Из каких продуктов можно получить незаменимые аминокислоты

Ноя 03

Дата публикации: 07-02-2019


Дата обновления: 03-11-2020

Протеин -это важнейшая составляющая любого здорового питания; ни для кого не секрет, что полноценная диета должна содержать необходимое количество углеводов, жиров и белков. Именно питание играет огромную роль в формировании нашего организма, и многие растительные продукты содержат этот незаменимый белок, который можно получить не только из мяса.

Специалисты медицинского центра “НАТАЛИ-МЕД” ниже перечисляют основные незаменимые аминокислоты: 

• Глицин. Именно это вещество необходимо для роста мышц, к тому же, оно регулирует уровень сахара в крови и защищает от депрессии. Глицин содержится в морской капусте, тыквы, горохе, фасоли, кунжуте, во многих фруктах и ягодах.
• Изолейцин. Благодаря этому веществу производится наша энергия и поддерживается необходимый уровень гемоглобина. Изолейцин также отвечает за здоровье мышц. Данное вещество содержится в шпинате, тыкве и тыквенных семечках, семенах подсолнуха, кунжуте, кешью, в сое, в коричневом рисе, в белокочанной капусте, в яблоках, киви, чернике и клюкве. 
• Лизин. Лизин помогает снизить холестерин, усваивать кальций, необходимый для здоровья костей, участвует в выработке коллагена для здорового молодого внешнего вида, отвечает за рост и предотвращает мышечную слабость и остеопороз. Лизин содержится в зернобобовых, семенах конопли, семенах чиа, петрушке, авокадо, миндале и кешью. 
• Метоинин. Эта аминокислота помогает образовывать хрящи в нашем организме, предотвращает долгое заживление ран, порезов, участвует в наращивании мышечной массы. Содержится в семенах подсолнечника, масле, семенах чиа, в конопле, бразильских орехах, овсе, пшенице, ламинарии, какао, изюме, зернобобовых и других продуктах.
• Фенилаланин. Фенилаланин преобразуется в тирозин – это аминокислота, которая нужна для генерации белков, работы мозга и синтезе гормонов щитовидной железы. Его недостаток чреват потерей энергии, аппетита, постоянной депрессией и ухудшением работы мозга. Эта аминокислота содержится в тыкве, орехах, авокадо, фасоли, киноа, зелени, изюме, в ягодах, оливках и многих семенах. 
• Треонин. Это аминокислота важна для иммунитета и работы сердца, печени, ЦНС. Также, треонин участвует в укреплении суставов, костей, здоровье кожи, волос и ногтей. Треонин предотвращает накопление жирных кислот, приводящих к печеночной недостаточности. Содержится в тыкве, зелени, бобовых, семенах чиа, конопле, семенах подсолнечника и масле подсолнечника, во многих орех, авокадо и инжире. 
• Триптофан. Очень известная аминокислота, которая необходима для хорошей работы нервной системы и мозга, она участвует в мышечном росте и восстановлении нашего организма. Содержится в большом количестве в продуктах растительного происхождения: от овощей и фруктов до бобовых и семян. 
• Валин. Это аминокислота необходима для восстановления мышц и поддержания их здоровья в целом. Содержится в семенах, орехах, фруктах и ягодах. 
• Гистидин. Также помогает поддерживать здоровье наших мышц и укреплять иммунитет. Именно гистидин уменьшает риск возникновения ВИЧ. Содержатся во ржи, рисе, пшенице, морской капусте, во многих семенах, цветной капусте и кукурузе.

Проконсультироваться по проблемам с пищеварением, сдать анализы и пройти обследование организма можно в медицинском центре “НАТАЛИ-МЕД” в Строгино.

L-валин

Валин – незаменимая аминокислота, оказывающая стимулирующее действие. Валин необходим для метаболизма в мышцах, восстановления поврежденных тканей и для поддержания нормального обмена азота в организме. Относится к разветвленным аминокислотам, и это означает, что он может быть использован мышцами в качестве источника энергии. Валин часто используют для коррекции выраженных дефицитов аминокислот, возникших в результате привыкания к лекарствам.

Чрезмерно высокий уровень валина может привести к таким симптомам, как парестезии (ощущение мурашек на коже), вплоть до галлюцинаций.

Валин содержится в следующих пищевых продуктах: зерновые, мясо, грибы, молочные продукты, арахис, соевый белок. Прием валина в виде пищевых добавок следует сбалансировать с приемом других разветвленных аминокислот – L-лейцина и L-изолейцина.

Симптомы недостаточности валина неизвестны.

При избыточном приеме валин просто преобразуется в другие аминокислоты, поэтому он в общем считается безопасным.

Людям, страдающим заболеваниями почек и печени, необходимо проконсультироваться со своим врачом перед началом приема валина. Может снижать эффективность действия лекарств от болезни Паркинсона.

Литература:

Майкл Рисман Биологически активные пищевые добавки. Неизвестное об известном;

Клатц Голдман Победить время.

Входит в состав следующих препаратов:

Каких продуктах содержится валин

Общая характеристика

В 1901 году немецкий химик Эмиль Фишер, путем гидролиза белков, впервые выделил валин из казеина. Своим названием эта аминокислота обязана валериане. Сегодня это вещество известно, как незаменимая аминокислота, которая стимулирует активность организма, способствует формированию и поддержанию его структурной и функциональной целостности.

Валин – алифатическая аминокислота, обладающая неполярным характером. Тесно связана с лейцином и изолейцином, с которыми имеет ряд общих свойств. Эти гидрофобные вещества редко принимают участие в биохимических реакциях, но играют важнейшую роль в определении трехмерной структуры белков. Кроме того, валин способствует поглощению других аминокислот.

Валин (L и D изомеров) известен также как глюкогенная аминокислота. То есть при надобности печень способна трансформировать это вещество в глюкозу, которую мышцы затем используют в качестве дополнительного источника энергии. Кроме того, служит исходным «материалом» для синтеза витамина В3 и пенициллина.

Свойства валина

• Структурная
• Энергетическая
• Иммуногенная
• Регуляторная

Переизбыток

Несмотря на огромную значимость для здоровья, чрезмерное употребление аминокислот, особенно в виде аптечных комплексов, имеет негативные последствия. К ним относятся:

• риски инфарктов, осложнений сердечной деятельности и ранних инсультов;
•  пониженный порог резистентности к некоторым бактериям и вирусам;
• болезни сосудистой системы и скелета;
• проблемы с выработкой гормонов.

Внимание! Суточная норма потребления аминокислот колеблется в зависимости от возраста и состояния здоровья. Но в общей сложности, здоровому взрослому человеку необходимо не больше 2 грамм этих веществ в сутки.

Отказ от ответсвенности

Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.

Ссылки[править | править код]

• Isoleucine and valine biosynthesis

Суточная потребность

Сточная потребность в валине составляет примерно 2-4 г.

Более точную индивидуальную дозировку можно рассчитать по формуле: 10 мг аминокислоты на 1 кг веса (или 26 мг вещества на 1 кг – когда необходимо повысить дозу).

Однако лицам с дисфункцией печени или почек не следует употреблять валин в форме биодобавки без консультации врача. Высокие дозы аминокислоты могут усугубить протекание заболеваний. Также снизить интенсивность потребления валина следует лицам с болезнями желудочно-кишечного тракта и при наличии серповидноклетчатой анемии. А вот диабет, болезни желудочно-кишечного тракта, недостаточная выработка ферментов, наоборот, ухудшают усвоение организмом аминокислоты.

Для чего применяют в спорте

В спорте, а именно бодибилдинге, Л-лизин важен благодаря увеличению оксида азота, так как для спортсмена важен высокий уровень анаболизма. Лизин является одним из основных источников строительного материала для роста новых мышечных волокон. К тому же его нехватка замедляет процесс синтеза новых клеток, повышается утомляемость и слабость, страдает нервная система – появляется раздражительность, невнимательность, снижается аппетит и, соответственно, масса тела, останавливается рост мышц.

Предлагаем ознакомиться Как правильно пить флуоксетин

Добавку лизина можно принимать дополнительно с комплексами аминокислот полного цикла и ВСАА, также протеинами и гейнерами в зависимости от целей тренировок. Также для полного усвоения аминокислоты организм должен получать аминокислоту аргинин, которая так же содержится в комплексах аминокислот в достаточном количестве.

Что касается витаминов и минералов, лизин совместим с железом, аскорбиновой кислотой (С), витамином А, В1, Р.

Нежелательно принимать лизин вместе с добавками, содержащими кальций, а также антибиотики.

Регуляторная функция валина

Валин участвует в регулировании работы гипофиза: железы головного мозга, настраивающей гормональный оркестр организма. Он стимулирует выработку гормона роста, который поддерживает синтез белка в противовес его распаду.

При алкоголизме и наркомании выявлены характерные нарушения баланса аминокислот, в т.ч. с разветвленной цепью, среди которых важная роль принадлежит валину. При эмоциональных нарушениях, связанных с зависимостями, клеткам головного мозга требуется больше энергии, которую они получают, утилизируя аминокислоты с разветвленной цепью, в частности, валин. Активизируется распад белков в зонах мозга, отвечающих на регуляцию эмоций и общий тонус организма, что приводит к нарушению функциональной активности этих зон и увеличению чувства подавленности и раздражительности.

Валин влияет на выработку гормона радости – серотонина. Дефицит валина провоцирует депрессию, и, наоборот, при балансе аминокислот настроение повышается, человек испытывает прилив бодрости и подъем общего жизненного тонуса, поэтому валин применяют для лечения депрессий. Валин и триптофан являются конкурентами за транспорт при преодолении гематоэнцефалического барьера. Избыток валина тормозит накопление триптофана в головном мозге и при передозировке может приводить к нарушению мозговых функций вплоть до галлюцинаций.

При алкогольной энцефалопатии (нарушении мозговой функции) из-за плохой работы печени, отравленной алкоголем, в крови повышается концентрация ароматических аминокислот (триптофан, фенилаланин) и уменьшается количество аминокислот с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин). В результате конкуренции за транспорт, переносящий аминокислоты через гематоэнцефалический барьер, концентрация валина в головном мозге уменьшается, а триптофана возрастает. Ни к чему хорошему это не приводит, ибо  отсутствие разветвленных аминокислот лишает мозг энергии для выработки нейромедиаторов. Энергетически-дефицитный мозг погружается в депрессию и начинает работать через пень-колоду, что внешне выражается в ослаблении умственных параметров.

Аминокислоту валин используют для лечения наркотической и алкогольной зависимостей, ибо алкоголизм и наркомания приводит к выраженной аминокислотной недостаточности. Дополнительное потребление валина позволяет предотвратить срывы, продляет ремиссию.

Валин улучшает мышечную координацию, понижает чувствительность к боли. Он улучшает приспосабливаемость к жаре и холоду. Будучи глюкогенной аминокислотой, он подавляет аппетит, уменьшает тягу к сладкому через регуляцию уровня сахара в крови.

Противопоказания к приему валина

• Дисфункции и заболевания печени (в том числе гепатит), почек, сердечно-сосудистой системы.
• Гемолитическая анемия.
• Патологии ЖКТ.
• Сахарный диабет.
• Нарушение обмена веществ.
• Не рекомендуется несовершеннолетним.
• Беременность и период кормления.

Передозировка: в чем опасность

Потребление валина в слишком высоких дозах может привести к галлюцинациям и ощущению «мурашек на коже». Также регулярные передозировки вызывают дисфункцию печени и почек, увеличивают уровень аммиака в организме. Незначительные передозировки вещества вызывают аллергические реакции, нервозность, расстройство пищеварения и сгущение крови.

Для чего нужен L-лизин организму

Применение лизина связано с многими биологическими эффектами, которыми обладает аминокислота. Основные действия следующие:

1. Укрепляет опорно-двигательный аппарат: кости, связки, сухожилия, хрящи. Это действие связано с тем, что лизин выступает составляющей коллагена.
2. Способствует всасыванию кальция в кишечнике. Это помогает косвенно укреплять кости, а также проводить профилактику остеопороза (повышенной ломкости костей).
3. Участвует в выработке антител, поэтому имеет важное значение для иммунитета.
4. Регулирует процессы метаболизма за счет того, что присутствует во многих гормонах и ферментах.

Советуем изучить:

«Спортивное питание для хрящей и суставов: что и когда принимать».

Еще польза лизина проявляется в отношении волос и ногтей, поскольку аминокислота выступает одной из их составляющих. При ее достаточном количестве в организме волосы выглядят густыми, а ногти – здоровыми. В чем еще проявляется польза аминокислоты лизина:

• нормализации работы сосудов;
• ускорении расщепления жировой прослойки;
• борьбе с вирусными инфекциями;
• уменьшении воспалений в организме;
• улучшении памяти.

Для женщин L-лизин особенно полезен в период климакса, когда повышается вероятность развития остеопороза, вызванного резким снижением женских половых гормонов эстрогенов. Еще, согласно исследованиям, аминокислота способна блокировать рецепторы, участвующие в стрессовых реакциях. В результате в женском организме снижается уровень кортизола, что помогает избавиться от повышенной тревожности.

Советуем изучить:

«Как понизить кортизол, чтобы наконец похудеть».

Поскольку лизин участвует в синтезе коллагена, он помогает быстрее заживлять раны и восстанавливать кожный покров. При сахарном диабете аминокислота помогает снизить уровень сахара в крови. Еще к полезным свойствам относится снижение артериального давления, а также борьба с инфекциями вируса герпеса. Последнее действие обусловлено блокированием действия аргинина, необходимого герпесу для размножения в организме.

Советуем:

«Что нужно знать о пользе и вреде аргинина».

Пищевые источники

Валин является незаменимой аминокислотой, а значит, существует острая потребность в пополнении запасов вещества с помощью продуктов питания.

В высокой концентрации аминокислота содержится в продуктах:

• животного происхождения: мясо (говядина, баранина, свинина, курица), рыба, кальмары, молочные продукты, разные виды сыров;
• растительного происхождения: чечевица, арахис, соя, грибы, семена кунжута и тыквы, зелень, цельные зерна, бобы, кукурузная мука, горох, фасоль, морская капуста.

