Высоких Технологий "ХимРар"
Скачать 1.19 Mb.
|
белках, определяемое породой, индивидуальными особенностями животных, стадией лактации, сезоном и другими факторами, обусловливает их физико-химические свойства. Основные белки молока по сравнению с глобулярными белками других пищевых продуктов содержат сравнительно много лейцина, изолейцина, лизина, глутаминовой кислоты, а казеин — также серина и пролина (по сравнению с женским молоком оно содержит мало цистеина и образуемого из него таурина, но много метионина и фенилаланина). Структура белков. Для характеристики строения белков введены понятия о первичной, вторичной, третичной, а для некоторых белков и четвертичной структурах, то есть последовательность аминокислотных остатков в полипептидной цепи, порядок ее пространственной организации и характер комбинации субъединиц. В настоящее время известны первичные структуры всех фракций казеина, α-лактальбумина, ß-лактоглобулина, а также альбумина сыворотки крови, лактоферрина. Таблица 2. С труктурные характеристики основных белков молока
Примечание: »+» — низкая чувствительность; «++* — средня*чувствительность; «+++» — высокая чувствительность; « » — чувствительность отсутствует. Анализ первичной структуры и некоторых структурных характеристик фракций казеина, представленных в табл. 2.5, показывает, что фракции содержат большое число остатков пролина, неравномерно расположенные вдоль пептидных цепей фосфосериновые остатки и неполярные аминокислоты и имеют высокое значение средней гидрофобности, рассчитанной по шкале Бигелоу. Все это обусловливает слабую спирализацию его полипептидной цепи, наличие неупорядоченной структуры и значительную чувствительность белка к ионам кальция, способность к самоассоциации. Полипептидные цепи ß-Лг и α-Ла имеют значительное количество спирализованных участков -15% и 26% α-спирали и68% и 14% параллельной и антипараллельной ß-структуры (см. табл. 2.5). Необходимо отметить, что белки молока обладают рядом ценных функциональных свойств (водосвязываюшей способностью, вязкостью, гелеобразованием, эмульгированием, пенообразованием и др.), позволяющих использовать их концентраты в качестве ценных компонентов разнообразных комбинированных пищевых продуктов. 1.2.3 Сравнение белковой матрицы казеина и сывороточного молочного белка для йодирования Способность белков к йодированию сильно различается и зависит от наличия и количества в них аминокислот, которые могут включать йод в свою структуру. При выборе исходного белка для получения его йодированного аналога необходимо учитывать аминокислотный состав протеина. Основной ароматической аминокислотой, вступающей с йодом в реакцию замещения, является тирозин. Поэтому белок, выбранный для йодирования, должен содержать эту аминокислоту и ее количество должно быть достаточно высоким. Второй фактор, который необходимо учитывать при выборе белковой матрицы, - это его биодоступность. Казеины обладают свойством свертываться в желудке новорожденного с образованием сгустков высокой степени дисперсности, снижая таким образом биодоступность йодированных аминокислотных остатков для ферментативного протеолиза. Известны аллергические реакции на казеин молока. Ведущими биологическими функциями в сравнении обладают сывороточные белки. Так, иммуноглобулины выполняют защитную функцию, являясь носителями пассивного иммунитета, лактоферрин и другой белок — лизоцим, относящийся к ферментам молока, обладают антибактериальными свойствами. Лактоферрин и β-лактоглобулин выполняют транспортную роль — переносят в кишечник новорожденного железо, витамины и другие соединения. Сывороточный белок - α - лактоальбулин имеет специфическую функцию - он необходим для процесса синтеза. Биологическая ценность казеина несколько ограничивается дефицитом серосодержащих аминокислот - цистина, вместе с тем казеин содержит высокое количество фенилаланина, тирозина и метионина, что вызывает затруднения при их метаболизме в организме грудных детей. В сывороточных белках баланс дефицитных серосодержащих и других незаменимых аминокислот лучше, чем в казеине, и значит биологическая ценность их выше. А в растительных белках недостает триптофана, лизина, которыми богаты молочные белки. Благодаря тому, что белки молока находятся в растворенном состоянии, они легко атакуются и перевариваются протеолитическими ферментами пищеварительного тракта. Степень усвоения белков молока 96-98%. Структура белков молока. В свежем молоке белки находятся в нативном состоянии. Структура их идентична структуре белков, полученных путем биосинтеза, т. е. в нативном белке не происходит еще никаких изменений. В процессе модифицирования казеин ввиду неферментативного йодирования теряет нативную структуру белка, а вместе с тем и биологическую активность. Первичная структура определяется числом и расположением аминокислот, конфигурацией связей в полипептидных цепях, и если белки состоят из нескольких полипептидных цепей - местоположением и типом поперечных связей. Первичная структура белков