательности.
Белкам близка еще одна группа биологических веществ — пептиды. Они тоже сложены из аминокислот, только меньше белков по размерам (но граница между белками и пептидами размыта).
Рисунок 3. Pyrrhocoris apterus. Это известный многим клоп-солдатик — яркий (во всех смыслах этого слова) представитель отряда полужесткокрылые, или клопы (Hemiptera). При внедрении бактерий в его гемолимфе обнаруживаются несколько антимикробных пептидов, включая богатый глицином гемиптерицин [8]. Не только он, но и многие другие животные борются с патогенами с помощью глицин-богатых пептидов.
Посмотрим на так называемые антимикробные пептиды. Это, как правило, положительно заряженные (катионные) молекулы, которые участвуют в иммунном ответе, воздействуя на мембраны бактерий или других патогенов [6]. С помощью этих относительно небольших молекул человек и другие животные, включая разнообразных букашек, борются с болезнетворными организмами, которым удалось пробраться во внутреннюю среду. До сих пор не разработано единой классификации антимикробных пептидов, но известно, что те или иные из них характеризуются определенными структурными особенностями. В частности, в них может в большом количестве присутствовать какая-то аминокислота, в том числе и глицин.
К глицин-богатым антимикробным пептидам относят акалолептины из гемолимфы жука-дровосека Acalolepta luxuriosa, акантоскуррин из гемоцитов паука Acanthoscurria gomesiana, аттацины из насекомых отрядов чешуекрылые и двукрылые, гемиптерицин из известного многим клопа-солдатика Pyrrhocoris apterus (рис. 3) и другие (гименоптецин, гловерины, колеоптерицины, риноцерозин, холотрицин-2 и −3). Глицин-богатые домены имеют пептиды гиастатин и крустины [7], [8].
Конечно, глицин присутствует и во многих других белках и пептидах. Это делает его одной из самых распространенных природных аминокислот.
Откуда берется глицин в организме?
Конечно, эта чудесная аминокислота попадает к нам с пищей в составе белков. Тем не менее основной источник глицина — процессы синтеза, проходящие в нашем теле, что позволяет отнести глицин к заменимым аминокислотам.
Главный его предшественник — серин. Это тоже аминокислота, только в ее молекуле на один атом углерода больше. Что же с ним сделать? Здесь природа идет по проторенной дорожке: она передает его на вещество-кофермент тетрагидрофолат, который «любит» одноуглеродные фрагменты. В результате реакции на свет рождается глицин (рис. 4).
Рисунок 4. Синтез глицина из 3-фосфоглицерата через серин. Цифрами обозначены ферменты: 1 — фосфоглицератдегидрогеназа; 2 — фосфосеринаминотрансфераза; 3 — фосфосеринфосфатаза; 4 — серин-гидроксиметилтрансфераза.
У позвоночных животных, включая и нас любимых, есть еще один любопытный способ произвести глицин. Исходными веществами в реакции, катализируемой ферментом глицинсинтазой, являются довольно простые вещества — углекислый газ и аммиак (в виде иона). Эта реакция тоже не обходится без уже известного нам «любителя» одноуглеродных фрагментов:
Voilà! (Извините за мой французский.) Образовавшийся глицин поступает на службу организму.
Гиперактивация серинглицинового биосинтетического пути способна привести к развитию рака, ведь этот путь важен для получения большого количества «строительных» веществ (нуклеиновых кислот, белков, липидов), которые так необходимы активно делящимся раковым клеткам. Антифолатная химиотерапия широко используется в лечении рака [9].
Глицин — предшественник гема
Почему кровь красная? Потому что в ней есть гемоглобин — красный белок, имеющий в своем составе гем. Это железосодержащая порфириновая система, на которую и садится кислород, от легких с кровью поступающий к разным тканям. Глицин является одним из предшественников гема у животных. Реакция с участием глицина представлена на рисунке 5.
Рисунок 5. Роль глицина в синтезе гема. а — Эритроциты («красные кровяные тельца») — клетки, содержащие красный белок гемоглобин. б — Цвет гемоглобина, а также его транспортная функция обеспечиваются присутствием гема. в — Синтез дельта-аминолевулиновой кислоты из сукцинил-КоА и глицина — первая реакция в синтезе порфириновых систем у животных.
Синтез порфиринов — отдельная большая «опера», причем глицин участвует только в первой «арии», и в этой статье мы не будем изучать полную «партитуру». Тем не менее роль глицина в этом фундаментальном процессе огромна.
Глицин как участник других жизненно важных реакций
Что такое ДНК? Правильно! Химический субстрат наследственности. Это знают все. Но не все знают, что каждая из цепей ДНК состоит из «кирпичиков», называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид включает в себя, помимо прочего, азотистое основание. Азотистые основания ДНК бывают двух типов — пуриновые (аденин и гуанин) и пиримидиновые (тимин и цитозин). Глицин принимает участие в синтезе нуклеотидов с пуриновыми основаниями (рис. 6).
Рисунок 6. ДНК и схема пуринового азотистого основания. а — Модель знаменитой «двойной спирали», на которой хорошо видны «кирпичики» (нуклеотиды), формирующие каждую из двух цепей. б — Схема пуринового азотистого основания, которое соединяется с пентозой в составе нуклеотида; часть этой конструкции формируется за счет глицина.
Рисунок 7. Одним из предшественников креатина является глицин
При синтезе пуриновых нуклеотидов de novo азотистое основание «садится» на уже готовую связь с пентозой и наращивается постепенно. На одном из начальных этапов в дело вступает глицин, благодаря которому в состав структуры входят два углеродных атома и один азотный.
Разнообразие комбинаций азотистых оснований в молекуле ДНК является основой биологического разнообразия на планете.
Кроме этого, глицин участвует в синтезе креатина (рис. 7) — вещества-аккумулятора энергии в мышцах и нервных клетках, то есть в тех местах организма, где требуется поддерживать высокий уровень энергии.