Употребляя молочные продукты и яйца легко получить суточную дозу валина. Наивысшая концентрация вещества – в твороге, натуральном йогурте, в сырах (швейцарском, плавленом, козьем, эдаме), а также в молоке и яйцах. Среди семян и орехов больше всего пользы принесут фисташки, кешью, миндаль, кунжут, а также семечки из подсолнечника. Выбор среди сортов рыбы лучше остановить на лососе, форели, палтусе, а среди богатых на протеины бобовых – выбрать фасоль, чечевицу или нут. Белые грибы и вишенки, а также дикий рис, просо, гречка и перловка – идеальный вариант для вегетарианцев. Но все же, пожалуй, легче всего усваивается валин из перепелиных яиц и грецких орехов.

Недостаток валина

Недостаток валина в организме может быть как абсолютным, при недостаточном поступлении аминокислоты с продуктами питания, так и относительным, когда увеличивается потребность в этой аминокислоте в связи с физиологическими или патологическими процессами в организме.

При вегетарианской диете очень трудно соблюдать белковый баланс: если бездумно налегать на одни овощи и фрукты, очень легко получить проблемы, связанные с недостатком аминокислот, в первую очередь незаменимых. Дефицит валина может возникнуть и при недостаточном всасывании его в желудочно-кишечном тракте в связи с заболеваниями органов пищеварения.

Потребность в валине увеличивается в связи со следующими состояниями:

1. Спортивные тренировки, особенно связанные с выработкой силы и выносливости
2. Стресс, как психологический, так и физиологический: травмы, ожоги, перенесенные операции, кровопотеря и др.
3. Патологические зависимости: пристрастие к алкоголю, наркотикам, в т.ч. никотину, и просто тяга к сладкому и желание жрать все без разбору.
4. Заболевания центральной нервной системы: рассеянный склероз, депрессия
5. Острые инфекционные заболевания: ОРВИ, пневмонии и др.

Недостаток валина действует угнетающе на нервную систему. У людей, страдающих от дефицита этой аминокислоты, могут возникнуть быстрая утомляемость, раздражительность, депрессия. Люди, борющихся с алкогольной или наркотической зависимостью, при  дефиците валина могут  вернуться к пагубному пристрастию.

Топ производителей лучших ВСАА с валином

1. Optimum Nutrition.

1. Maxler.

1. Weider.

1. Mutant.

1. Sportline.

1. Scitec Nutrition.

1. MHP.

1. MuscleTech.

1. Ultimate Nutrition.

Взаимодействие с другими веществами

Решили принимать валин в виде пищевой биодобавки? Тогда важно знать правила употребления и сочетания аминокислоты, дабы получить максимальную пользу.

Первое и самое главное: валин всегда необходимо принимать в сочетании с двумя другими аминокислотами – лейцином и изолейцином. Идеальный баланс: по 2 мг лейцина и валина на каждый миллиграмм изолейцина.

Второе, о чем не следует забывать: на пути к гематоэнцефалическому барьеру валин соперничает с тирозином и триптофаном. Это значит, что чем выше в организме уровень валина, тем меньше тирозина и триптофана содержится в клетках мозга. Учитывая эти аминокислотные «состязания», принимать тирозин и триптофан необходимо не раньше чем через час до или после приема валина.

Третий совет. Эта аминокислота отлично сочетается с полиненасыщенными жирными кислотами и «правильными» углеводами (крупы, мюсли, изделия из муки грубого помола).

И четвертое правило сочетания полезных веществ. Дефицит валина усложняет поглощение всех остальных аминокислот, необходимых для организма.

Придерживаясь этих советов, можно не беспокоиться о возможном дефиците валина.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Применение валина

Валин применяется в качестве пищевой добавки в составе BCAA (аминокислоты с разветвленной цепью). Это смесь аминокислот валина, лейцина и изолейцина в физиологической пропорции 1 : 1 : 2. ВСАА выделяют энергию непосредственно в мышечных волокнах, выполняя функцию мышечного топлива.  Они применяются:

1. Для повышения результативности тренировок, особенно в бодибилдинге и тяжелой атлетике.
2. Лечение депрессий, бессонницы, мигрени, восстановление положительного эмоционального фона, в комплексном лечении рассеянного склероза
3. Лечение патологических зависимостей: табакокурения, алкоголизма, наркомании
4. Контроль аппетита, устранение тяги к сладкому, контроль веса, увеличение обмена веществ для сжигания жира и наращивания мышечной массы
5. В комплексном лечении шока, при ожогах, травмах, операциях, чрезмерной кровопотере
6. Стимуляция иммунитета в период сезонного подъема простудных заболеваний

Валин рекомендуют применять в программах по наращиванию мышц. Прием БАДов, содержащих валин оказывает укрепляющее действие на мускулатуру и показан для восстановления мышечных волокон после интенсивных тренировок. Напряженная мышечная деятельность в ходе занятий пауэлифтингом, бодибилдингом и других силовых и скоростно-силовых видов спорта, влечет за собой разрушение части сократительных белков мышц (актина и миозина). В процессе восстановления валин восполняет мышечные структуры, и в этих условиях важно достаточное количества валина в организме. Поэтому для эффективного тренинга, наращивания мышечной массы следует регулярно принимать ВСАА в спортивном рационе. Это помогает наиболее полно использовать потенциал повышенного гормонального фона, возникающего в процессе тренировки, ускорить рост мышечной массы и силы.

Усвоение свободных аминокислот ВСАА не требует дополнительной энергии и не тормозит восстановление энергозапасов в мышечных клетках.

Что такое незаменимые аминокислоты? Где они содержатся?

Что такое незаменимые аминокислоты?

Незаменимые аминокислоты — это аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в организме человека и обязательно должны поступать с белковой пищей. Напомним, что наука выделяет 22 наиболее важных аминокислоты, 8 из которых являются незаменимыми — валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Для детей незаменимым также является аргинин.

Отсутствие или недостаток незаменимых аминокислот в питании приводит к нарушению обмена веществ (в частности, из-за создания отрицательно баланса азота в организме и нарушения биосинтеза белков). В результате ухудшается иммунитет, останавливаются различные функции восстановления и роста тканей, увеличивается риск возникновения нервных расстройств, депрессии и других психических нарушений.

В свою очередь, доступные в виде спортивного питания аминокислоты BCAA — это комбинация из лейцина, изолейцина и валина. Суточная потребность в этих трех аминокислотах составляет 5-6 г или половину от суммарной потребности во всех незаменимых аминокислотах. Употребление достаточного количества незаменимых аминокислот особенно важно для спортсменов, вегетарианцев и беременных женщин.

Функции незаменимых аминокислот

• Валин — необходим для метаболических процессов в мышцах, активно участвует в процессах восстановления после тренировок. Может быть использован мышцами в качестве дополнительного источника энергии.
• Изолейцин — необходим для синтеза гемоглобина, способствует нормальной свертываемости крови, защищая организм от инфекций. Увеличивает выносливость, способствует восстановлению и быстрому росту мышц.
• Лейцин — регулирует уровень сахара в крови, ускоряет заживление ран и может являться источником энергии для мускулатуры. Способствует восстановлению костей, кожи, мышечной ткани. Снижает уровень холестерина и повышает выработку гормона роста.
• Лизин — необходим для формирования костей, способствует усвоению кальция. Эта незаменимая аминокислота участвует в синтезе антител, гормонов, ферментов, формировании коллагена и восстановлении тканей.
• Метионин — способствует нормальному пищеварению, сохранению здоровья печени, участвует в переработке жиров, защищает от воздействия токсинов и радиации.
• Треонин — способствует поддержанию нормального белкового обмена в организме, помогая при этом работе печени. Необходим для правильной работы иммунной системы.
• Триптофан — используется организмом для синтеза гормонов серотонина и мелатонина, являющихся важнейшими нейромедиаторами. Необходим при бессоннице, депрессии и для стабилизации настроения.
• Фенилаланин — нейромедиатор для нервных клеток головного мозга. Эффективно помогает при депрессии, артрите, мигрени, ожирении. Плохо усваивается при нехватке витамина С.

Польза аминокислот BCAA в спорте

Лейцин считается одним из наиболее важных незаменимых аминокислот для спортсменов. Он усиливает выработку гормона роста, помогает заживанию микроповреждений в мышцах, способствует производству энергии и предотвращает распад мышечной ткани. Лейцин принимает активное участие в процессе роста мышц, активизируя анаболический комплекс mTOR, ответственный за регулирование синтеза белка.

Изолейцин способствует мышечному восстановлению, стимулирует выработку гормона роста и регулирует уровень сахара в крови. Эта аминокислота участвует в образовании гемоглобина и способствует нормальной свертываемости крови. Также считается необходимым компонентом микрофлоры кишечника, обладает бактерицидным действием по отношению к некоторым патогенным бактериям.

Валин имеет стимулирующий эффект при наборе мышечной массы, поскольку эта незаменимая аминокислота выступает в роли источника энергии, контролируя таким образом использование глюкозы организмом. Валин препятствует снижению уровня серотонина, представляя из себя натуральный антидепрессант. Он способствует снижению аппетита, поэтому необходим при тренировках для жиросжигания.

Незаменимые аминокислоты в продуктах

Наибольшее количество незаменимых аминокислот содержится в белковых продуктах питания — всевозможном мясе (начиная от говядины и свинины, заканчивая курицей и кроликом), яйцах, рыбе, субпродуктах. Также аминокислотами богаты молочные продукты — молоко, творог, сыр, сметана. Среди растительных продуктов, содержащих незаменимые аминокислоты, нужно отметить бобовые культуры — фасоль, сою, чечевицу, а также орехи и грибы.

Важно понимать, что при регулярном употреблении мяса в пищу организм человека легко покрывает потребности обмена веществ как в незаменимых аминокислотах в целом, так и в аминокислотах ВСАА в частности (то есть, в лейцине, изолейцине и валине). Речь об опасной нехватке этих веществ может идти исключительно при соблюдении строгой веганской диеты или при монодиете для похудения (ананасовой, огуречной и так далее).

Таблица содержания аминокислот

Содержание аминокислот в крупах

Лидером по содержанию незаменимых аминокислот в крупах является гречка и подобные ей псевдозлаковые культуры (в частности, киноа и амарант). В отличие от пшеницы, риса  и овсянки, гречневая крупа содержит полный комплекс важных для метаболизма аминокислот. Употребление 100 г гречки покрывает порядка 10% потребностей организма в незаменимых аминокислотах.

Незаменимые аминокислоты в крупах, граммов на 100 г сухого продукта:

Последствия нехватки аминокислот в питании

Недостаточное содержание белка в пище и хронический дефицит незаменимых аминокислот ведут к отрицательному азотистому балансу и развитию одной из форм авитаминоза (пеллагры), связанной с недостатком необходимого для образования триптофана. Симптомами нехватки являются мышечная слабость, снижение аппетита, отеки тканей, а также ломкость ногтей, сухость кожи, выпадение волос.

Симптомы нехватки аминокислот:

• снижение иммунитета
• потеря мышечной массы
• заторможенность центральной нервной системы
• угнетение выработки гормонов
• жировое перерождение печени
• замедление роста у детей

***

Новые материалы Фитсевен, 5 раз в неделю — в telegram:

Незаменимые аминокислоты — это важные для обмена веществ аминокислоты, которые не могут быть синтезированы в организме человека и обязательно должны поступать с белковой пищей. В виде спортивного питания доступны аминокислоты BCAA — комбинация из лейцина, изолейцина и валина. Натуральными источниками аминокислот являются мясо и другие белковые продукты питания.

В продолжение темы

Дата последнего обновления материала —  19 августа 2019

Аминокислоты для мозга — Золотой Кубок

Белок является важнейшей частью тканей
организма. Белки состоят из аминокислот, которые крайне важны для нормального
функционирования внутренних органов, в том числе головного мозга. Аминокислоты
поддерживают работу ЦНС, контролируют настроение, эмоции. Достаточное
количество этих элементов улучшает память, повышает умственные способности,
восприимчивость к информации.

Краткое содержание:

Чтобы все органы и системы работали
исправно, требуется достаточно много различных аминокислот, но для мозга
необходимы лишь некоторые из них, а именно глутаминовая кислота, тирозин,
триптофан и глицин, о котором слышали многие. Их называют нейромедиаторами,
поскольку они являются передатчиками нервных импульсов в мозге, отвечают за
работу ЦНС и память.

Есть и другие элементы, отвечающие за
состояние психики и эмоции. От них зависит настроение человека в конкретный
момент, а также внимание. Часть из них участвуют в производстве
нейромедиаторов.

Также существуют аминокислоты, которые
позволяют человеку переносить эмоциональные нагрузки, стрессы, то есть отвечают
за способность нервной системы противостоять негативным факторам.

Незаменимые аминокислоты для мозга

Аминокислоты делят на заменимые и
незаменимые. Вторые не производятся в организме. Для того, чтобы поддерживать
их достаточное количество, нужно правильно питаться, принимать специальные
добавки при необходимости. Эти аминокислоты стоит рассмотреть отдельно.

Изолейцин

Эта аминокислота имеет разветвленное
строение молекулы. Изолейцин играет важную роль для поддержания психической и
физической выносливости организма. Также среди функций этого элемента
поддержание в норме уровня гемоглобина в крови и регуляция уровня глюкозы.

Изолейцин крайне важен как при высоких
физических нагрузках, так и при стрессах, психических заболеваниях. Его
применяют при лечении болезни Паркинсона. Дефицит изолейцина проявляется в виде
тревожности, обмороков и головокружения, беспричинного беспокойства, усталости,
тахикардии, повышенной потливости. Также человек начинает быстро терять
мышечную массу. Избыток может привести к аллергическим реакциям, сгущению
крови.

Организм нуждается в изолейцине (3-4 г
в сутки). Содержится эта аминокислота в миндале и кешью, курице, яйцах,
бобовых, сое, рыбе, печени. Большое количество изолейцина содержится в молочных
продуктах, морепродуктах, мясе.

Лейцин

Данная аминокислота не оказывает
прямого воздействия на работу мозга, но играет важную роль для поддержания
психического равновесия, а также отвечает за восстановление мышечной и костной
ткани. Часто эту аминокислоту рекомендуют принимать после травм. Лейцин
содержится в рисе, бобовых, сое, пшенице, мясных продуктах.

Лизин

Эта аминокислота входит в состав
практически всех белков в человеческом организме. Для восстановления тканей она
необходима. Человек, который страдает от дефицита лизина, испытывает раздражительность,
плаксивость, слабость, плохо ест, у него выпадают волосы, нарушается внимание,
замечается снижение веса, появляются проблемы с репродуктивной функцией. Также
лизин играет важную роль в создании гормонов, ферментов в организме,
поддерживает иммунитет.

