Сірчані амінокислоти

Амінокислоти сірки можуть запобігти побурінню в різних харчових продуктах, таких як фруктові соки, будучи N-ацетил-1-цистеїном та іншими - SH-містять сполуками - настільки ж ефективними, як бісульфіт натрію, для зменшення швидкості побуріння.

сірчані

Пов’язані терміни:

  • Цистеїн
  • Протеаза
  • Метіонін
  • Вуглеводи
  • Ферменти
  • Білки
  • Амінокислоти
  • Пептидази
  • Лізин

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Метаболізм сірчаних амінокислот від синтезу білка до глутатіону

Анотація

Амінокислотами сірки (SAA) є метіонін та цистеїн. Метіонін є незамінним, тому його слід отримувати заздалегідь у дієті. Цистеїн не потрібен, оскільки він синтезується з метіоніну. SAA приділяють все більшу увагу завдяки своїм метаболітам гомоцистеїну (Hcy), глутатіону (GSH) та нещодавно сірководню (H 2S), який виявився важливою газоподібною сигнальною молекулою. Hcy синтезується з метіоніну, а гіпергомоцистеїнемія є прогностичним маркером серцево-судинних захворювань. GSH, синтезований з цистеїну, є найпоширенішим внутрішньоклітинним антиоксидантом, а дефіцит GSH пов'язаний з поганим прогнозом захворювання. H2S виробляється ендогенно з цистеїну і бере участь у регуляції артеріального тиску, серцевій діяльності, нейромодуляції, запаленні, клітинній енергетиці та апоптозі. SAA мають складний метаболічний шлях. На потік різних метаболітів через шляхи впливає вживання в їжу метіоніну та цистеїну. Цистеїн забезпечує щадний ефект на потребу в метіоніні, і цей щадний ефект однаково проявляється як при ентеральному, так і при парентеральному годуванні. Однак потреба в SAA зменшується при парентеральному в порівнянні з ентеральним годуванням.

Вимоги до білка

Лінда П. Справа MS,. Мелоді Фосс Рааш DVM, у «Собачому та котячому харчуванні» (третє видання), 2011

Метіонін та цистеїн

Метіонін SAA важливий для собак і котів, але цистеїн не потрібен. Цистеїн може стати необхідним, якщо метіоніну недостатньо для забезпечення загальної потреби в сірці (метіонін + цистеїн). Оскільки метіонін використовується організмом для синтезу цистеїну, приблизно половина потреби в метіоніні може бути задоволена харчовим цистеїном. 53,54 Тому переважно розглядати загальну вимогу ССА, а не конкретну потребу в метіоніні для тварин. Цікаво, що коти мають більшу потребу в SAA (метіоніні та цистеїні) у порівнянні з більшістю інших ссавців. Наприклад, хоча для вирощування собак потрібно мінімум 1,40 г/1000 ккал ME, мінімальна потреба вирощування котів приблизно на 25% перевищує цю (1,75 г/1000 ккал). 16

Метіонін, як правило, є першою обмежуючою амінокислотою у більшості комерційних кормів для домашніх тварин, які містять тканини тварин і рослинні джерела білка. Цей факт, в поєднанні з високою вимогою SAA для котів та потребою в метіоніні як попереднику таурину (див. Нижче), призводить до того, що метіонін є важливим фактором для компаній, що займаються харчуванням домашніх тварин, під час вироблення збалансованих у харчуванні продуктів для котів та собак.

Зміни білків молока під час зберігання сухих порошків

Керіан Хіггс, Майк Дж. Боланд, у “Молочні білки” (друге видання), 2014

Сірчані амінокислоти

Модифікація амінокислот сірки можлива через втрату цистеїну через утворення лантіоніну та через окислення метіоніну до сульфоксиду метіоніну. Білки молочної сироватки відносно багаті на амінокислоти сірки, і казеїн має більш ніж достатні кількості. Слід зазначити, що ці показники відповідають вимогам Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ) до дітей у віці 2–5 років. Потреба в дієтах на щурах вища, ймовірно, через вимогу щурів до виробництва волосся (волосся багате на амінокислоти сірки).

