Kõik meie keha valgud on üles ehitatud aminohapetest. Organismis on palju valke ja ehitusplokke - aminohappeid, millest need koosnevad - on ainult 20. Seega erinevad valgud üksteisest aminohapete komplekti ja nende järjestuse poolest. Tsüsteiin on üks 20 aminohappest.
Tsüsteiin – mis see on?
Tsüsteiin on alifaatne väävlit sisaldav aminohape. Alifaatsed - sisaldavad ainult küllastunud sidemeid. Nagu iga aminohape, sisaldab tsüsteiini valem karboksüül- (-COOH) ja aminorühma (-NH2), samuti ainulaadset tiooli (-SH). Tioolrühm (teine nimi on sulfhüdrüül) sisaldab väävliaatomit ja vesinikuaatomit.
Tsüsteiini molekulaarne keemiline valem on C3H7NO2S. Molekulmass – 121.
Aminohappe tsüsteiini valem
Aminohapete struktuuri kujutamiseks kasutatakse erinevaid valemeid. Allpool on mitu võimalust tsüsteiini struktuurivalemi kirjutamiseks.
Kõigil aminohapetel on α-süsiniku aatomiga seotud amino- ja karboksüülrühmad ning need erinevad ainult sama süsinikuaatomiga seotud radikaali struktuuri poolest. Näiteks on allpool toodud alaniini, tsüsteiini ja glütsiini, seriini ja tsüstiini struktuurivalemid.
Kõigil aminohapetel on sama selgroog ja erinevad radikaalid. See on radikaali struktuur, mis on aminohapete kvalifikatsiooni aluseks ja määrab molekuli enda omadused. Tsüsteiini puhul on radikaali valem CH2-SH. See radikaal kuulub polaarsete, laenguta, hüdrofiilsete radikaalide rühma. See tähendab, et tsüsteiini sisaldavad valgu lõigud võivad vesiniksidemeid kasutades lisada vett (hüdraati) ja suhelda teiste valgu osadega, mis sisaldavad ka hüdrofiilsete rühmadega aminohappeid.
Tsüsteiin sisaldab ainulaadset tioolrühma
Tsüsteiin on ainulaadne aminohape. See on ainus 20 loodusliku aminohappe seas, mis sisaldab tioolrühma (-HS). Tioolrühmad võivad läbida oksüdatiivseid ja redutseerivaid reaktsioone. Kui tsüsteiini tioolrühm oksüdeerub, moodustub tsüstiin - aminohape, mis koosneb kahest tsüsteiinijäägist, mis on ühendatud disulfiidsidemega. Reaktsioon on pöörduv - disulfiidsideme taastamine taastab kaks tsüsteiini molekuli. Tsüstiini disulfiidsidemed on kriitilise tähtsusega paljude valkude struktuuride määramisel.
Tsüsteiini tioolrühma oksüdeerimine viib disulfiidsideme moodustumiseni teisegatiool, edasisel oksüdatsioonil tekivad sulfiin- ja sulfoonhapped.
Kuna tsüsteiinil on võime osaleda redoksreaktsioonides, on sellel antioksüdantsed omadused.
Tsüsteiin on valkude komponent
Valke moodustavaid aminohappeid nimetatakse proteinogeenseteks. Nagu juba mainitud, on neid 20 ja tsüsteiin on üks neist. Valgu esmase struktuuri moodustamiseks liidetakse aminohapped kokku, moodustades pika ahela. Seos tekib aminohapete luustiku rühmade tõttu, radikaalid selles ei osale. Aminohapete vahelise sideme moodustavad ühe aminohappe karboksüülrühm ja teise aminohappe aminorühm. Sel viisil kahe aminohappe vahel tekkinud sidet nimetatakse peptiidsidemeks.
Joonis näitab tripeptiidi alaniini tsüsteiinfenüülalaniini valem ja selle moodustumise skeem.