Особенно важен лизин для детей, у
которых растут кости. Аминокислота улучшает усвоение кальция в организме.
Богаты лизином яйца, молочные продукты, картофель, дрожжи, соя, говядина.

Метионин

Эта аминокислота крайне важна для
здоровых суставов и выведения вредных веществ из организма. Метионин
рекомендуют принимать при интоксикации (алкогольной или химической). Также
аминокислоту назначают женщинам при сильном токсикозе.

Для здоровья организма необходимо
получать по 2-4 г метионина в сутки. Дефицит этого элемента приведет к отекам,
слабости мышечных тканей, проблемам с органами ЖКТ, печенью, задержке развития
плода во время беременности.

Содержат метионин бобы, куриные яйца,
мясные продукты, кисломолочные продукты, лук и чеснок.

Фенилаланин

Особенность этой аминокислоты в том,
что в организме она способна преобразовываться и принимать участие в синтезе
нейромедиатора. Поэтому можно сказать, что фенилаланин оказывает воздействие на
настроение человека, его восприимчивость к боли, способность обучаться и
запоминать. Недостаток этой аминокислоты может привести к сильнейшим депрессии,
гормональным сбоям, снижению умственных способностей. Синтетический фенилаланин
назначают людям с артритом, депрессией, болезненными месячными, мигренями и
ожирением, так как этот элемент способен снижать аппетит.

Можно найти фенилаланин в следующих
продуктах: говядина, курица, морепродукты, молочные продукты.

Треонин

Эта аминокислота играет очень важную
роль в белковом и жировом обмене, стимулирует работу иммунной системы. Для
взрослого достаточной дозой треонина является 0,5 г в сутки. Если аминокислоты
недостаточно, это приводит к слабости мышц и уменьшению мышечной массы,
депрессивным состояниям, снижению внимания.

Достаточно большое количество треонина
содержится в куриных яйцах, молочных продуктах, говядине. В зерновых его мало,
поэтому люди, отказывающиеся от употребления мяса, страдают от дефицита
треонина гораздо чаще.

Триптофан

В организме эта аминокислота
превращается в важный нейромедиатор, отвечающий за состояние эмоционального
благополучия. При недостатке триптофана развивается депрессивное состояние,
подавленность, беспричинная тревожность, мигрень. Если у человека есть
бронхиальная астма, дефицит этой аминокислоты усилит приступы.

Триптофан часто используют и как
снотворное. Его желательно принимать с пищей. Аминокислоты достаточно много в
молочных продуктах, растительных маслах, бананах. Поэтому сложилось мнение, что
стакан молока на ночь помогает заснуть. Также эта аминокислота содержится в
овсянке, арахисе, морепродуктах, курице, индейке.

Прием триптофана в синтетическом виде
давно запрещен, так как он был признан опасным для сердца.

Валин

Данная аминокислота играет важную роль
в стимуляции умственной деятельности и поддержании координации. Валин способствует
скорому заживлению поврежденных тканей. Дефицит валина становит заметен по
причине повышения чувствительности кожи и нарушения координации движения. У
людей с недостатком этого элемента часто развиваются кожные заболевания,
например, дерматит. Суточная норма аминокислоты 3-4 г.

Чтобы восполнить недостаток валина в
организме, нужно есть больше сыра и творога, орехов, мяса и яиц.

Заменимые аминокислоты для мозга

Эта разновидность аминокислот
синтезируется организмом самостоятельно, а также поступает с пищей.

Аланин

Мозгу для работы требуется много
энергии, а данная аминокислота является ее источником. Также аланин
поддерживает работу иммунитета и регулирует уровень глюкозы. Эта аминокислота
очень часто используется в психиатрии, так как способствует снижению
раздражительности и апатии, а также избавляет от мигреней. Способность аланина
регулировать уровень глюкозы позволяет долго не ощущать голод.

Пища, богатая аланином, поможет
восполнить дефицит: мясо, яйца, желатин, молочные продукты.

Аспарагин

Аминокислота выводит аммиак из
организма и защищает ЦНС от его токсического воздействия. Аспарагин регулирует
все процессы ЦНС, предотвращая ее излишнее возбуждение или торможение. Также
есть мнение, что этот элемент играет важную роль в сопротивлении организма усталости,
то есть повышает выносливость. Наибольшее количество аспарагина содержится в
мясе.

Дефицит аминокислоты приводит к
мышечным болям, заметному снижению работоспособности, ухудшению памяти. Однако
избыток тоже опасен. Он может спровоцировать агрессию, проблемы со сном,
головным болям.

Аргинин

Этот элемент участвует в синтезе
инсулина и гормона роста, а также стимулирует защитные функции организма. Он
очень важен для роста мышц, а также поддержания здоровья психики. Из-за
активного воздействия на выработку гормона роста детям принимать аргинин не
рекомендуется, чтобы не спровоцировать гигантизм. Также избыток аргинина
вызывает проблемы с кожей и аллергические реакции, провоцирует тошноту и
диарею.

Чтобы восполнить дефицит аргинина,
необходимо есть горький шоколад, молочные продукты, пшеницу, орехи, желатин,
овсянку.

Глицин

Глицин является ноотропом и известен
многим как средство от депрессии. Он способен нормализовать психоэмоциональное
состояние, улучшить память и способность к обучению. Дефицит глицина приводит в
первую очередь к недостатку энергии и хронической усталости. Люди с недостатком
этой аминокислоты часто испытывают проблемы с работой кишечника, плохо спят.

Глицин применяют в синтетическом виде.
В природе он содержится в говядине, печени, овсянке. Столкнуться с переизбытком
глицина очень трудно, так как в организме он не скапливается, а свободно
выводится.

Цистеин

Данная аминокислота защищает клетки
мозга от токсического воздействия этилового спита и никотина, а также других
вредных химических веществ. Также цистеин замедляет процессы старения в
организме, облегчает клиническое проявление заболеваний. Недостаток может
спровоцировать снижение иммунитета, кожные заболевания, выпадение волос,
ломкость ногтей.

Цистеин присутствует в куриных яйцах,
чесноке, луке, орехах и овсянке.

ГАМК

Содержание этой аминокислоты в тканях
головного мозга очень велико. Она оказывает противосудорожное и успокаивающее
действие. Часто назначается при патологиях головного мозга, снижении умственной
активности, хронической и тяжелой депрессии. К недостатку АМК приводит избыток
физической нагрузки в сочетании с неправильным питанием и низким количеством
питательных веществ в еде. Для восполнения дефицита этой аминокислоты
рекомендуют пить чай.

Гистидин

Данная аминокислота полезна для
восстановления тканей, роста организма. Она помогает бороться со стрессами,
нормализует работу ЖКТ, защищает от инфекций, выводит тяжелые металлы из
организма.

Избыток гистидина ведет к возникновению
психозов и прочих психических недугов. Также эта аминокислота влияет на половое
возбуждение. При дефиците гистидина половое влечение снижается, помимо этого
могут возникнуть проблемы со слухом и усилиться тромбообразование. Гистидин
содержится в рыбе, красном мясе, злаковых.

Глутаминовая
кислота

Это важный нейромедиатор, оказывающий
ноотропный эффект и необходимый для нормальной работы головного мозга.
Глютаминовая кислота служит источником энергии для клеток мозга. В
синтетическом виде ее назначают при эпилептических припадках, проблемах с
умственным развитием у детей. Дефицит глутаминовой кислоты может привести к
ранней седине, плохому настроению, снижению иммунитета. Глютаминовая кислота
содержится в мясных продуктах, знаковых, натуральном молоке.

Глютамин

Данная аминокислота выводит из организма
аммиак и снижает его токсическое воздействие на организм. Он улучшает работу
мозга, поэтому рекомендуется людям с эпилепсией, импотенцией, страдающим
шизофренией.

Глютамин выпускают в синтетическом
виде, однако такие препараты должны храниться как можно дальше от влаги, иначе
будет выделяться аммиак. При серьезных заболеваниях печени такие препараты не
назначаются.

Аминокислота содержится во многих
пищевых продуктах, однако при термической обработке разрушается. Чтобы
восполнить дефицит глютамина, рекомендуют есть сырую петрушку и шпинат.

Таурин

Защищает мозг от вредного воздействия.
При гиперактивности у детей довольно часто назначают синтетический таурин.
Также он является частью лечения эпилепсии и беспричинного беспокойства.
Организм способен сам производить эту аминокислоту, если в организме нет
дефицита витамина В6. Также много таурина в мясных и молочных продуктах,
морепродуктах.

Аминокислоты для здоровья | Гомельский областной ЦГЭ и ОЗ

В природе существует более 500 различных аминокислот, из них всего 20 входят в состав белка. Аминокислотами называют гетерофункциональные соединения, содержащие одновременно амино- и карбоксильную группы в составе одной молекулы. Они хорошо растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях.

Аминокислоты участвуют во всех жизненных процессах. Это те самые кирпичики из которых состоит белок. В человеческом теле практически все органы состоят из белков – это и мышцы, и различные соединительные ткани, внутренние органы, железы, ногти, волосы, кожа, кости и жидкости. Некоторые белки содержат все незаменимые аминокислоты в количестве, достаточном для организма человека и животных. Такие белки называются биологически полноценными.

Организм синтезирует аминокислоты самостоятельно. Но есть целая группа аминокислот, которых организм сам синтезировать не может. Эти аминокислоты являются незаменимыми. Всего насчитывается 8 незаменимых аминокислот: лейцин, валин, изолейцин, лизин, фенилаланин, треонин, метионин и триптофан. Такие аминокислоты должны поступать в организм извне. В случае отсутствия или недостатка в рационе питания незаменимых аминокислот в организме нарушается белковый синтез.

Условно-незаменимые аминокислоты синтезируются в организме в небольшом количестве. Этого недостаточно для здорового функционирования организма, поэтому они должны дополнительно поступать либо с пищей, либо с пищевыми добавками. К этой группе относятся аргинин и гистидин.

Аргинин – аминокислота, которая вырабатывается организмом здорового взрослого человека самостоятельно, но у младенцев и пожилых людей синтез этого вещества существенно снижен. Аргинин выступает стимулятором роста у детей и подростков, а также может быть показан при беременности при малом весе плода. Основная функция аргинина состоит в его способности повышать уровень оксида азота, т.е. он обеспечивает гибкость сосудов, поддерживает их тонус, улучшает циркуляцию крови, что приводит к лучшему снабжению тканей и органов (орехи, особенно арахис и кедровые орехи, тыквенные и кунжутные семечки, немного меньше его в рыбе, птице, в мясных и молочных продуктах).

Гистидин способствует восстановлению поврежденных тканей, образованию лейкоцитов и эритроцитов, строительству миелиновых оболочек клеток. Эта аминокислота необходима в период с рождения до двадцати одного года, а также в периоды восстановления после перенесенных тяжелых заболеваний и травм. Дефицит гистидина может спровоцировать проблемы со слухом, а избыток – развитие неврозов и даже психозов (орехи, семечки, бананы, сухофрукты, бобовые, молочные продукты (особенно сыр), рыба (особенно лосось и тунец), мясе домашней птицы, говядине (филе), свинине (вырезка).

В отдельную группу выделяют условно-заменимые аминокислоты – цистеин и тирозин, их синтез осуществляется при наличии незаменимых аминокислот. При недостатке предшественников эти аминокислоты могут стать незаменимыми.

Цистеин в организме производится из незаменимой аминокислоты метионин и при его недостатке также может стать незаменимой аминокислотой. Цистеин необходим организму для производства таурина, который регулирует работу нервной системы, и глутатиона, отвечающего за иммунную систему организма. Цистеин входит в состав коллагена, кератина, инсулина, при необходимости может трансформироваться в глюкозу, наполняя организм энергией, регулирует давление, снижает холестерин в крови, выводит из организма токсические вещества.

Тирозин вырабатывается в здоровом организме из незаменимой аминокислоты фенилаланин. Он регулирует синтез гормонов щитовидной железы, надпочечников, гипофиза. Улучшает мыслительные процессы, памяти, помогает противостоять стрессовым ситуациям, а также поддерживает хорошее настроение. Отвечает за выработку пигмента меланина, благодаря которому мы имеет тот или иной цвет волос, кожи. Для спортсменов важно также, что тирозин участвуя в синтезе белка, способствует росту мышечных тканей, ускоряет восстановление после тяжелой физической нагрузки.

Незаменимые аминокислоты

Толкачёва Екатерина Александровна,
отдел общественного здоровья государственного учреждения
«Гомельский областной центр гигиены, эпидемиологии и общественного здоровья»

Аминокислоты BCAA. Что это? — Фитнес Лэнд

Это аминокислоты с разветвлёнными боковыми цепочками, которые являются важными элементами в процессе образования мышечной ткани. Они составляют около 40% от общего количества аминокислот в мышцах нашего организма и принимают непосредственное участие в восстановительных и анаболических процессах. Поскольку внутренний синтез ВСАА невозможен, мы можем получить их только извне, вместе с определёнными продуктами питания и в составе комплексных пищевых добавок.

По своему составу ВСАА представляет собой комплекс из трёх незаменимых аминокислот – изолейцина, лейцина и валина. Они являются уникальными по своей структуре, что позволяет им купировать процессы энтропии мышечных волокон и поддерживать концентрацию состава аминокислот на высоком уровне.

Эффективность влияния ВСАА на мышечную ткань человеческого организма неоднократно подтверждена многочисленными научными исследованиями и практическими экспериментами.

Поскольку человеческий организм не способен самостоятельно синтезировать изолейцин, валин и лейцин, которые являются основными составляющими аминокислот ВСАА, их дефицит может привести к замедлению роста, снижению мышечной массы нашего тела (вплоть до дистрофии) и другим различным неприятным метаморфозам, которые связанны с нарушением обмена веществ.

Разберём каждый из них по очереди.

Давайте рассмотрим что собой представляет каждая из этих незаменимых аминокислот в отдельности:

Лейцин

Оказывает важное влияние на физиологические процессы, связанные с восстановлением костной и мышечной тканей нашего организма. Принимает непосредственное участие в синтезе белков. Оказывает большое влияние на уровень серотонина и сахара в крови, поддерживая их показатели на оптимальном уровне. Является внутренним источником энергии для нашего тела. Содержится в таких продуктах питания как: рис, орехи, пшеничная мука, бобовые.