Лантіонін є проблемою лише для казеїнатів, і, як відомо, утворення лантіоніну відбувається в умовах, що використовуються в процесі казеїнізації (Aymard et al., 1978). Швидкості утворення лантіоніну в сухому порошку не вивчались.

Окислення метіоніну до сульфоксиду як таке не змінює його біодоступності. Однак стверджувалося, що наявність бічного ланцюга сульфоксиду в інтактних білках може перешкоджати перетравленню білка, впливаючи тим самим на його загальну біодоступність (Anon., 1973).

Порушення метаболізму амінокислот

Порушення метаболізму сірчаної амінокислоти: Гомоцистинурія 745

Шлях транссульфурації є основним шляхом метаболізму сірковмісних амінокислот 745

Гомоцистинурія є результатом вродженої відсутності цистатіонінсинтази, ключового ферменту шляху транссульфування 747

Гомоцистинурію в деяких випадках можна вилікувати введенням піридоксину (вітамін В6), який є кофактором реакції цистатіонінсинтази 747

Пацієнти з гомоцистинурією мають ризик розвитку цереброваскулярних та серцево-судинних захворювань та тромбозів 747

Прогноз є більш сприятливим у пацієнтів, які реагують на піридоксин 747

Гомоцистинурія може виникнути, коли гомоцистеїн не реметилюється назад до утворення метіоніну 748

Одна з форм дефіциту реметилювання включає дефектний метаболізм фолієвої кислоти, ключового кофактора в перетворенні гомоцистеїну в метіонін 748

Дефіцит метіонінсинтази (хвороба кобаламін-Е) викликає гомоцистинурію без метилмалонової ацидурії 748

Хвороба кобаламіну-с: для реметилювання гомоцистеїну до метіоніну також потрібна «активована» форма вітаміну B12 748

Спадкова мальабсорбція фолатів проявляється мегалобластною анемією, судомами та неврологічним погіршенням 749

Гомоцистеїн

Гомоцистеїн - це амінокислота сірки та продукт метаболізму метіоніну. Для метаболізму гомоцистеїну потрібні вітаміни групи В, включаючи фолат, вітамін В12, вітамін В6 та рибофлавін. Порушення метаболізму гомоцистеїну внаслідок дефіциту вітамінів групи В, генетичних дефектів або інших патофізіологічних станів призводить до підвищення рівня гомоцистеїну в крові (гіпергомоцистеїнемія). Гіпергомоцистеїнемія є фактором ризику судинних захворювань, нейродегенеративних захворювань та інших клінічних станів. B-вітамінні добавки ефективні для зниження концентрації гомоцистеїну в крові, але це може мати незначний ефект або зменшити ризик судинних подій. Тому гомоцистеїн може бути маркером ризику, але не причиною судинних захворювань.

Мінерали та мікроелементи

Резюме поживних речовин

Функція: Амінокислоти сірки метіонін та цистеїн необхідні для синтезу білків і служать попередниками важливих кофакторів та метаболітів. Розвиток та підтримка мозку та нервів, сперматогенез, відновлення суглобів, дія гормонів та багато інших функцій організму критично залежать від не порушеного сульфатного обміну. Сульфат є важливою складовою багатьох білків, гліканів та гліколіпідів і відіграє важливу роль в активації та елімінації гормонів, метаболітів, фітохімікатів та ксенобіотиків. Різні інші сірчисті сполуки, такі як таурин, тіамін, біотин і тіосульфат, мають специфічні функції в організмі.

Джерела їжі: Найбільш придатна до використання сірка надходить з амінокислотами сірки в білках тваринного та рослинного походження. Значно менші кількості споживаються у вигляді сульфату. Деякі сполуки сірки, такі як потенційно токсичний сірководень, виникають, коли бактерії в дистальному відділі кишечника діють на неасорбовані амінокислоти.

Вимоги: Щоденні потреби в сірці задовольняються при споживанні достатньої кількості (13 мг/кг) метіоніну та цистеїну (Young & Borgonha, 2000).

Дефіцит: Оскільки симптоми дефіциту метіоніну та цистеїну виникатимуть при недостатньому споживанні, наслідки ізольованого дефіциту сірки неможливо визначити. Досвід з рідкісними пацієнтами з дефектними сульфатними транспортерами вказує на особливу вразливість головного мозку та сполучної тканини.

