Cysteine: formula dan perihalan bahan

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Semua protein dalam badan kita dibina daripada asid amino. Terdapat banyak protein dalam badan, dan hanya terdapat 20 blok binaan - asid amino yang terdiri daripadanya. Oleh itu, protein berbeza antara satu sama lain dalam satu set asid amino dan urutannya. Cysteine adalah salah satu daripada 20 asid amino.

Sistein - apakah itu?

Cystein adalah asid amino yang mengandungi sulfur alifatik. Alifatik - mengandungi hanya ikatan tepu. Seperti mana-mana asid amino, formula sistein mengandungi karboksil (-COOH) dan kumpulan amino (-NH_{2), serta tiol unik (-SH). Kumpulan tiol (nama lain ialah sulfhidril) termasuk atom sulfur dan atom hidrogen.}

Formula kimia molekul sistein adalah C₃H₇NO_{2S. Berat molekul - 121.}

Formula asid amino sistein

Untuk menggambarkan struktur asid amino, formula berbeza digunakan. Di bawah ialah beberapa pilihan untuk menulis formula struktur sistein.

Semua asid amino mempunyai kumpulan amino dan karboksil yang terikat pada atom α-karbon, dan berbeza hanya dalam struktur radikal yang terikat pada atom karbon yang sama. Contohnya, di bawah ialah formula struktur alanin, sistein dan glisin, serin dan sistin.

Semua asid amino mempunyai tulang belakang yang sama dan radikal yang berbeza. Ia adalah struktur radikal yang mendasari kelayakan asid amino dan menentukan sifat molekul itu sendiri. Dalam sistein, formula radikal ialah CH_{2-SH. Radikal ini tergolong dalam kumpulan radikal hidrofilik polar, tidak bercas. Ini bermakna bahagian protein yang mengandungi sistein boleh menambah air (hidrat) dan berinteraksi dengan bahagian lain protein, juga mengandungi asid amino dengan kumpulan hidrofilik, menggunakan ikatan hidrogen.}

Cysteine mengandungi kumpulan tiol yang unik

Cysteine adalah asid amino yang unik. Ia adalah satu-satunya di antara 20 asid amino semulajadi yang mengandungi kumpulan tiol (-HS). Kumpulan tiol boleh mengalami tindak balas oksidatif dan pengurangan. Apabila kumpulan tiol sistein dioksidakan, sistin terbentuk - asid amino yang terdiri daripada dua sisa sistein yang disambungkan oleh ikatan disulfida. Tindak balas boleh diterbalikkan - pemulihan ikatan disulfida menjana semula dua molekul sistein. Ikatan sistin disulfida adalah penting untuk menentukan struktur banyak protein.

Pengoksidaan kumpulan tiol sistein menyebabkan pembentukan ikatan disulfida dengan yang laintiol, semasa pengoksidaan selanjutnya, asid sulfinik dan sulfonik terbentuk.

Disebabkan keupayaannya untuk memasuki tindak balas redoks, sistein mempunyai sifat antioksidan.

Sistein adalah komponen protein

Asid amino yang membentuk protein dipanggil proteinogenik. Seperti yang telah disebutkan, terdapat 20 daripadanya, dan sistein adalah salah satu daripadanya. Untuk membentuk struktur utama protein, asid amino disatukan untuk membentuk rantai yang panjang. Sambungan berlaku kerana kumpulan rangka asid amino, radikal tidak mengambil bahagian dalam ini. Ikatan antara asid amino dibentuk oleh kumpulan karboksil satu asid amino dan kumpulan amino asid amino yang lain. Ikatan yang terbentuk dengan cara ini antara dua asid amino dipanggil ikatan peptida.

Angka tersebut menunjukkan formula tripeptida alanin sistein phenylalanine dan skema pembentukannya.

Peptida terkecil dalam badan ialah glutation, yang terdiri daripada hanya dua asid amino, termasuk sistein. Dua asid amino yang dihubungkan bersama dipanggil dipeptida, tiga dipanggil tripeptida. Berikut ialah satu lagi formula tripeptida alanin, lisin dan sistein.

Bahan yang mengandungi 10 hingga 40 asid amino dipanggil polipeptida. Protein sendiri mengandungi lebih daripada 40 sisa asid amino. Cysteine adalah komponen banyak peptida dan protein, seperti insulin.

Sumber sistein

Setiap hari seseorang harus mengambil 4.1 mg sistein setiap 1 kg berat badan. Iaitu, dalam tubuh manusiadengan berat 70 kg harus menerima 287 mg asid amino ini setiap hari.

Sebahagian daripada cysteine boleh disintesis dalam badan, sebahagiannya datang dari makanan. Berikut ialah senarai makanan yang mengandungi jumlah maksimum asid amino.

Kandungan sistein dalam produk
Produk	Kandungan sistein setiap 100 g produk, mg
Produk soya	638
Daging lembu dan kambing	460
Biji (bunga matahari, tembikai, bijan, rami, labu) dan kacang (pistachio, pain)	451
Daging ayam	423
Oat dan dedak oat	408
Babi	388
Ikan (tuna, salmon, hinggap, makarel, halibut) dan kerang (kupang, udang)	335
Keju, tenusu dan telur	292
Kacang (kacang ayam, kekacang, kekacang, lentil)	127
Bijirin (soba, barli, beras)	120

Selain itu, sistein terdapat dalam lada merah, bawang putih, bawang merah, sayur-sayuran berdaun gelap - pucuk Brussels, brokoli.