Изолейцин

Снижает уровень холестерина, путём его расщепления. При этом также регулирует уровень сахара в крови нашего организма. Принимает важное участие в процессах обмена веществ мышечной ткани и синтезе гемоглобина, тем самым способствуя увеличению выносливости и росту мышечной массы. Содержится в таких продуктах питания как: рыба, мясо птицы, печень, соевый белок.

Валин

Аминокислота которая, как и лейцин, является важным энергетиком для мышечных волокон нашего организма. Валин способен снизить мышечную усталость, путём поддержки азотного обмена. Содержится в таких продуктах питания как: морковь, арахис, свёкла, зерновые, молочные продукты.

Этот незаменимый аминокислотный комплекс. При его достаточном поступлении в наш организм, способен восстанавливать аминокислотный состав мышечной ткани, препятствуя катаболическим процессам и тем самым способствуя образованию новых мышечных волокон.

После поступления в организм ВСАА попадают непосредственно в мышцы. Поэтому принимать их лучше сразу после тренировочного процесса или других повышенных физических нагрузок. Именно в это время их приём будет особенно эффективным. Это поможет предотвратить разрушение мышечных волокон, восполнив расход глютамина и придаст дополнительную энергию уставшему организму.

Прибавив к приёму аминокислот ВСАА углеводные добавки, вы тем самым усилите эффект от их приёма, повысив уровень выработки инсулина и ускорив синтез аминокислот и белка в мышечных клетках. Всё это в конечном итоге благотворно скажется на увеличении мышечной массы вашего тела.

В периоды резкого увеличения нагрузок (например, перед подготовкой к важным соревнованиям или установлению нового рекорда) рекомендуется дополнительный приём добавок ВСАА перед тренировкой. Желательно перед этим растворить их в сладкой воде. Это обеспечит организм спортсмена необходимым количеством жидкости во время всего тренировочного процесса.

Основное отличие ВСАА от других аминокислот заключается в том, что при приёме они поступают непосредственно в мышечную ткань, обеспечивая наш организм так называемой «быстрой энергией». Они абсолютно безвредны для человека. Их можно принимать как по отдельности, так и в комплексе с другими пищевыми добавками.

Если вы хотите добиться наибольшего прироста мышечной массы, то лучше использовать их в комбинации с гейнером, протеином и креатином. Как показали многочисленные исследования, именно при таком сочетании спортсмены в различных видах спорта, а особенно в бодибилдинге, добивались лучших результатов.

Изолейцин — обзор | Темы ScienceDirect

Аминокислоты с разветвленной цепью

Лейцин, изолейцин и валин являются незаменимыми аминокислотами, но могут быть производными их соответствующих α-кетокислот. Один фермент может катализировать трансаминирование всех трех. Α-кетокислоты путем окислительного декарбоксилирования дают тиоэфиры ацил-КоА, которые путем α, β -дегидрирования дают соответствующие α , β -ненасыщенные тиоэфиры ацил-КоА. Катаболизм этих тиоэфиров затем расходится.Катаболизм лейцина дает ацетоацетат и ацетил-КоА через β -гидрокси- β -метилглутарил-кофермент A (HMG-CoA) — также промежуточный продукт в биосинтезе холестерина и других изопреноидов (Глава 19). Катаболизм изолейцина дает пропионил-КоА (глюкогенный предшественник) и ацетил-КоА. Катаболизм валина дает сукцинил-КоА (рис. 17-14). Таким образом, лейцин является кетогенным, а изолейцин и валин кетогенными и глюкоаеновыми.

РИСУНОК 17-14. Обзор катаболизма аминокислот с разветвленной цепью.TPP = пирофосфат тиамина.

Окислительное декарбоксилирование α-кетокислот катализируется комплексом дегидрогеназы кетокислот с разветвленной цепью (BCKADH), аналогичным комплексу пируватдегидрогеназы и α-кетоглутаратдегидрогеназы. BCKADH широко распространен в митохондриях тканей млекопитающих (особенно в печени и почках). Он требует Mg ²⁺ , тиаминпирофосфата, CoA-SH, липоамида, FAD и NAD ⁺ и содержит активность декарбоксилазы кетокислот α –, дигидролипоилтрансацилазы и дигидролипоилдегидрогеназы.Подобно пируватдегидрогеназному комплексу, BCKADH регулируется ингибированием продукта и фосфорилированием (которое инактивирует) и дефосфорилированием (которое активирует).

α, β -дегидрирование катализируется белком FAD и аналогично дегидрированию тиоэфиров ацил-CoA с прямой цепью при окислении жирных кислот β (Глава 18). Метиленциклопропилацетил-КоА, полученный из гипоглицина, токсина растений (главы 15 и 18), который ингибирует эту стадию β -окисления, также подавляет его катаболизм аминокислот с разветвленной цепью.

Гипоглицин вызывает гипогликемию и метаболический ацидоз, которые часто приводят к летальному исходу.

Кетоацидурия с разветвленной цепью (болезнь мочи кленового сиропа), аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся кетоацидозом, начинается в раннем младенчестве и возникает из-за дефекта стадии окислительного декарбоксилирования метаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Название происходит от характерного запаха (напоминающего кленовый сироп) мочи этих пациентов. Известно пять различных вариантов (классический, прерывистый, промежуточный, тиамин-чувствительный и дефицит дигидролипоилдегидрогеназы), из которых первый, вызванный дефицитом декарбоксилазы α-кетокислот с разветвленной цепью, является наиболее серьезным.Заболеваемость болезнью мочи кленовым сиропом среди населения США составляет 1 случай на 250 000–400 000 живорождений. В популяциях меннонитов заболеваемость чрезвычайно высока (1 из 760). Программы неонатального скрининга состоят из измерения уровня лейцина в засохших пятнах крови с использованием анализа ингибирования бактерий. Программы неонатального скрининга обычно включают тестирование ряда других излечимых метаболических нарушений, таких как гипотиреоз , фенилкетонурия, галактоземия, и другие.Если скрининговый тест на определенное нарушение обмена веществ дает положительный результат, проводится подтверждающий тест. При заболевании мочи кленовым сиропом подтверждение требует количественного определения сывороточных уровней аминокислот с разветвленной цепью и уровней в моче как аминокислот с разветвленной цепью, так и их кетокислот. Долгосрочное лечение включает диетическое ограничение аминокислот с разветвленной цепью. Частое измерение концентраций этих аминокислот в плазме необходимо для контроля степени ограничения диеты и соблюдения пациентом режима лечения.

Многие аминоацидурии и их метаболиты вызывают необычный запах, например, болезнь мочи кленового сиропа. Некоторые из других — это фенилкетонурия (затхлый запах), тирозинемия I типа (вареная капуста), глутаровая ацидурия (потливость ног), 3-метилкротонилглицинурия (каталитическое лечение ). моча) и триметиламинурия (рыба). У пациентов с триметиламинурией соединением, ответственным за запах рыбы, является триметиламин, который является побочным продуктом катаболизма белков бактериальной флорой толстого кишечника.Обычно триметиламин инактивируется флавинмонооксигеназами печени. У пациентов с триметиламинурией было идентифицировано несколько различных мутаций в гене флавинмонооксигеназ. Ингибитор флавинмонооксигеназ — индол-3-карбинол, содержащийся в темно-зеленых овощах (например, брокколи). Уменьшение симптомов неприятного запаха при триметиламинурии может быть достигнуто за счет ограничения потребления темно-зеленых овощей и белка и назначения низких доз антибиотиков для уменьшения бактериальной флоры кишечника.

Что такое лейцин и изолейцин?

Лейцин и изолейцин входят в число 20 аминокислот, которые естественным образом содержатся в организме человека. Они очень похожи по строению, но имеют небольшие различия, которые изменяют их физиологические свойства.

молекуул_бе | Shutterstock

Обе эти аминокислоты являются неполярными и алифатическими и имеют боковую цепь из четырех атомов углерода, выходящую из основной аминокислотной структуры. Скелетная структура лейцина показана ниже.

Скелетная структура изолейцина показана ниже.

Оба содержат одинаковые карбоксильные и амино-функциональные группы и имеют схожий размер, но имеют разную структуру боковых цепей. Это пример структурных изомеров, в которых атомы углерода находятся в разных положениях.

Роль лейцина в организме

Обе эти аминокислоты играют важную роль в организме, но, несмотря на схожую структуру, эти роли имеют тенденцию различаться.Лейцин важен для общего здоровья мышц. Он может стимулировать синтез белка и уменьшить распад белка, особенно мышечного белка, после физической травмы.

Лейцин также увеличивает уровень инсулина в крови, что приводит к аналогичному эффекту на белки в мышечной ткани.

Лейцин также важен для регуляции уровня сахара в крови, поскольку он действует как источник глюконеогенеза (синтеза глюкозы из неуглеводных) в печени.Это помогает заживлению тела и мышц.

Роль изолейцина в организме

Изолейцин выполняет множество различных функций в организме. Он разделяет некоторые функции с лейцином в регулировании уровня глюкозы в крови и заживлении ран, но также имеет несколько уникальных функций. Изолейцин играет роль в детоксикации азотистых отходов, таких как аммиак, которые затем выводятся из организма почками.

Изолейцин также необходим для производства и образования гемоглобина и производства красных кровяных телец.Следовательно, это важная аминокислота в процессе восстановления после кровопотери или анемии.

Дефицит лейцина и изолейцина

Обе эти аминокислоты получают из сыра, яиц, большинства видов мяса, семян и орехов. Эти продукты обычно присутствуют в рационе, поэтому дефицит в них встречается довольно редко.

Дефицит изолейцина чаще всего встречается у пожилых людей и может привести к ослаблению и истощению мышц, а также к тремору.

Дефицит лейцина встречается гораздо реже, но может приводить к аналогичным симптомам, таким как мышечная слабость и колебания уровня сахара в крови

Аминокислоты с разветвленной цепью

Лейцин, изолейцин и валин (другая аминокислота) сгруппированы как аминокислоты с разветвленной цепью или BCAA.Все BCAA необходимы для жизни человека. Они необходимы для физиологической реакции на стресс, для выработки энергии и, в частности, для нормального обмена веществ и здоровья мышц.

Эти аминокислоты с разветвленной цепью также, как правило, популярны у бодибилдеров и других людей, которые сосредоточены на наращивании физической силы, потому что потребление BCAA может уменьшить потерю мышечной массы и обеспечить более быстрое восстановление мышц.

Применение BCAA

BCAA вводят пациентам, выздоравливающим после травм или после операции, чтобы помочь заживлению мышц и ран.Они также могут помочь в лечении определенных типов поражения печени, часто встречающихся у алкоголиков, и уменьшить симптомы заболевания печени.

Еще одно состояние, при котором могут быть полезны BCAA, — это фенилкетонурия, при которой организм не может синтезировать аминокислоту фенилаланин. Прием BCAA может помочь организму справиться с нехваткой этой аминокислоты.

Эти аминокислоты также полезны при лечении анорексии, поскольку у таких людей часто слабые или тонкие мышцы, которые необходимо наращивать.В этих условиях лейцин и изолейцин особенно полезны для наращивания мышечной массы.

Дополнительная литература

Лекарства, содержащие активный ингредиент изолейцин

Лекарства, содержащие активный ингредиент изолейцин — (emc)

Перейти к основному содержанию

глицин, треонин, хлорид натрия, глюкоза, триптофан, хлорид кальция, метионин, лизин, хлорид магния, тригидрат ацетата натрия, двухосновный фосфат калия, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, этиловые эфиры омега-3 кислот 90, цинк, моногидрат глюкозы, тригидрат ацетата натрия, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин, гидрохлорид лизина, триглицериды со средней длиной цепи, гептагидрат сульфата магния

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, этиловые эфиры омега-3 кислот 90, цинк, моногидрат глюкозы, гептагидрат сульфата магния, тригидрат ацетата натрия, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, очищенный, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин, гидрохлорид лизина, триглицериды со средней длиной цепи

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, моногидрат глюкозы, моногидрат лизина, тетрагидрат ацетата магния, ацетат калия, таурин, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота , глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, орнитин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

тетрагидрат ацетата магния, ацетат калия, таурин, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, орнитин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин , глицин, треонин, хлорид натрия, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, моногидрат глюкозы, моногидрат лизина

Baxter Healthcare Ltd

дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, моногидрат глюкозы, моногидрат лизина, тетрагидрат ацетата магния, ацетат калия, таурин, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, гистидиновая кислота изолейцин, лейцин, орнитин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин, глицин, треонин, хлорид натрия, триптофан

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, хлорид натрия, лактат натрия, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, лизин, гексагидрат хлорида магния, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, метионин, лизин, таурин, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, орнитин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, хлорид натрия, триптофан, метионин, лизин, хлорид магния, тригидрат ацетата натрия, двухосновный фосфат калия, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, метионин, лизин, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, хлорид натрия, триптофан, метионин, лизин, хлорид магния, тригидрат ацетата натрия, двухосновный фосфат калия, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, метионин, лизин, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, хлорид натрия, триптофан, метионин, лизин, хлорид магния, тригидрат ацетата натрия, двухосновный фосфат калия, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, метионин, лизин, аланин, аргинин, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, глюкоза, триптофан, дигидрат хлорида кальция, метионин, глицерофосфат натрия, лизин, гексагидрат хлорида магния, тригидрат ацетата натрия, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота. кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, глюкоза, триптофан, метионин, лизин, оливковое масло, рафинированное, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, глюкоза, безводный, метионин, глицерофосфат натрия, лизин, гексагидрат хлорида магния, тригидрат ацетата натрия, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидиновая кислота , изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, глюкоза, безводный, метионин, глицерофосфат натрия, лизин, гексагидрат хлорида магния, тригидрат ацетата натрия, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидиновая кислота , изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, глюкоза, безводный, метионин, лизин, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, глюкоза, безводный, метионин, глицерофосфат натрия, лизин, гексагидрат хлорида магния, тригидрат ацетата натрия, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидиновая кислота , изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

глицин, треонин, триптофан, глюкоза, безводный, метионин, лизин, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

хлорид калия, глицин, треонин, триптофан, дигидрат хлорида кальция, глюкоза, безводный, метионин, глицерофосфат натрия, лизин, гексагидрат хлорида магния, тригидрат ацетата натрия, соевое масло, рафинированное, аланин, аргинин, аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, гистидиновая кислота , изолейцин, лейцин, фенилаланин, пролин, серин, тирозин, валин

Baxter Healthcare Ltd

Подземные пути биосинтеза изолейцина у E.coli

Существенные изменения:

1) Авторы сообщают, что реплицированные культуры ∆ilvA ∆tdcB E. coli , в которых отсутствуют обе треониндезаминазы, начинают расти в разное время, однако секвенирование генома не выявляет мутаций. Авторы утверждают, что это связано со «стохастической адаптацией клеточного метаболизма». В этом нет смысла; Обычно такой результат наблюдается, когда требуются мутации, и они происходят в разное время в разных пробирках.Транскрипционные изменения в ответ на условия роста обычно происходят очень быстро и в те же временные рамки для реплицируемых культур. Кроме того, гены синтеза метионина должны быть включены уже в минимальной среде, поэтому неясно, какие другие изменения могут внести свой вклад. Это серьезная проблема как с данными, так и с интерпретацией, которую необходимо исправить.