Надмірне споживання: надмірне споживання сульфату може прискорити втрату мінеральних речовин у кістках та збільшити ризик остеопорозу. Вплив чутливих людей на великі дози сульфіту (> 100 мг) може спровокувати напади астми, кропив'янку та пов'язані з нею симптоми.

Дієтальна модуляція хронічного запалення у осіб із синдромом набутого імунодефіциту

Лорен Е. Лоусон, Рональд Росс Ватсон, у статті "Здоров'я ВІЛ-інфікованих", 2015

6.5.1 Сірчані амінокислоти

Рівні амінокислот сірки та амінокислот, метаболічно пов’язаних з ними, вищі під час запалення [2]. Пацієнти на пізніх стадіях ВІЛ-інфекції мають підвищену концентрацію та вироблення вільних радикалів, що супроводжується активацією лімфоцитів та фагоцитарних клітин та хронічним запаленням [9]. Крім того, пацієнти з ВІЛ виявляють аномально низький рівень цистеїну та глутаміну на наступних стадіях [2,4,9]. Ці самі рівні спостерігались як у людей, так і у вірусу імунодефіциту мавпи (SIV), інфікованого резус-макаками [2,4,9]. Хоча зрозуміло, що дієта, в якій не вистачає білка, зменшує вміст глутатіону в легенях і печінці, невідомо, чи є низький рівень наслідком дефіциту білка в цілому або дефіциту лише цистеїну, гліцину або глутамату [2, 10,11] .

Однак вплив добавок метіоніну та цистеїну спостерігався у виснажених білками щурів, які отримували ін’єкції цитокінів, що слугувало стимулюванню запалення у щурів [2]. Додавання цистеїну та метіоніну до дієти з низьким вмістом білка дозволило і збільшило вміст глутатіону як у печінці, так і в легенях у відповідь на ін’єкцію цитокінів, що свідчить про те, що ці амінокислоти важливі для підтримки та підвищення рівня глутатіону в тканині [2]. Цистеїн, напівнеобхідна амінокислота, тобто вона може біосинтезуватися у людини, посилює кілька функцій лімфоцитів [2]. Крім того, збільшуючи споживання сульфгідрильних сполук, таких як цистеїн та глутатіон, може пригнічуватися вільнорадикальна стимуляція продукції цитокінів [4,10] .

Згодом прямих даних щодо впливу підвищеного споживання амінокислот сірки на імунну функцію людини не було знайдено, тоді як глутатіон, гомоцистеїн та таурин впливали на запалення [12]. Однак на людях проводились обмежені прямі експерименти, і, отже, повне значення впливу амінокислот на імунну функцію все ще визначається, незважаючи на теоретичне значення амінокислот сірки в імунній функції [12] .

Унікальні метаболічні пристосування та вимоги до поживних речовин кота

Метіонін та цистеїн

Харчові потреби в амінокислотах сірки, метіоніні та цистеїні, вищі у котів, ніж у інших ссавців. 4 Метіонін може бути перетворений в цистеїн; отже, потреба в амінокислотах сірки може бути задоволена або одним метіоніном, або метіоніном і цистеїном. Метіонін служить донором метильної групи, важливим для синтезу ДНК та РНК, і є компонентом багатьох білків. Цистеїн відіграє важливу структурну роль у білках і є основною складовою волосся. Цистеїн також є попередником глутатіону, головним антиоксидантом у системах ссавців та попередником для синтезу котячих. Вважається, що фелінін, амінокислота з розгалуженим ланцюгом, що міститься в сечі домашніх котів, функціонує як феромон і важливий при територіальному маркуванні. Його можна виявити в сечі у котів у віці до 2 місяців, причому рівні є найвищими у інтактних котів чоловічої статі (від 0,4 до 8 г/л сечі). 28 Концентрація фелініну у жінок становить лише від 20% до 25% від концентрації у інтактних чоловіків. Висока потреба в амінокислотах сірки у котів пояснюється необхідністю синтезу котячих, високою потребою в глутатіоні та щільною шерстю. 3