Учебно-методическое пособие для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной подготовки

Предисловие к читателю
Приступая к изучению данного учебно-методического пособия, следует обратить внимание на особенности структуры аминокислот, пептидов и белков, так как структура органической молекулы всегда определяет всю совокупность её физико-химических свойств и предопределяет ту биологическую функцию в организме, которая изложена в пособии. Учитывая важность выше указанных структур для любой живой системы, следует понимать, что успешное усвоение содержания данного учебно-методического пособия позволит Вам, дорогой читатель, освоить более сложные разделы дисциплины «Биологическая химия», в частности обменные процессы выше указанных веществ. После изучения каждой главы пособия советуем обратиться к предложенному блоку тестовых заданий, чтобы самостоятельно проверить свои знания по пройденному разделу. Успехов!
Авторы


Глава 1 . Аминокислоты и пептиды


Общее представление о структуре альфа-аминокислот и их использовании в организме человека
Аминокислоты по строению являются органическими карбоновыми кислотами, у которых, как минимум, один атом водорода замещен на аминогруппу (рис. 1).

Рис. 1. Общая структурная формула α-аминокислот, представленная в виде биполярного иона

Большая часть альфа-аминокислот (рис.1) используется клетками организма человека в качестве «строительных блоков» белковых молекул, однако спектр их включения в процессы клетки гораздо шире.

Такие аминокислоты как гистидин, триптофан, глутаминовая кислота, тирозин являются источником для образования нейромедиаторов в ЦНС (соответственно гистамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота, дофамин и норадреналин), а глицин и глутаминовая кислота сами являются нейромедиаторами.
Определенные аминокислоты необходимы для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований, без которых синтез нуклеиновых кислот невозможен. Аминокислоты используются для синтеза низкомолекулярных биологически важных соединений (креатин, карнитин, карнозин, ансерин и др.).
Радикалы аминокислоты тирозин в составе белка тиреоглобулина используются специальными клетками щитовидной железы для синтеза гормонов тироксин, трийодтиронин. В мозговом веществе надпочечников свободный тирозин превращается в гормоны адреналин, норадреналин.
Глутаминовая кислота является предшественником гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), выполняющей функцию тормозного медиатора нервной системы. Сама по себе глутаминовая кислота также является нейромедиатором, стимулирующим передачу возбуждения в синапсах ЦНС. Глутамат участвует в обезвреживании токсичного аммиака, при этом образуется другая аминокислота глутамин. Потребность организма в глутаминовой кислоте в несколько раз выше потребности в других аминокислотах.
Глицин является медиатором ЦНС тормозного действия. Вместе с глутаминовой кислотой и цистеином участвует в синтезе короткого пептида – глутатиона, концентрация которого важна для функции антиоксидантной ферментативной системы под названием глутатионпероксидаза Обмен глицина в нейронах обеспечивает ряд поведенческих реакций человека; в отсутствии дефицита данной аминокислоты человек спокоен, у него нормализуется сон, уменьшается раздражительность.