Рецензенты действительно правы, и мы благодарим их за внимание к этой проблеме. Следуя этому комментарию, мы решили секвенировать геном большего количества штаммов, которые начали расти через> 70 часов.Мы использовали другое программное обеспечение для выявления мутаций. Мы обнаружили у нескольких штаммов делецию большой геномной последовательности (> 25 000 п.н.), которую мы не смогли идентифицировать с помощью программного обеспечения, которое мы использовали ранее. В частности, мы обнаружили, что в большинстве секвенированных штаммов (11 штаммов из 16 секвенированных) metC был либо удален, либо мутирован. Только в двух штаммах мы не смогли идентифицировать мутацию, но это могло быть связано с техническими трудностями.

Мы предоставляем результаты секвенирования в новой дополнительной таблице.Мы удалили из текста все указания на «стохастическую адаптацию клеточного метаболизма». Далее мы добавили следующий текст в раздел результатов:

«Затем мы стремились понять генетическую основу биосинтеза 2 КБ в штаммах Δ ilvA Δ tdcB и Δ5. […] Другой мутировавший штамм содержал единственную мутацию в гене, кодирующем серинацетилтрансферазу (CysE): Ala33Thr (дополнительный файл 1)… »

2) Согласно Ecocyc, MetC является важным геном, и штаммы, в которых отсутствует MetC, не могут расти на глюкозе в качестве единственного источника углерода.Таким образом, наблюдение, что штамм ∆5 ∆metC может расти без добавления метионина, вызывает недоумение. Подтвердили ли авторы, что metC действительно отсутствует? Либо есть интересное и неочевидное механистическое объяснение, либо работа не была сделана должным образом.

Мы признаем, что изначально этот результат был довольно неожиданным. Чтобы подтвердить отсутствие гена metC , мы выполнили:

i) ПЦР с «внешними» праймерами для области удаленного гена, подтверждающая, что он не находится в исходном положении.

ii) ПЦР с «внутренними» праймерами, подтверждающая, что ген не может быть найден нигде в геноме (то есть, что ген не «перескочил» в какое-либо другое место генома).

Важно отметить, что, несмотря на аннотацию EcoCyc, в литературе есть несколько указаний на то, что metC может быть удален без ауксотрофного фенотипа:

i) В публикации коллекции Keio указано, что Δ metC растет на MOPS + 0,4% глюкозы (см. Дополнительную таблицу 3 в Baba, Tomoya, et al.«Конструирование инфрамы Escherichia coli K12, нокаут-мутантов по одному гену: коллекция Кейо». Молекулярная системная биология 2.1 (2006).

ii) Одно исследование ясно показало, что MalY может заменить MetC (Zdych et al., 1995).

iii) Другое исследование показало, что Alr и FimE могут заменить MetC (Patrick et al., 2007).

В совокупности ясно, что несколько PLP-зависимых ферментов могут заменять MetC, что объясняет обнаруженный нами фенотип, который согласуется с предыдущими исследованиями.

Следуя комментарию рецензентов, мы теперь цитируем эти исследования в пересмотренном тексте и далее объясняем, что беспорядочная активность PLP-зависимых ферментов может объяснить рост без MetC:

«Штамм Δ5 ΔmetC мог расти даже без добавления метионина (что соответствует штамму ΔmetC в коллекции Keio), предположительно из-за существования нескольких PLP-зависимых ферментов, которые могут катализировать реакцию MetC, например , MalY, Alr и FimE.”

Наконец, мы отмечаем, что во множестве штаммов, эволюционировавших для роста без изолейцина, была удалена большая геномная последовательность, содержащая ген metC , что дополнительно подтверждает, что E. coli может расти без активности MetC.

3) Странно, что клетки, выращенные в аэробных условиях, могут рекрутировать MetB для синтеза 2-кетобутирата, в то время как клетки, выращенные в анаэробных условиях, по-видимому, этого не делают. MetB должен быть выражен в обоих условиях. Необходимо хорошее объяснение этого противоречащего интуиции открытия.

Мы благодарим рецензентов за то, что подняли этот важный вопрос. Как указано в нашем исследовании, сверхэкспрессия MetB, вероятно, не является правильным подходом к тестированию MetB-зависимой продукции 2KB из-за ингибирования реакции цистеином. Вместо этого мы протестировали эволюционированный штамм Δ ilvA Δ tdcBcysE * и сконструированный штамм Δ5 cysE * анаэробно, чтобы увидеть, активен ли MetB-зависимый путь также в этих условиях. Как показано на недавно добавленном рисунке 7 — рисунок в приложении 1, мы обнаружили, что cysE * действительно обеспечивает рост также в анаэробных условиях, но с профилем роста, сильно отличающимся от зависимого от пропионата роста.Стоит отметить, что, хотя эта мутация способствовала росту, она не возникла спонтанно в анаэробных условиях.

Можно также сделать вывод, что MetB-зависимый путь активен анаэробно, сравнив мечение изолейцина при кормлении с ¹³ С-пропионатом штамма ∆5 и штамма ∆5 ∆ metA на рисунке 8. Повышенное мечение Наблюдаемый при делеции metA указывает на то, что MetB-зависимый путь активен анаэробно, хотя и в гораздо меньшей степени, чем аэробно.

В пересмотренном тексте отражены следующие моменты:

«Затем мы стремились изучить подземные пути биосинтеза изолейцина в анаэробных условиях. Развитый штамм Δ ilvA Δ tdcBcysE * и сконструированный штамм Δ5 cysE * могли расти анаэробно без изолейцина (фигура 8 — приложение к рисунку 1). Однако мы не наблюдали повторного появления делеции metC , мутации cysE * или любой другой мутации: штамм Δ5 не мог расти без добавления изолейцина даже через 120 часов (черные линии на рисунке 8A). .”

«Удаление metA увеличило эту маркировку до 90% (Рисунок 9), что указывает на то, что MetB-зависимый маршрут активен анаэробно, хотя и в гораздо меньшей степени, чем аэробно».

4) В нескольких местах текст говорит, что фермент x может катализировать реакцию y. Например, в подразделе «Биосинтез 2-кетобутирата из сукцинил-гомосерина» говорится, что MetB катализирует как конденсацию о-сукцинилгомосерина и цистеина, так и расщепление о-сукцинилгомосерина с образованием сукцината и 2-кетобутирата.В каждом случае, когда делаются такие утверждения, важно предоставить значения для k _cat и K _m либо из литературы, либо из экспериментов, проведенных в ходе этой работы.

Следуя рекомендациям рецензента, мы добавили необходимую информацию:

«Во-первых, вместо того, чтобы катализировать конденсацию цистеина с сукцинил-гомосерином — первым промежуточным продуктом в пути биосинтеза метионина — цистатионин-гамма-синтаза (MetB) может расщеплять последний промежуточный продукт с образованием сукцината и 2KB (реакция 1 на рисунке 5; k _кот = 7.7 s ^-1 и K _M (сукцинил-гомосерин) = 0,33 мМ для фермента E. coli ). […] Наконец, некоторые варианты MetC могут действовать как метионин-γ-лиаза, высвобождая 2 КБ путем прямого расщепления метионина (реакция 6 на рисунке 5; например, k _cat ≈ 0,01 с ^-1 для Lactococcus lactis subsp. . фермент креморис B78) ».

«Подтверждая предыдущие исследования, мы обнаружили, что MetB катализирует расщепление сукцинил-гомосерина до 2КБ (реакция 1 на рисунке 5) с k _cat из 9.3 ± 0,4 с-1, K _m (сукцинил-гомосерин) = 0,60 ± 0,08 мМ и k _cat / K _m (сукцинил-гомосерин) = 16 ± 2 мМ ^-1 с ^-1 (Рисунок 5 — приложение к рисунку 2А) »

«Мы действительно обнаружили, что PFL катализирует конденсацию пропионил-КоА и формиата с образованием 2КБ с удельной активностью 0,6-1,1 мкмоль / мин / мг с K _м (пропионил-КоА) = 0,83 ± 0,6 мМ и K _м (формиат) = 69 ± 11 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, и Рисунок 5 — дополнение к рисунку 1, и Рисунок 8 — приложение к рисунку 2 и 3).”

«Мы обнаружили, что очищенный TdcE каталитически превосходит PFL, генерируя 2 КБ с удельной активностью 1,8-2,1 мкмоль / мин / мг с K _m (пропионил-КоА) = 0,52 ± 0,08 мМ и K _m (формиат) = 20 ± 3 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, и Рисунок 5 — дополнение к рисунку 1, и Рисунок 8 — Приложение к рисунку 2 и 3) ».

5) Следует определить фактические значения K _i для ингибирования расщепления о-сукцинилгомосерина MetB в присутствии цистеина и гомоцистеина.Эти значения следует сравнивать с фактическими концентрациями цистеина и гомоцистеина в клетках. Единичные концентрации, использованные в экспериментах, показанных на дополнительном рисунке 1B, намного превышают концентрации, которые, как я ожидал, будут присутствовать в клетках.

Благодарим рецензентов за этот очень важный комментарий. Изучая литературу, мы находим убедительные доказательства того, что внутриклеточная концентрация цистеина и гомоцистеина E. coli составляет ~ 0,3 мМ (Wheldrake, 1967; Bennett et al., 2009; Guo et al., 2013).

Таким образом, мы провели дополнительные эксперименты, в которых мы инкубировали фермент с осукцинилгомосерином и физиологической концентрацией цистеина или гомоцистеина на уровне 0,3 мМ. Мы проследили за двумя реакциями, количественно определив концентрации сукцината и 2КБ с течением времени с помощью ВЭЖХ-МС / МС. Когда MetB инкубируют с O-сукцинилгомосерином и 0,3 мМ цистеина, реакция элиминирования (реакция 1 на фиг. 5) полностью подавляется, пока присутствует цистеин, и начинается только после того, как весь цистеин израсходован.Гомоцистеин (0,3 мМ), по-видимому, оказывает более слабое ингибирующее действие на реакцию расщепления. Все соответствующие графики представлены на дополнительных рисунках 1B-E и, надеюсь, дают более четкое представление о том, как цистеин и гомоцистеин действуют в подавлении реакции элиминации этого фермента.

К сожалению, невозможно измерить значения K _и для цистеина и гомоцистеина для ингибирования расщепления O-сукцинилгомосерина до сукцината и 2KB с помощью MetB (реакция 1 на рисунке 5).Цистеин и гомоцистеин могут сами использоваться в качестве субстратов в реакциях замещения MetB (стандартная реакция, отмеченная черной стрелкой на фиг. 5, и реакция получения 2 КБ, отмеченная цифрой 2 на фиг. 5 соответственно), а для цистеина сообщалось, что замена реакция осуществляется с 65-кратным увеличением скорости оборота по сравнению с реакцией элиминирования (Aitken, SM, Kim, DH & Kirsch, JF (2003) Escherichia coli цистатионин-γ-синтаза не подчиняется кинетике пинг-понга.Новые непрерывные анализы для реакций элиминирования и замещения, Биохимия. 42, 11297-306). Это делает невозможным исследование ингибирующего действия цистеина и гомоцистеина, особенно при низких концентрациях, поскольку они быстро преобразуются.

Мы изменили текст, чтобы отразить новые результаты:

«В поддержку предыдущих исследований мы обнаружили, что MetB катализирует расщепление сукцинил-гомосерина до 2КБ (реакция 1 на рисунке 5) с k _cat = 9.3 ± 0,4 с ^-1 , K _m (сукцинил-гомосерин) = 0,60 ± 0,08 мМ, и, следовательно, k _cat / K _m (сукцинил-гомосерин) = 16 ± 2 мМ ^-1 с ^-1 (Рисунок 5 — приложение к рисунку 2А). Тем не менее, ранее сообщалось, что цистеин ингибирует расщепление сукцинил-гомосерина. Поэтому мы охарактеризовали реакцию расщепления в присутствии цистеина или гомоцистеина (в качестве альтернативного субстрата) при физиологических концентрациях ~ 0.3 мМ и при искусственно высоких концентрациях 3-6 мМ. Мы обнаружили, что цистеин действительно ингибирует расщепление сукцинил-гомосерина при физиологических концентрациях, в то время как гомоцистеин ингибирует реакцию только при высоких концентрациях (Рисунок 5 — приложение к рисунку 2B-E) ».

6) Подраздел «Латентный аэробный путь биосинтеза изолейцина», абзац четвертый: можно ли игнорировать поток через пентозофосфатный путь при рассмотрении паттернов мечения после роста на глюкозе, меченной 13C? Через него проходит значительный поток.

Поток через окислительный пентозофосфатный путь действительно значительный, но его влияние на мечение будет зависеть от того, преобразуются ли полученные пентозофосфаты в C3 / C6-фосфосахары. То есть производство только пентозофосфатов из окислительного пентозофосфата не изменит маркировку в пирувате, в то время как только если значительное количество пентозофосфатов превратится в F6P и GAP, это повлияет на маркировку пирувата. Отклонение измеренной маркировки от ожидаемой также отражает этот поток.Несмотря на это, главный вывод из этого раздела заключается в том, что паттерны мечения штамма WT, штамма ΔilvA ΔtdcB и штамма Δ5 идентичны, что указывает на то, что цитрамалатный путь не работает.

