1.1. Классификация белков

Классифицировать белки исходя из химического строения чрез­вычайно сложно, так как число белков, полученных из различных объек­тов (растений, микроорганизмов, органов и тканей животных), очень ве­лико.

В настоящее время белки подразделяют на две большие группы -простые и сложные.

К простым (протеины) относят белки, состоящие только из ами­нокислот. Условная классификация простых белков основана на их фи­зико-химических свойствах, главным образом на растворимости в раз­личных растворителях (воде, растворах солей, щелочи, спирте). К ним относятся проламины, гистоны, альбумины, глобулины и др.

Сложные бедки (протеиды) содержат, кроме аминокислот, небел­ковые (простетическис) группы. К сложным белкам относятся: липопро-теиды, глюкопротенды, хромопротеиды, фосфопротсиды, нуклепротеи-ды и ферменты.

1.2. Пищевая ценность белков

Примерно 17% общей массы тела человека, или 45% массы сухих веществ, составляют белки. Непрерывное поступление белков с пищей является необходимым условием роста, развития и функционирования живых организмов. Белки являются обязательным составным элементом всех без исключения клеток организма; ни одна из функций организма невозможна без участия белков.

В процессе жизнедеятельности белки постоянно обновляются. Белки в организме расщепляются до аминокислот и используются для постоянно продолжающегося в организме биосинтеза белков взамен также постоянно протекающего их распада. В этом и заключается пла­стическая функция белков, она непрерывна и незаменима.

Белки, кроме того, используются организмом как источник энер­гии, т.е. выполняют энергетическую функцию. Эта функция белков не исключительна, она вполне может быть компенсирована жирами и угле-

водами; в обычных условиях питания и функционирования организма белки лишь в относительно небольшой мерс используются в качестве энергетического материала.

Пластическая функция белков. В организме постоянно с большой скоростью и точностью синтезируется огромное количество белков. Так, даже в маленькой микробной клетке синтезируются тысячи раз­личных белков. При этом замена только одной аминокислоты в молеку­ле синтезируемого белка в ряде случаев приводит к тяжелым последст­виям для организма.

Необычайно велика и скорость биосинтеза белков: в течение 1 с, например, в организме человека отмирает около 3 млн «начиненных» гемоглобином эритроцитов и, следовательно, столько же эритроцитов за это время образуется вновь. Полипептидная цепь из 150 аминокислот­ных остатков синтезируется у животных всего за 3 мин, а у микроорга­низмов и того быстрее - за 20-30 с.

Способность клеток к биосинтезу определенного набора белков передается от клетки к клетке, из поколения в поколение. В организме существует определенный, передающийся по наследству, «запоминаю­щий» механизм, на основании которого далее реализуется столь точное воспроизведение весьма разнообразных белковых молекул с большой скоростью.

Решающая роль в обеспечении всех этих процессов принадлежит нуклеопротеидам - основной составной части хромосом клеток. Нуклео-протеиды являются сложными белками; белковая часть представлена, как правило, гистонами или протаминами, а небелковая - нуклеиновыми кислотами.

Энергетическая функция белков заключаются в том, что часть аминокислот, образующихся в организме, окисляется и, таким образом, потребляется организмом как энергетический материал.

Поступающие с нищей белки попадают в желудочно-кишечный тракт, где расщепляются соответствующими протеолитическими фер­ментами до аминокислот. Всосавшиеся из кишечника аминокислоты используются клетками, прежде всего, для биосинтеза белков. Некото­рая их часть расходуется для биосинтеза биологически активных соеди­нений (например, адреналина и некоторых других гормонов - произ­водных аминокислот). Остальная часть аминокислот окисляется и по-требляется организмом как энергетический материал.

Как уже отмечалось, в организме постоянно протекает процесс обновления тканевых белков, и определенная часть аминокислот, кроме поступающих из кишечника в результате распада пищевых белков, обра­зуется при распаде тканевых белков. Распад тканевых белков катализи-

8

руется тканевыми протеазами - катспсинами, которые подобны пепсину, трипсину, карбо- и аминопептидазе. В живом организме этот процесс строго регулируется.