Keha väikseim peptiid on glutatioon, mis koosneb ainult kahest aminohappest, sealhulgas tsüsteiinist. Kaht omavahel seotud aminohapet nimetatakse dipeptiidiks, kolme nimetatakse tripeptiidiks. Siin on veel üks alaniini, lüsiini ja tsüsteiini tripeptiidi valem.
Ained, mis sisaldavad 10 kuni 40 aminohapet, nimetatakse polüpeptiidideks. Valgud ise sisaldavad rohkem kui 40 aminohappejääki. Tsüsteiin on paljude peptiidide ja valkude, näiteks insuliini komponent.
Tsüsteiini allikad
Iga päev peaks inimene tarbima 4,1 mg tsüsteiini 1 kg kehakaalu kohta. See tähendab, et inimese kehas70 kg kaaluv inimene peaks saama 287 mg seda aminohapet päevas.
Osa tsüsteiinist saab kehas sünteesida, osa tuleb toidust. Järgmine on loetelu toiduainetest, mis sisaldavad maksimaalselt aminohapet.
| Tsüsteiinisisaldus toodetes | |
| Toode | Tsüsteiinisisaldus 100 g toote kohta, mg |
| Sojatooted | 638 |
| Veise- ja lambaliha | 460 |
| Seemned (päevalill, arbuus, seesam, lina, kõrvits) ja pähklid (pistaatsia, mänd) | 451 |
| Kanaliha | 423 |
| Kaer ja kaerakliid | 408 |
| Sealiha | 388 |
| Kala (tuunikala, lõhe, ahven, makrell, hiidlest) ja karbid (karbid, krevetid) | 335 |
| Juust, piimatooted ja munad | 292 |
| Oad (kikerherned, oad, oad, läätsed) | 127 |
| Teraviljad (tatar, oder, riis) | 120 |
Lisaks leidub tsüsteiini punases paprikas, küüslaugus, sibulas, tumedates lehtköögiviljades – rooskapsas, spargelkapsas.
Tootke toidulisandeid, nagu L-tsüsteiinvesinikkloriid, N-atsetüültsüsteiin. Teine on paremini lahustuv ja seda on kehal kergem omastada.
Tööstuses saadakse L-tsüsteiini lindude sulgedest, harjastest ja juustest hüdrolüüsi teel. Toodetakse kallimat sünteetilist L-tsüsteiini, mis sobib moslemite ja juutide toidueeskirjadele (vastav altreligioossed aspektid).
Tsüsteiini süntees kehas
Tsüsteiin koos türosiiniga on tingimuslikult asendamatu aminohape. See tähendab, et neid saab kehas sünteesida, kuid ainult asendamatutest aminohapetest: tsüsteiin metioniinist, türosiin fenüülalaniinist.
Tsüsteiini sünteesiks on vaja kahte aminohapet – asendamatut metioniini ja ebaolulist seriini. Metioniin on väävliaatomi doonor. Tsüsteiin sünteesitakse homotsüsteiinist kahes reaktsioonis, mida katalüüsib püridoksaalfosfaat. Geneetilised häired, samuti vitamiinide B9 (foolhape), B6 ja B12 puudus. ensüümi kasutamise katkestamiseks muundatakse homotsüsteiin mitte tsüsteiiniks, vaid homotsüstiiniks. See aine akumuleerub kehas, põhjustades haigusi, millega kaasneb katarakt, osteoporoos, vaimne alaareng.
Süntees organismis võib olla puudulik eakatel ja imikutel, teatud ainevahetushaigustega inimestel, kes kannatavad malabsorptsiooni sündroomi all.
Tsüsteiini sünteesi reaktsioonid
Looma kehas sünteesitakse tsüsteiin otse seriinist ja metioniin on väävli allikas. Metioniin muundatakse homotsüsteiiniks vaheühendite S-AM ja S-AG kaudu. S-adenosüülmetioniin - metioniini aktiivne vorm, moodustub ATP ja metioniini kombinatsioonist. Toimib metüülrühma doonorina erinevate ühendite sünteesil: tsüsteiin, adrenaliin, atsetüülkoliin, letsitiin, karnitiin.