Мы внесли поправки в текст, чтобы указать, что отклонение от ожидаемой маркировки также может быть связано с активностью пентозофосфатного пути:

«небольшие отклонения от ожидаемой маркировки могут быть отнесены к обилию в окружающей среде ¹³ ° C и перетасовке меченого углерода из-за активности пентозофосфатного пути и цикла TCA»

7) Постулируемая пропионатформиатлиазная активность пируватформиатлиазы должна быть количественно определена in vitro.

Следуя комментарию рецензентов, мы измерили кинетику как PflB, так и TdcE для конденсации пропионил-КоА с формиатом. Результаты показаны в таблице 1, на рисунке 5 — добавление к рисунку 1 и на рисунке 8 — в приложении к рисунку 2 и 3, а также в тексте:

«Мы действительно обнаружили, что PFL катализирует конденсацию пропионил-КоА и формиата с образованием 2КБ с удельной активностью 0,6-1,1 мкмоль / мин / мг с K _m (пропионил-КоА) = 0.83 ± 0,6 мМ и K _м (формиат) = 69 ± 11 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, и Рисунок 5 — дополнение к рисунку 1, и Рисунок 8 — Приложение к рисунку 2 и 3) ».

«Мы обнаружили, что TdcE каталитически превосходит PFL, генерируя 2 КБ с удельной активностью 1,8-2,1 мкмоль / мин / мг с K _m (пропионил-КоА) = 0,52 ± 0,08 мМ и K _m (формиат) = 20 ± 3 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, и Рисунок 5 — дополнение к рисунку 1, и Рисунок 8 — приложение к рисунку 2 и 3).”

8) Раздел результатов и рисунок 3, чтобы установить, что недостаток 2-кетобутирата является основной причиной фенотипа, наблюдаемого на рисунке 3. Простой эксперимент, такой как добавление 2-кетобутирата, а не изолейцина, в питательную среду для определить, дает ли добавление 2-кетобутирата тот же эффект, что и добавление изолейцина, было бы полезно для подтверждения роли 2-кетобутирата в мутантах.

Мы благодарим рецензента за это простое и элегантное экспериментальное предложение.Мы добавили 2 КБ для штамма ΔilvA ΔtdcB , штамма Δ5 и штамма ΔilvC . Как и ожидалось, добавка 2 КБ спасла рост первых двух штаммов, а не второго. Результаты показаны на Рисунке 2.

Соответственно изменили текст:

«В качестве дополнительного подтверждения мы наблюдали, что добавление 2КБ в среду культивирования спасало рост штамма Δ ilvA Δ tdcB и штамма Δ5, но не штамма ΔilvC (рис. 2).”

9) Подраздел «Биосинтез 2-кетобутирата из сукцинил-гомосерина»: почему авторы не сконструировали мутант, в котором был удален MetB, чтобы подтвердить вывод, сделанный о MetB?

Благодарим рецензента за это предложение. Мы сконструировали штамм и подтвердили, что полученный штамм не рос без изолейцина. Эти результаты показаны на рисунке 4 и обсуждаются в тексте:

«… поскольку делеция metB в штамме Δ5 полностью прекратила рост без изолейцина (коричневая линия на рисунке 4), весьма вероятно, что MetB участвует в производстве 2 КБ.… »

10) Подраздел «Ферментные анализы»: для анализа MetB необходимо более четкое описание измерения продукта. Способность MetB генерировать 2-кетобутират следует измерять с помощью ВЭЖХ / МС (что авторы сделали с экспериментами по ингибированию). Для кинетических анализов MetB авторы описали измерение, отслеживая потребление НАДН. Неясно, как анализ связан с образованием 2-кетобутирата.

После комментария рецензентов методы анализа реакции элиминации MetB были расширены и лучше объяснены.

Логика нашего анализа следующая. Инкубация MetB с O-сукцинилгомосерином в качестве единственного субстрата приводит к сукцинату и 2-кетобутирату. Последний легко восстанавливается коммерческой лактатдегидрогеназой при потреблении НАДН. Следовательно, активность MetB может быть связана с лактатдегидрогеназой, отслеживая потребление НАДН при 340 нм. Спектрофотометрические анализы сочетания легче выполнять, чем периодические анализы ВЭЖХ-МС / МС, и обычно используются для определения кинетики ферментов таким образом.

Текст для всех анализов MetB, MetC и CysE теперь выглядит следующим образом:

«Реакция элиминирования MetB (красная стрелка, реакция 1 на фиг. 5) была кинетически охарактеризована с использованием спектрофотометрического анализа. […] Массовый переход и время удерживания соединений сравнивали со стандартами для идентификации. Для интеграции хроматограмм использовалось программное обеспечение MassHunter (Agilent, Санта-Клара, Калифорния, США) »

11) Подраздел «Ферментные анализы» описывает анализ, используемый для определения активности MetB.Рассматриваемая ими реакция элиминирования MetB дает 2-кетобутират, который, по-видимому, обнаруживается с помощью лактатдегидрогеназы, которая обычно использует пируват в качестве субстрата. Превращает ли лактатдегидрогеназа 2-кетобутират? Удостоверились ли авторы в том, что количество лактатдегидрогеназы было достаточным, чтобы они действительно анализировали активность MetB? В пятом параграфе говорится, что «сукцинат, пируват и 2-кетобутират в ферментативных анализах были количественно определены с помощью ЖХ / МС / МС. Это утверждение не согласуется с описанным использованием лактатдегидрогеназы.”

Лактатдегидрогеназа легко восстанавливает 2-кетобутират. Мы использовали коммерчески доступную лактатдегидрогеназу мышц кролика, которая, как сообщалось, показала в 50 раз меньшую каталитическую эффективность с 2-кетобутиратом по сравнению с пируватом в качестве субстрата (Kim and Whitesides, 1988). Эта эффективность все еще достаточна для анализа связывания. Мы протестировали различные концентрации лактатдегидрогеназы в анализе, чтобы убедиться, что активность фермента связывания превышает активность MetB.

К сожалению, утверждение о том, что мы измерили сукцинат, пируват и 2-кетобутират с помощью ВЭЖХ-МС / МС, вводит в заблуждение как обобщение, но технически верно и было изменено для ясности. Анализ сочетания лактатдегидрогеназы использовался только для реакции элиминирования MetB (реакция 1 на фиг. 5) или реакции MetC с гомоцистеином или метионином (реакция 5 или 6 на фиг. 5). Реакции замещения MetB цистеином или гомоцистеином (реакция черной стрелкой и реакция 2 на фиг. 5) анализировали путем измерения образования сукцината с помощью ВЭЖХ-МС / МС.При инкубации MetC с цистатионином могут иметь место две реакции: расщепление на 2-кетобутират и цистеин или расщепление на пируват и гомоцистеин (реакция 4 или черная стрелка на рисунке 5). Лактатдегидрогеназа будет использовать 2-кетобутират и пируват в качестве субстрата и поэтому не может использоваться для различения этих двух реакций. Вместо этого образование 2-кетобутирата и пирувата анализировали с помощью ВЭЖХ-МС / МС.

Мы конкретно указали, в каких экспериментах мы использовали ВЭЖХ-МС / МС для анализа продукта.

Выписка изменена на:

«Сукцинат, пируват и 2-кетобутират в ферментативных анализах были количественно определены с помощью ЖХМС / МС на основе внешних калибровочных кривых, которые указаны для анализов ингибирования MetB и инкубации цистатионина MetC».

12) При наличии значительных генетических анализов, анализов роста и комплементации, работа должна извлечь пользу из ферментативной демонстрации активности TdcE и PflB in vitro.

Следуя комментарию рецензентов, мы измерили кинетику как PFL, так и TdcE для конденсации пропионил-КоА с формиатом.Результаты показаны в таблице 1, на рисунке 5 — приложение к рисунку 2 и на рисунке 8 — в приложении к рисунку 2 и 3, а также в тексте:

«Мы действительно обнаружили, что PFL катализирует конденсацию пропионил-КоА и формиата с образованием 2КБ с удельной активностью 0,6-1,1 мкмоль / мин / мг с K _м (пропионил-КоА) = 0,83 ± 0,6 мМ и K _м (формиат) = 69 ± 11 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, Рисунок 5 — дополнение к рисунку 2 и Рисунок 8 — приложение к рисунку 2 и 3).”

«Мы обнаружили, что TdcE каталитически превосходит PFL, генерируя 2 КБ с удельной активностью 1,8-2,1 мкмоль / мин / мг с K _m (пропионил-КоА) = 0,52 ± 0,08 мМ и K _m (формиат) = 20 ± 3 мМ (Таблица 1, Материалы и методы, Рисунок 5 — дополнение к рисунку 2 и Рисунок 8 — Приложение к рисунку 2 и 3) ».

[Примечание редакции: до принятия были предложены дальнейшие изменения, как описано ниже.]

Существенные изменения:

1) Механизм, с помощью которого мутация в CysE улучшает синтез 2 КБ, вызывает недоумение.Кажется логичным, что уменьшение концентрации цистеина увеличило бы скорость расщепления O-сукцинил-L-гомосерина до 2 КБ и сукцината. Однако мутация снижает концентрацию цистеина только на 44%. (В данных достаточно разброса, поэтому это не совсем убедительный результат; значение p для разницы между штаммами ∆5 и ∆5 cysE * составляет 0,16.) В других данных авторы показывают, что в присутствии Из цистеина O-сукцинил-L-гомосерин полностью превращается в цистатионин и сукцинат (нормальные промежуточные соединения в пути синтеза метионина).Следовательно, не следует ожидать, что O-сукцинил-L-гомосерин расщепляется до 2КБ и сукцинат in vivo в присутствии значительного количества цистеина. Могут ли авторы дать хорошее объяснение? Например, возможно ли, что и мутация CysE, и делеция metC снижают уровни метионина, что затем может привести к усилению транскрипции metB? Снижение активности MetC также может привести к увеличению концентрации O-сукцинил-L-гомосерина, что может помочь подтолкнуть материал к синтезу 2 КБ.Было бы хорошо, если бы это можно было подтвердить метаболомикой.

Рецензенты подняли здесь отличную точку зрения.

1) Отметим, что значение p для разницы между штаммами ∆5 и ∆5 cysE * не является значимым главным образом потому, что на протяжении всей статьи мы выбрали наиболее строгий статистический критерий: критерий суммы рангов, который не предполагает все, что касается распределения ценностей. Кроме того, значение p для разницы между штаммами WT и ∆5 cysE * является значительным.Поскольку концентрации цистеина в штамме WT и штамме ∆5 очень похожи, в целом тенденция к снижению концентрации цистеина в штамме ∆5 cysE * кажется правильной.

2) Мы также отмечаем, что хотя наши результаты ясно показывают, что цистеин подавляет расщепление O-сукцинил-L-гомосерина, мы не можем легко интерпретировать точную концентрацию цистеина, при которой это подавление существенно уменьшается. Более чем возможно, что снижение концентрации цистеина наполовину является достаточным для обеспечения значительной скорости расщепления O-сукцинил-L-гомосерина.

3) Тем не менее, несмотря на вышесказанное, мы согласны с рецензентами в том, что данные могут показаться не окончательными. Поэтому мы провели предложенные эксперименты.

4) Мы использовали HRES-LC-MS для количественного определения концентраций метионина и O-сукцинил-L-гомосерина. Мы обнаружили, что по сравнению со штаммами WT и ∆5 в штаммах ∆5 ∆ metC и ∆5 cysE * концентрация метионина была в 2–3 раза ниже, а концентрация O-сукцинил- L-гомосерин был в 3 раза выше (штамм ∆5 ∆ metC ) или даже более чем в 30 раз (штамм ∆5 cysE *) (см. Новый рисунок 6A).[К сожалению, мы не смогли определить точные концентрации цистеина с помощью этого метода, поскольку цистеин был слишком нестабильным для этого конкретного измерения.]

5) Мы провели эксперименты кПЦР, которые обнаружили, что уровни транскриптов metA и metB действительно были увеличены в штамме ∆5 cysE * (по сравнению со штаммами WT и ∆5) (см. Новый рисунок 6B).

Поэтому мы добавили в рукопись следующие разделы:

Относительно metC :

«Таким образом, кажется, что более низкий метаболический поток в направлении биосинтеза метионина, как ожидалось в результате делеции metC , увеличивает побочную реактивность ферментов пути и приводит к более высокой скорости превращения O-сукцинил-L-гомосерина в 2КБ.Действительно, мы обнаружили, что по сравнению со штаммами WT и Δ5, в штамме Δ5 Δ metC концентрация метионина была в ≈3 раза ниже (рис. 6A), в то время как концентрация O-сукцинил-L-гомосерина была ниже. ≈3 раза выше (рис. 6А). Таким образом, побочная реакционная способность MetB в отношении расщепления O-сукцинил-L-гомосерина, по-видимому, усиливается высокой концентрацией этого метаболита в штамме Δ5 Δ metC . «

Относительно cysE *:

«Сниженная активность CysE снизила внутриклеточную концентрацию цистеина вдвое по сравнению с таковой у штаммов WT и Δ5 (Рисунок 7).[…] Таким образом, мутация CysE — фермента, который не принимает непосредственного участия в биосинтезе 2 КБ, — усиливает ранее незначительную подземную реакцию производства 2 КБ, тем самым пробуждая путь латентного биосинтеза изолейцина (рис. 7) ».

А в легенде новой Цифры 6:

«Удаление metC или мутация в cysE существенно влияет на концентрацию метаболитов и экспрессию гена. (A) Количественное определение концентраций метионина и O-сукцинил-L-гомосерина, как выполнено с использованием HRES-LC-MS.Концентрация метионина в штаммах Δ5 Δ metC и Δ5 cysE * была в 2–3 раза ниже, чем в штаммах WT и Δ5 (значение p <0,05, критерий суммы рангов). […] Уровни транскриптов metA и metB были более чем в 3 раза выше в штамме Δ5 cysE * , чем в штаммах WT и Δ5 (p-значение <0,05, тест суммы рангов). Планки погрешностей соответствуют стандартным отклонениям ».

2) Гели, показывающие чистоту выделенных ферментов, должны быть включены в дополнительный материал.

Следуя комментарию рецензентов, мы добавили гели, показывающие изолированные MetB, MetC, CysE, CysE *, PFL-AE, PFL и TdcE, которые теперь представлены на рисунке 5 — приложение к рисунку 1.