Из фонда, образованного аминокислотами пищевых и тканевых белков, большая их часть подвергается окислительному распаду (около 25%). Эта величина может варьировать в зависимости от обеспеченно­сти организма другими источниками энергетического материала {угле­водами и жирами), а также от интенсивности расходования аминокис­лот для биосинтеза белка.

Для каждой аминокислоты имеется свой, иногда очень сложный, путь распада.

Большинство аминокислот, утратив аминогруппу, превращаются в пировиноградную кислоту, которая после ее декарбоксилирования да­ет активную форму уксусной кислоты (ацстил-КоА). Все образующиеся из аминокислот безазотистыс соединения в цикле трикарбоновых ки­слот распадаются до конечных продуктов.

Еще одним продуктом процесса дезаминирования является амми­ак. Это токсичный продукт, в организме человека и многих животных он постоянно обезвреживается. Данный процесс протекает в клетках пече­ни, где имеется специальная ферментная система, обеспечивающая обра­зование из аммиака и диоксида углерода нетоксичного продукта - моче­вины (H₂N-CO-NH₂).

Дезаминированию подвергаются также амиды аминокислот и азо­тистые основания. Особый интерес представляют пуриновые основания (аденин и гуанин), являющиеся источником образования еще одного ко­нечного азотсодержащего продута распада белков - мочевой кислоты. Мочевая кислота образуется при распаде простетических групп сложных белков - нуклеопротеидов.

Биологическая ценность белков. Согласно современным нормам взрослый здоровый человек должен потреблять ежедневно до 120 г бел­ка. Причем нижний уровень представляет собой минимальное количест­во потребляемого белка для работников преимущественно умственного труда, а верхний предел - для людей, чья деятельность связана с выпол­нением тяжелого физического труда, или для людей, находящихся в осо­бом физиологическом состоянии (например, в период беременности).

При оценке роли потребляемых белков в обеспечении нормаль­ной жизнедеятельности организма и установлении степени их полезно­сти следует различать пищевую ценность как общий критерий качества пищевого продукта.

Биологическая ценность продукта определяется, главным обра­зом, наличием в нем незаменимых факторов питания. При определении

биологической ценности белков таковыми являются незаменимые ами­нокислоты. Как уже отмечалось, из 22 природных аминокислот незаме­нимыми для человека оказались 10: треонин, метионин, валин, лейцин, изолейцин, лизин, фенилаланин, триптофан, гиетидин и аргинин. Две последние аминокислоты в небольшой, но недостаточной для организма степени могут синтезироваться в нем, в связи с чем их называют отно­сительно незаменимыми. Отсутствие хотя бы одной из незаменимых аминокислот в пище приведет к остановке синтеза белков, прекраще­нию обмена веществ и в итоге - к летальному исходу.

Таким образом, белки, не имеющие хотя бы одной из незамени­мых аминокислот, следует считать неполноценными.

В продуктах как животного, так и растительного происхождения содержится большое количество белков, в состав которых входит весь набор природных, в том числе и незаменимых, аминокислот.

Иное дело, в каких соотношениях представлены незаменимые аминокислоты в белках каждого пищевого продукта. Этот показатель и определяет биологическую ценность продукта.

При недостаточном количестве какой-либо незаменимой амино­кислоты в составе белков продукта приходится потреблять большее ко­личество продукта для удовлетворения потребности в дефицитной ами­нокислоте.

Методы определения соответствия аминокислотного состава пи­щевых белков потребностям организма человека основаны на сопостав­лении результатов определения аминокислотного состава исследуемого белка с идеальными белками, которые должны полностью соответство­вать аминокислотному составу синтезируемого в организме суммарного гипотетического (идеального) белка. В качестве такого идеального белка специальный комитет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) предлагает принять белки куриного яйца или белки женского молока.