Transmetüleerimise tulemusena muudetakse S-AM S-adenosüülhomotsüsteiiniks (S-AH). Viimane hüdrolüüsi ajalmoodustab adenosiini ja homotsüsteiini. Homotsüsteiin ühineb seriiniga, osaledes ensüümi tsüstationiin-β-süntaas, moodustades tioeetertsüstationiini. Tsüstationiin muudetakse tsüstationiini γ-lüaasi toimel tsüsteiiniks ja α-ketobutüraadiks.
Taimedes ja bakterites toimub süntees erinev alt. Erinevad ained, isegi vesiniksulfiid, võivad tsüsteiini sünteesil olla väävliallikaks.
Tsüsteiini bioloogiline roll
Tsüsteiini valemis sisalduva tioolrühma (-HS) tõttu tekivad valkudes disulfiidsidemed, mida nimetatakse disulfiidsildadeks. Disulfiidsidemed on kovalentsed, tugevad. Need moodustuvad valgu kahe tsüsteiini molekuli vahel. Ühe polüpeptiidahela sees võivad tekkida ahelasisesed sillad ja üksikute valguahelate vahel ahelatevahelised sillad. Näiteks insuliini struktuuris toimuvad mõlemat tüüpi sillad. Need sidemed säilitavad valgu tertsiaarse ja kvaternaarse struktuuri.
Disulfiidsidemed sisaldavad enamasti rakuväliseid valke. Näiteks on seda tüüpi ühendusel suur tähtsus insuliini, immunoglobuliinide ja seedeensüümide struktuuri stabiliseerimisel. Paljusid disulfiidsildu sisaldavad valgud on kuumadenaturatsiooni suhtes vastupidavamad, võimaldades neil säilitada oma aktiivsust ka ekstreemsetes tingimustes.
Tsüsteiini valemi omadused annavad sellele antioksüdantsed omadused. Tsüsteiin mängib antioksüdandi rolli, osaledes oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsioonides. Seetõttu on tioolrühmal kõrge afiinsus raskmetallide suhtestsüsteiini sisaldavad valgud seovad metalle nagu elavhõbe, plii ja kaadmium. Valgus sisalduva tsüsteiini pK on selline, mis tagab, et aminohape on reaktiivses tiolaadi vormis, st tsüsteiin loovutab kergesti HS-aniooni.
Tsüsteiin on ainevahetuses oluline väävliallikas.
Tsüsteiini funktsioonid
Lihts alt reageeriva tioolrühma olemasolu tõttu osaleb tsüsteiin kehas erinevates protsessides ja täidab paljusid funktsioone.
- Osaldab antioksüdantseid omadusi.
- Osaleb glutatiooni sünteesis.
- Osaleb tauriini, biotiini, koensüüm A, hepariini sünteesis.
- Osaleb lümfotsüütide moodustamises.
- See on osa β-keratiinist, mis osaleb naha, juuste ja seedesüsteemi limaskestade moodustumises.
- Soodustab mõnede mürgiste ainete neutraliseerimist.
Tsüsteiini kasutamine
Tsüsteiin on leidnud laialdast rakendust meditsiini-, farmaatsia- ja toiduainetööstuses.
Tsüsteiini kasutatakse sageli erinevate haiguste ravis:
- Bronhiidi ja emfüseemi korral, kuna see vedeldab lima.
- Reumatoidartriidi, veenihaiguste ja vähi puhul.
- Raskmetallimürgistuse jaoks.
Lisaks kiirendab tsüsteiin taastumist pärast operatsioone ja põletusi, aktiveerib leukotsüüte.
Tsüsteiin kiirendab rasvapõletust ja lihasmassi kasvu, seetõttu kasutavad seda sageli sportlased.
Aminohapet kasutatakse maitseainena. Tsüsteiin on registreeritud toidulisand E920.