3) Подраздел «Биосинтез 2-кетобутирата из сукцинил-гомосерина», последний абзац и пояснение к рисунку 5 — рисунок в приложении 1 — неверно утверждать, что цистеин ингибирует MetB. Цистеин является субстратом для MetB. На самом деле он не ингибирует расщепление O-сукцинил-L-гомосерина до 2 КБ и сукцината.Просто интермедиат, образованный реакцией O-сукцинил-L-гомосерина с кофактором PLP в активном центре фермента, в отсутствие цистеина направлен на другую судьбу.

Мы согласны с рецензентами и после этого комментария удаляем все упоминания о запрете MetB. Вместо этого мы теперь говорим о «подавлении формирования 2 КБ».

4) В подразделе «Нарушение MetC или мутация в серинацетилтрансферазе обеспечивает устойчивое производство 2-кетобутирата из сукцинил-гомосерина» в тексте сообщается об очевидном k _cat для CysE и A33T CysE.Согласно разделу «Материалы и методы», эти ферменты анализировали только с одной концентрацией субстратов (20 мМ серина и 0,2 мМ ацетил-КоА). В отсутствие информации о K _m для каждого субстрата для ферментов дикого типа и мутантных ферментов не очевидно, что измеренные значения действительно соответствуют k _cat , особенно если изменение Ala33Thr оказывает значительное влияние на K _м . (Это в основном касается ацетил-КоА, поскольку концентрация серина была довольно высокой.) Кроме того, с целью интерпретации эффекта мутации необходимо определить, является ли фермент насыщенным in vivo (т.е. является ли это k _cat или k _cat / K _m , который является физиологически значимым. параметр),

Мы благодарим авторов обзора за то, что они подняли этот важный вопрос, после чего мы кинетически охарактеризовали как CysE, так и его мутант в зависимости от концентраций ацетил-КоА и L-серина. CysE был значительно нарушен мутацией A33T, затрагивая k _cat , а также значение K _m для ацетил-КоА.Значение k _cat уменьшилось с 350 ± 30 с ^-1 в WT до 170 ± 30 с ^-1 в варианте CysE A33T. Эта разница менее значительна, чем 10-кратное снижение каталитического оборота, которое мы описали ранее при единственной концентрации субстратов (20 мМ серина и 0,2 мМ ацетил-КоА). Это можно объяснить значительным влиянием мутации A33T на K _m ацетил-КоА (0,6 ± 0,2 для CysE WT против 5 ± 2 для варианта CysE A33T), как правильно указал рецензент.Ожидается, что при физиологических концентрациях ацетил-КоА, 0,6-0,75 мМ (Bennett et al., Nat Chem Biol, 2009), резкое увеличение K _m окажет сильное влияние на кинетику ферментов.

В текст внесены соответствующие изменения:

«Несмотря на мутацию, происходящую далеко от активного сайта, мы обнаружили, что кажущееся количество фермента k _cat уменьшилось в два раза, с 350 ± 30 с ^-1 до 170 ± 30 с ^-1 , в то время как сродство к ацетил-КоА уменьшилось более чем в 8 раз, поскольку K _m увеличилось с 0.От 6 ± 0,2 мМ до 5,0 ± 2,0 мМ (интересно, что K _m для серина изменилось лишь незначительно с 0,8 мМ у WT до 0,5 мМ у мутанта). Поскольку концентрация ацетил-КоА в E. coli находится в диапазоне 0,6-0,75 мМ, увеличение K _m для ацетил-КоА напрямую влияет на скорость реакции. В целом ожидается, что мутация Ala33Thr снизит скорость реакции CysE более чем в 17 раз в физиологических условиях ».

5) Подраздел «Анаэробный биосинтез 2 КБ на основе обратимой формиатлиазной активности 2 КБ»: активность следует указывать в терминах k _cat , а не специфической активности

Следуя комментариям рецензентов, мы также добавили значения k _cat в Таблицу 1, предполагая 100% активацию PFL и TdcE.

6) Путь KBFL, по-видимому, является основным путем продукции 2 КБ в анаэробных условиях. Следовательно, на самом деле это не подземный путь. Может, это следует назвать вспомогательным путем?

Мы в целом согласны с рецензентами. Однако мы считаем, что изменение определений в рукописи скорее сбивает с толку, чем помогает. Следовательно, мы удалили «подпольную» терминологию в нескольких местах и ​​добавили уточняющее предложение в раздел «Обсуждение»: «… Следовательно, этот путь фактически не представляет собой подземный метаболизм, а, скорее, следует рассматривать как вспомогательный путь биосинтеза, основанный на беспорядочной активности ферментов.”

7) Следует использовать правильную терминологию для химических промежуточных продуктов (например, сукцинилгомосерин должен быть O-сукцинил-L-гомосерином).

Мы заменили «сукцинил-гомосерин» на «O-сукцинил-L-гомосерин» во всех местах текста и на рисунках. Далее мы использовали полные названия всех соединений на рис. 1, 5 и 6.

8) Подраздел «Ферментные анализы на MetB, MetC и CysE», абзац четвертый: следует указать ссылку на утверждение, что лактатдегидрогеназа может уменьшить 2 КБ.

Ссылка добавлена ​​в соответствии с предложением (Kim & Whitesides, 1988).

9) Таблица 2 — ∆ilvA ∆tdcB должен быть штаммом с делецией треониндезаминазы.

Благодарим рецензентов за то, что они отметили эту ошибку, которая сейчас исправлена.

https://doi.org/10.7554/eLife.54207.sa2

Болезнь мочи кленовым сиропом — NHS

Болезнь мочи кленовым сиропом (MSUD) — редкое, но серьезное наследственное заболевание.

Это означает, что организм не может обрабатывать определенные аминокислоты («строительные блоки» белка), вызывая опасное накопление веществ в крови и моче.

Обычно наш организм расщепляет белковые продукты, такие как мясо и рыба, на аминокислоты. Любые ненужные аминокислоты обычно расщепляются и выводятся из организма.

Младенцы с MSUD не могут расщеплять аминокислоты лейцин, изолейцин и валин. Очень высокий уровень этих аминокислот вреден.

Один из характерных симптомов MSUD — моча со сладким запахом, от которой и произошло название.

Диагностика болезни мочи кленовым сиропом

В возрасте около 5 дней младенцам предлагается сделать анализ крови новорожденных, чтобы проверить, есть ли у них MSUD.Это включает в себя прокалывание пятки вашего ребенка, чтобы собрать капли крови для анализа.

Если установлен диагноз MSUD, лечение может быть начато немедленно, чтобы снизить риск серьезных осложнений.

При ранней диагностике и правильном лечении результат может быть значительно улучшен. Однако лечение MSUD необходимо продолжать пожизненно.

Без лечения могут развиться тяжелые, опасные для жизни симптомы, включая судороги (припадки) или впадение в кому. Некоторые дети с нелеченным MSUD также подвержены риску повреждения мозга и задержки развития.

Симптомы болезни мочи кленовым сиропом

Симптомы MSUD обычно появляются в течение первых нескольких дней или недель после рождения. Более общие симптомы включают:

• моча и пот со сладким запахом
• плохое питание или потеря аппетита
• потеря веса

У младенцев с MSUD также могут быть эпизоды, известные как «метаболический кризис», иногда в раннем возрасте. Симптомы метаболического криза включают:

• недостаток энергии
• рвота
• Раздражительность
• затрудненное дыхание

Важно немедленно обратиться за медицинской помощью, если у вашего ребенка появятся симптомы метаболического кризиса.Ваш врач даст вам совет, чтобы помочь вам распознать признаки.

В некоторых случаях метаболический кризис может быть спровоцирован позже в детстве инфекцией или болезнью. В больнице вам дадут инструкции по оказанию неотложной помощи, если ваш ребенок заболел, что поможет предотвратить развитие этих симптомов.

Лечение болезни мочи кленовым сиропом

Диета

Детей с диагнозом MSUD сначала направляют к диетологу, специализирующемуся на метаболизме, и им назначают диету с низким содержанием белка.Это сделано для того, чтобы уменьшить количество получаемых вашим ребенком аминокислот, особенно лейцина, валина и изолейцина.

Необходимо ограничить потребление продуктов с высоким содержанием белка, в том числе:

• мясо
• рыб
• сыр
• яиц
• импульсов
• гайки

Ваш диетолог предоставит подробные советы и рекомендации, так как вашему ребенку по-прежнему необходимы некоторые из этих продуктов для здорового роста и развития.

Некоторым детям необходимо принимать добавки изолейцина и валина вместе с предписанной диетой.Это помогает поддерживать здоровый уровень этих аминокислот в крови, не причиняя вреда. Для контроля этих уровней необходимы анализы крови.

Грудное вскармливание и детское молоко также необходимо контролировать и измерять в соответствии с рекомендациями диетолога. Обычное детское молоко содержит аминокислоты, которые необходимо ограничить, поэтому вместо них используется специальная смесь. Он содержит все витамины, минералы и другие аминокислоты, необходимые вашему ребенку.

Людям с MSUD необходимо всю оставшуюся жизнь соблюдать диету с низким содержанием белка, чтобы снизить риск метаболического кризиса.По мере того, как ваш ребенок становится старше, ему в конечном итоге нужно будет научиться контролировать свое питание, и он будет оставаться на связи с диетологом за советом и наблюдением.

Неотложная помощь

Если у вашего ребенка разовьется инфекция, например, высокая температура или простуда, возрастет риск метаболического кризиса. Риск можно снизить, переключившись на экстренную диету, пока они больны.

Ваш диетолог предоставит подробные инструкции, но цель состоит в том, чтобы заменить молоко и продукты, содержащие белок, специальными напитками с высоким содержанием сахара и аминокислотными добавками.

Если ваш ребенок не может нормально кормить или у него повторяется диарея, обратитесь в бригаду метаболизма в больницу, чтобы сообщить им, что вы направляетесь прямо в отделение неотложной помощи (A&E).

Вам также следует дать листовку, которую вы можете взять с собой в случае чрезвычайной ситуации, если врачи раньше не посещали MSUD.

Попав в больницу, за вашим ребенком можно наблюдать и лечить его жидкостями, вводимыми непосредственно в вену (внутривенные жидкости).

Вам также следует доставить ребенка в больницу, если у него появятся симптомы метаболического кризиса, такие как раздражительность, потеря энергии или затрудненное дыхание.

Пересадка печени

Трансплантация печени иногда является вариантом лечения MSUD. Если человек с MSUD получит донорскую печень, он больше не будет подвергаться риску метаболического кризиса и сможет придерживаться нормальной диеты.

Однако пересадка печени — серьезная процедура, которая сопряжена с определенными рисками. Вам придется принимать лекарства для подавления иммунной системы (иммунодепрессанты) на всю оставшуюся жизнь, чтобы ваше тело не отвергало новую печень.

Важно рассмотреть все «за» и «против», прежде чем принимать решение о пересадке печени. Ваш врач сможет обсудить, подходит ли это вариант.

Как передается MSUD

Генетическое изменение (мутация), ответственное за MSUD, передается от родителей, у которых обычно нет никаких симптомов этого заболевания. Это называется аутосомно-рецессивным наследованием.

Это означает, что для развития этого заболевания ребенку необходимо получить две копии измененных генов — одну от матери и одну от отца.Если ребенок получит только один мутировавший ген, он будет просто носителем MSUD.

Если вы носитель пораженных генов и имеете ребенка от партнера, который также является носителем, у вашего ребенка:

• — 1 из 4-х вероятностей развития этого состояния
• 1 шанс из 2 быть носителем MSUD
• — 1 из 4 шансов получить пару нормальных генов

Хотя предотвратить MSUD невозможно, важно сообщить вашей акушерке и врачу, есть ли у вас семейный анамнез этого заболевания.Любые другие дети, которые у вас будут, могут быть как можно скорее проверены на это заболевание и им назначено соответствующее лечение.

Вы также можете рассмотреть вопрос о генетическом консультировании для получения поддержки, информации и советов по поводу генетических заболеваний.

Информация о вашем ребенке

Если у вашего ребенка есть MSUD, ваша клиническая бригада передаст информацию о нем или о ней в Национальную службу регистрации врожденных аномалий и редких заболеваний (NCARDRS).

Это помогает ученым искать более эффективные способы профилактики и лечения этого состояния.Вы можете отказаться от регистрации в любое время.

Узнайте больше о реестре.

Последняя проверка страницы: 18 июня 2018 г.
Срок следующей проверки: 18 июня 2021 г.

172 Влияние добавок валина, изолейцина и триптофана к диетам, содержащим избыток лейцина из кукурузного протеина, на показатели роста растущих свиней | Journal of Animal Science

Был проведен эксперимент для проверки гипотезы о том, что добавление Val, Ile или Trp по отдельности или в комбинации снизит негативные эффекты избытка Leu в рационах растущих свиней.В общей сложности 288 растущих свиней (28,6 ± 2,5 кг) были случайным образом распределены на 1 из 9 диетических режимов в рамках рандомизированного полного блочного дизайна. В каждом загоне было 2 кургана и 2 свинки и 8 повторных загонов на обработку. Контрольная диета на основе кукурузы и соевого шрота и 8 диет на основе кукурузы и кукурузного продукта с высоким содержанием белка (48% сырого протеина) с 2 уровнями кристаллического L-Val (0 или 0,10%), L-Ile (0 или 0,10 %) и L-Trp (0 или 0,05%). Кристаллический L-Val, L-Ile и L-Trp увеличивают стандартизированную перевариваемость подвздошной кишки (SID) Val: Lys с 70 до 80%, SID Ile: Lys с 53 до 63% и SID Trp: Lys с 18 до 23%. , соответственно.Все диеты были составлены таким образом, чтобы они содержали 1,00% SID Lys, а 8 диет, содержащих кукурузный белок, содержали 171% SID Leu: Lys. Индивидуальный вес свиней регистрировали в начале и в конце 28-дневного эксперимента. Данные были проанализированы с использованием PROC MIXED SAS с ручкой в ​​качестве экспериментальной единицы. Диета была фиксированным эффектом, а блок и повтор внутри блока были случайными эффектами. Результаты показали, что конечная масса тела и среднесуточный привес не различались между свиньями, получавшими контрольную диету, и свиньями, получавшими диету с добавлением Val и Trp, но были больше (P <0.001), чем для свиней, получавших рацион с добавлением Val, добавлением Ile, добавлением Trp, добавлением Val и Ile, добавлением Ile и Trp или добавлением Val, Ile и Trp (таблица 1). В заключение, добавление Val и Trp к рационам с избытком Leu может предотвратить негативные эффекты избытка Leu в рационах для растущих свиней.