Menghasilkan makanan tambahan, seperti L-cysteine hydrochloride, N-acetylcysteine. Yang kedua lebih mudah larut dan lebih mudah diserap oleh badan.

Dalam industri, L-cysteine diperolehi melalui hidrolisis daripada bulu burung, bulu dan rambut manusia. L-cysteine sintetik yang lebih mahal dihasilkan, sesuai untuk peraturan makanan Muslim dan Yahudi (mengikutaspek keagamaan).

Sintesis sistein dalam badan

Cysteine, bersama-sama dengan tyrosine, ialah asid amino penting bersyarat. Ini bermakna ia boleh disintesis dalam badan, tetapi hanya daripada asid amino penting: sistein daripada metionin, tirosin daripada fenilalanin.

Untuk sintesis sistein, dua asid amino diperlukan - metionin penting dan serin tidak penting. Metionin ialah penderma atom sulfur. Cysteine disintesis daripada homocysteine dalam dua tindak balas yang dimangkin oleh pyridoxal fosfat. Gangguan genetik, serta kekurangan vitamin B₉ (asid folik), B₆ dan B_{12 plumbum untuk mengganggu penggunaan enzim, homocysteine ditukar bukan kepada sistein, tetapi kepada homocystin. Bahan ini terkumpul di dalam badan, menyebabkan penyakit yang disertai katarak, osteoporosis, terencat akal.}

Sintesis dalam badan mungkin kurang pada orang tua dan bayi, orang yang mempunyai penyakit metabolik tertentu, mengalami sindrom malabsorpsi.

Tindak balas sintesis sistein

Dalam badan haiwan, sistein disintesis terus daripada serin, dan metionin adalah sumber sulfur. Methionine ditukar kepada homocysteine melalui perantaraan S-AM dan S-AG. S-adenosylmethionine - bentuk aktif methionine, dibentuk oleh gabungan ATP dan methionine. Bertindak sebagai penderma kumpulan metil dalam sintesis pelbagai sebatian: sistein, adrenalin, asetilkolin, lesitin, karnitin.

Akibat daripada transmetilasi, S-AM ditukar kepada S-adenosylhomocysteine (S-AH). Terakhir semasa hidrolisismembentuk adenosin dan homocysteine. Homocysteine bergabung dengan serine dengan penyertaan enzim cystathionine-β-synthase dengan pembentukan thioether cystathionine. Cystathionine ditukar kepada sistein dan α-ketobutirat oleh enzim cystathionine γ-lyase.

Dalam tumbuhan dan bakteria, sintesis berlaku secara berbeza. Pelbagai bahan, malah hidrogen sulfida, boleh berfungsi sebagai sumber sulfur untuk sintesis sistein.

Peranan biologi sistein

Disebabkan oleh kumpulan tiol (-HS) dalam formula sistein, ikatan disulfida terbentuk dalam protein, dipanggil jambatan disulfida. Ikatan disulfida adalah kovalen, kuat. Mereka terbentuk di antara dua molekul sistein dalam protein. Jambatan intrachain boleh terbentuk dalam rantai polipeptida tunggal, dan jambatan antara rantai antara rantai protein individu. Sebagai contoh, kedua-dua jenis jambatan berlaku dalam struktur insulin. Ikatan ini mengekalkan struktur tertier dan kuaternari protein.

Ikatan disulfida kebanyakannya mengandungi protein ekstraselular. Sebagai contoh, jenis sambungan ini sangat penting dalam menstabilkan struktur insulin, imunoglobulin dan enzim pencernaan. Protein yang mengandungi banyak jambatan disulfida lebih tahan terhadap denaturasi haba, membolehkan mereka mengekalkan aktivitinya dalam keadaan yang lebih melampau.

Ciri-ciri formula cysteine membekalkannya dengan sifat antioksidan. Cysteine memainkan peranan antioksidan, memasuki tindak balas pengurangan pengoksidaan. Oleh itu, kumpulan tiol mempunyai pertalian yang tinggi untuk logam beratprotein yang mengandungi sistein mengikat logam seperti merkuri, plumbum dan kadmium. PK sistein dalam protein adalah sedemikian rupa sehingga memastikan asid amino berada dalam bentuk tiolat reaktif, iaitu, sistein mudah menderma anion HS.

Cystein adalah sumber penting sulfur dalam metabolisme.

Fungsi sistein

Disebabkan kehadiran kumpulan tiol yang mudah bertindak balas, sistein terlibat dalam pelbagai proses dalam badan dan melakukan banyak fungsi.

Mempunyai sifat antioksidan.
Mengambil bahagian dalam sintesis glutation.
Mengambil bahagian dalam sintesis taurin, biotin, koenzim A, heparin.
Mengambil bahagian dalam pembentukan limfosit.
Ia adalah sebahagian daripada β-keratin, yang terlibat dalam pembentukan tisu kulit, rambut, membran mukus sistem pencernaan.
Menggalakkan peneutralan beberapa bahan toksik.