Этот контент доступен только в формате PDF.

© Автор (ы) 2021. Опубликовано Oxford University Press от имени Американского общества зоотехники.Все права защищены. Для получения разрешений обращайтесь по электронной почте: [email protected].

Образование L-аллоизолейцина in vivo: исследование L- [13C] изолейцина на человеке

Обычно считается, что L-аллоизолейцин является производным L-изолейцина in vivo ( ¹ ). Однако строгого прямого доказательства этого предположения представлено не было. На данный момент накопленные экспериментальные данные являются косвенными: у пациентов с MSUD кинетика L-аллоизолейцина в плазме приближается к кинетике L-изолейцина ( ^{11, 23} ).Введение препаратов L-изолейцина пациентам с MSUD ( ^{11, 24} ) и здоровым субъектам ( ¹⁸ ) приводило к более или менее заметному и стойкому увеличению концентрации L-аллоизолейцина in vivo , и аналогичные наблюдения показали, что были выполнены в исследованиях нагрузки L-изолейцином с нормальными фибробластами кожи и фибробластами кожи MSUD in vitro ( ¹⁸ ). Кроме того, помимо L-изолейцина, некоторое количество L-аллоизолейцина постоянно накапливалось, когда (огромные) количества препаратов S -3-метил-3-оксопентаноата вводились пациентам ( ¹⁷ ) или лабораторным животным ( ^{16, 25} ). .Есть некоторые признаки того, что обратный путь также может действовать in vivo до некоторой степени: у животных на диете с дефицитом L-изолейцина добавка R — или рацемического R, S -3-метил-2 -оксопентаноат, но, по-видимому, не L-аллоизолейцин ( ²⁶ ), способствовал росту, хотя и с более низкой скоростью, чем при добавлении изомера S -2-оксокислоты ( ^{10, 25} ). Настоящие результаты по маркировке ¹³ C однозначно показывают, что углеродный скелет L-изолейцина является физиологическим предшественником L-аллоизолейцина у человека.

В настоящем исследовании для введения L- [1- ¹³ C] изолейцина и L-аллоизолейцина использовался физиологический энтеральный путь введения. Кинетика L-изолейцина и L-аллоизолейцина в плазме крови в тесте с комбинированной нагрузкой показывает, что в кишечнике не было различения в отношении скорости опосредованной переносчиком абсорбции и высвобождения двух диастереомерных L-аминокислот с разветвленной цепью в организм. тираж. Динамика обогащения ¹³ С-метки производными метаболитов L-изолейцина плазмы, включая L-аллоизолейцин, отчетливо и постоянно отставала от таковой для L-изолейцина.Следовательно, маловероятно, что заметное превращение L-изолейцина в L-аллоизолейцин при первом прохождении имело место в желудочно-кишечном тракте. Настоящая кинетика C-мечения ¹³ скорее предполагает, что образование L-аллоизолейцина является повсеместным и, как будет подробно обсуждено ниже, может в первую очередь протекать в органах, демонстрирующих высокую способность к трансаминированию L-аминокислот, , т.е. , по существу, в мышечной ткани. ( ^{27, 28} ).

В наших экспериментах своевременным порядком включения ¹³ C в пулы метаболитов плазмы был L-изолейцин> S -3-метил-2-оксопентаноат ≅ R -3-метил-2-оксопентаноат ≫ L -аллоизолейцин, что убедительно свидетельствует о том, что, начиная с L-изолейцина, две энантиомерные 2-оксокислоты с разветвленной цепью образовывались довольно быстро и одновременно, хотя и в совершенно разных количествах, с последующим постепенным увеличением L-аллоизолейцина.Поскольку взаимное превращение метаболитов L-изолейцина друг в друга посредством спонтанных неферментативных реакций полностью исключено в физиологических условиях, реакция аминотрансферазы L-аминокислоты с разветвленной цепью остается единственной известной каталитической стадией, которая может объяснять существующую кинетику мечения ¹³ C .

Из наших данных мы делаем вывод, что R -3-метил-2-оксопентаноат является непосредственным и, вероятно, неизбежным побочным продуктом катализируемого ферментами трансаминирования L-изолейцина.Таким образом, аминотрансфераза может также функционировать как кажущаяся S -3-метил-2-оксопентаноатрацемаза. Существование такой активности фермента давно постулировалось ( ¹⁷ ), чтобы объяснить разницу между относительно быстрой рацемизацией S — R -2-оксокислоты, наблюдаемой у собак in vivo , и фактическим отсутствием любая рацемизация в буферных растворах in vitro ( ^{10, 12, 16} ).

Что касается механизма, Мамер и Реймер ( ¹² ) недавно отметили, что L-изолейцин, однажды связанный с пиридоксил-5-фосфатным фрагментом аминотрансферазы в форме кетимина, теоретически может подвергаться таутомеризации через енамин у β-углерода.Таким образом, в ходе ферментативной реакции будут образовываться S, — и R -формы связанного кетимина. При гидролизе R -3-метил-2-оксопентаноат будет высвобождаться из R -кетимина. Альтернативно, после перегруппировки в альдимин R , L-аллоизолейцин будет высвобождаться непосредственно из фермента. Мамер и Реймер ( ¹² ) решительно высказались за прямое образование L-аллоизолейцина из L-изолейцина на стадии аминотрансферазы, однако не предоставили экспериментальных доказательств.

Если бы L-аллоизолейцин был образован в наших экспериментах непосредственно из проглоченного ¹³ C-меченного L-изолейцина, то ¹³ C-метка сначала появилась бы в L-аллоизолейцине, а метка перенеслась бы в R -3 -метил-2-оксопентаноат был бы отложен по времени. Кроме того, когда при комбинированной загрузке с L-изолейцином, меченным стабильным изотопом, и немеченым L-аллоизолейцином перенос метки с L-изолейцина на R -3-метил-2-оксопентаноат происходил через L-аллоизолейцин, это могло бы привести к оставалось неопределяемым из-за разбавления количеством введенного немеченого L-аллоизолейцина.На самом деле в нашем исследовании наблюдалось как раз обратное. Кроме того, если L-изолейцин является непосредственным предшественником L-аллоизолейцина, скорость образования L-аллоизолейцина должна зависеть от концентрации L-изолейцина, и можно ожидать, что кинетика L-аллоизолейцина в плазме будет отражать кинетику L-изолейцина. . Однако этого не наблюдалось ни в настоящих экспериментах, ни в наших предыдущих исследованиях нагрузки высокими дозами (1,5 ммоль L-изолейцина / кг массы тела, перорально). В последних экспериментах концентрация L-изолейцина в плазме достигала пика в течение 1-2 часов, тогда как L-аллоизолейцин в плазме достигал пика со значительной задержкой через 6-8 часов ( ¹⁸ ).Напротив, при любом условии нагрузки пик 3-метил-2-оксопентаноата в плазме в значительной степени соответствует уровню аминокислоты-предшественника, что указывает на концентрационную зависимость трансаминирования. Эти поразительные различия в плазменной кинетике 3-метил-2-оксопентаноата и L-аллоизолейцина после провокации L-изолейцином, по-видимому, дополнительно усиливаются в условиях in vitro ( ¹⁸ ). Наконец, β-эпимеризация на аминокислотном уровне во время трансаминирования несовместима с отложенным повышением уровня L-аллоизолейцина в плазме у пациентов с MSUD, как обсуждается ниже.Взятые вместе, доступные экспериментальные данные скорее согласуются с образованием L-аллоизолейцина in vivo , происходящим в основном через промежуточные соединения 3-метил-2-оксопентаноата и последующее ретрансаминирование, чем с гипотезой β-эпимеризации L-аминокислоты.

Однако энантиоморф -2-оксокислоты R , образующийся при трансаминировании L-изолейцина, не может представлять собой единственный метаболический предшественник L-аллоизолейцина in vivo . Из-за обратимости аминотрансферазной реакции некоторое количество L-аллоизолейцина предположительно образуется как побочный продукт повторного трансаминирования природного S -3-метил-2-оксопентаноата.Настоящие данные и предыдущие результаты исследований загрузки S -3-метил-2-оксопентаноата ( ^{16, 17, 25} ) предполагают, что скорость образования побочных продуктов во время трансаминирования сравнительно низкая. Следовательно, константа скорости образования L-аллоизолейцина из R -2-оксокислоты, вероятно, будет значительно выше, чем константа скорости образования L-аллоизолейцина посредством ретрансаминирования S -2-оксокислоты. Тем не менее, из-за явно совершенно разных размеров пулов R — и S -3-метил-2-оксопентаноат in vivo (соотношение в плазме человека примерно 1:30), нельзя исключить, что трансаминирование любой энантиоморф вносит существенный вклад в чистую продукцию L-аллоизолейцина.Взаимосвязь образования L-аллоизолейцина из R — и S -3-метил-2-оксопентаноата, однако, не может быть выведена из настоящих экспериментов и еще предстоит установить, например. в исследованиях стабильных изотопов с одновременным применением дифференциально меченых энантиоморфов 2-оксокислот.

В любом случае, когда образование L-аллоизолейцина в организме в основном происходит постепенно, через трансаминирование, из пула 3-метил-2-оксопентаноата, возникает вопрос, каковы лежащие в основе механизмы.Возможное объяснение может быть основано на различиях в размерах и взаимодействиях внутриклеточного и внеклеточного пулов L-амино и 2-оксокислоты следующим образом. Имеющиеся данные предполагают, что внутриклеточные концентрации 2-оксокислот с разветвленной цепью в тканях млекопитающих намного ниже, чем во внеклеточном пространстве ( ^{29, 30} ), в отличие от L-аминокислот с разветвленной цепью, которые сконцентрированы внутри клетки в некоторой степени ( ³¹ ). Следовательно, 3-метил-2-оксопентаноат во внеклеточном компартменте может представлять собой основной пул 2-оксокислот в организме.Очевидно, этот пул питается за счет довольно эффективной экструзии 2-оксокислоты, избежавшей окислительной деградации (рис. 5). С другой стороны, значительные изменения ¹³ C-мечения в пулах 3-метил-2-оксопентаноата плазмы в отличие от относительно незначительных изменений концентраций вместе с довольно похожей кинетикой мечения в предшественнике L-аминокислоты, указывают на значительный круговорот углеродных скелетов между пулом внутриклеточного L-изолейцина и пулом внеклеточных 2-оксокислот, который катализируется комбинированным действием аминотрансферазы L-аминокислоты с разветвленной цепью и механизмами клеточного транспорта. In vivo ( ^{13, 32} ) и in vitro Исследования ( ^{33, 34} ) показывают, что посторонние 2-оксокислоты (повторно), попадая во внутриклеточный компартмент, (повторно) трансаминируются с образованием L-аминокислоты. а не разлагается непосредственно окислительным декарбоксилированием. Таким образом, можно предположить, что 3-метил-2-оксопентаноат, захваченный из внеклеточного компартмента, может функционировать как первичный предшественник для питания пула L-аллоизолейцина посредством внутриклеточного трансаминирования 2-оксокислот.Хотя временное хранение предшественника 2-оксокислоты в метаболически в значительной степени неактивном внеклеточном компартменте, независимо от того, происходит ли оно внутри тканей или во всем внеклеточном пространстве тела, в конечном итоге может быть причиной замедленного увеличения L-аллоизолейцина по сравнению с L- изолейцин в плазме пациентов с MSUD и у наших здоровых субъектов.

В настоящих экспериментах некоторая часть R -3-метил-2-оксопентаноата, однажды образовавшаяся внутриклеточно, предположительно подверглась деградации через R -путь катаболизма L-изолейцина (рис.5). Сообщается, что деградация пути R является неполной. 2-Этилгидракриловая и этилмалоновая кислоты являются основными продуктами, которые окончательно выводятся почками ( ^{8, 35} ). У людей до приблизительно 0,05 мкмоль · ч ^-1 · кг ^-1 последних соединений может выделяться с мочой [согласно оценке на основе данных, представленных в Mamer et al. ( ⁸ ) и Сталдер ( ³⁵ )]. Скорость окисления L-изолейцина всего тела составляет около 10 мкмоль · ч ^-1 · кг ^-1 у здоровых субъектов после абсорбции ( ²¹ ).Для сравнения, эти данные показывают, что в нормальных условиях метаболический поток через путь R значительно ниже 1% от общего потока пути S .

Физиологически путь R может действовать как механизм защиты от неизбежного появления R -2-оксокислоты (и L-аллоизолейцина) в аминотрансферазной реакции. Очевидно, однако, что некоторая часть R -2-оксокислоты временно избежала разложения и транспортировалась во внеклеточное пространство или была отведена и постепенно накапливалась в пуле L-аллоизолейцина.Образовавшийся случайно из-за обратимости реакции трансаминирования, L-аллоизолейцин, по-видимому, не имеет другого применения, кроме как представляет собой сравнительно инертную метаболическую ловушку: он не требуется для синтеза белка ( ⁹ ), имеет низкую скорость почечного клиренса ( ³⁶ ) и является сравнительно плохим субстратом для аминотрансферазы L-аминокислоты с разветвленной цепью ( ⁷ ). Более медленные скорости образования и разложения L-аллоизолейцина in vivo по сравнению с его предшественником, L-изолейцином, наиболее очевидны у пациентов с MSUD, у которых плазменная кинетика L-аллоизолейцина постоянно отстает от кинетики L-аллоизолейцина. -изолейцин ( ^{11, 23} ).

В заключение, настоящие ¹³ паттерны C-мечения метаболитов плазмы здоровых субъектов, впервые подвергающихся пероральной нагрузке L- [1- ¹³ C] изолейцином, прямо показывают, что углеродный скелет L-аллоизолейцина является производным из L-изолейцина in vivo . Кинетика индикатора также показывает, что R -3-метил-2-оксопентаноат быстро образуется как побочный продукт трансаминирования L-изолейцина с образованием L-аллоизолейцина на последующей стадии ретрансаминирования.Роль образования побочных продуктов во время ретрансаминирования S -3-метил-2-оксопентаноата в общем образовании L-аллоизолейцина in vivo , однако, еще предстоит установить.