основана на главных валентных пептидных связях и дисульфидных связей. Они настолько стабильны, что при обработке и переработке молока не разрушаются энергетическими воздействиями. Поэтому первичная структура белков молока разрушается только при ферментативном распаде белка в процессе созревания сыров. Вторичная структура. Это пространственное взаимное расположение аминокислотных остатков в полипептидной цепи и представляет собой цепь спиралеобразной конфигурации, которая образуется за счет водородного мостика между полипептидными цепями. Водородная связь, обладая незначительной энергией связи, может расщепляться при обработке и переработке молока, например, при высокотемпературной пастеризации. Третичная структура - представляет пространственное расположение полипептидной цепи, отдельные участки которой могут соединяться между собой прочными дисульфидными связями, возникающими между остатками цистеина. В образовании третичной структуры участвуют и другие связи - гидрофобные, электростатические, водородные и прочие. В зависимости от пространственного расположения полипептидной цепи форма молекул белков может быть различной. Если полипептидная цепь образует молекулу нитевидной формы, то белок называется фибрилярным, если она уложена в виде клубка - глобулярным (глобулус - шарик). Белки молока относятся к глобулярным белкам. Изучение их вторичной и третичной структур показало, что казеин в отличие от обычных глобулярных белков почти не содержит α-спиралей, α-лактальбулин и ß-лактоглобулин содержит большое количество спирализованных участков. Казеин, вероятно, занимает промежуточное положение между компактной структурой глобулы и структурой беспорядочного клубка, который обычно наблюдается при денатурации глобулярных белков. Четвертичная структура характеризует способ расположения в пространстве отдельных полипептидных цепей в белковой молекуле, состоящей из нескольких таких цепей или субъединиц. Глобулярные белки, обладающие четвертичной структурой, могут содержать большое количество полипептидных цепей, тесно связанных друг с другом в компактную мицеллу, которая ведет себя в растворе как одна молекула. Так, казеиновая мицелла среднего размера должна состоять из нескольких тысяч полипептидных цепей фракций казеина, определенным образом связанных друг с другом. Анализ используемых йодирующих агентов свидетельствует о том, что большинство их них создает достаточно агрессивную для белка реакционную среду. Учитывая тот факт, что сохранение нативности белка является функционально определяющим и ключевым при получении биологически активной формы в качестве профилактического средства, выбор йодирующего агента диктуется требованиями биологической совместимости и ферментативной «мягкости» йодирования. Использование молекулярного йода нерационально, так как только положительно заряженная часть молекулы йода может участвовать в электрофильном замещении и включиться в структуру йодирующейся аминокислоты, эффективность йодирования при этом не высока. Недостатки методов, использующих сильные окислители для извлечения йода из йодидов, состоят в том, что включают дополнительную стадию перевода йода в активную форму для электрофильного замещения I - » I+. Исходя из вышеизложенного не целесообразно использование хлористого йода в качестве йодирующего агента. Его высокая окислительная эффективность связана с тем, что он содержит химически активный йод в виде реакционноактивных катионов I+, которые выступают для замещения водорода в тирозиновых остатках белков. Замещение водорода на йод можно точно контролировать, используя фиксированную массу хлористого йода, однако такой путь обработки белковой матрицы не позволяет сохранить нативную билогически активную и функционально значимую форму вещества. 1.3 Секреция и транспорт тиреоидных гормонов. Синтез тиреоидных гормонов зависит от поступления в щитовидную железу достаточного количества йода — составной части активных гормонов (Т4 и Т3), интактности путей метаболизма йода в железе и одновременного синтеза нормального белка, рецептирующего йод,— тиреоглобулина.  Рис.1. Схема путей секреции тиреоидных гормонов и механизмов регуляции функции щитовидной железы [5]. Тонкими стрелками показаны пути метаболизма йода; жирными стрелками — стимулирующие влияния; пунктиром — ингибирующие влияния. Обозначения: ТРГ — тиреотропин-рилнзинг гормон, ТТГ — тиреотропный гормон, И ПО — йодид-пероксидаза, Прот — тиреоидная протеаза, Пепт — тиреоидная пептидаза, МИТ — монойодтирозин, ДИТ — динодтирозин, T4— тироксин, Т3— 3, 5, 3 — трийодтиронин. Секреция достаточного количества гормонов требует в свою очередь как нормальной скорости их синтеза, так и интеграции с протекающими в железе процессами гидролиза тиреоглобулина, в результате которых активные гормоны высвобождаются. Йод проникает в щитовидную железу из крови в форме неорганического или органического йодида. Существует два источника его поступления: первый — при дейодировании тиреоидных гормонов или насыщенных йодом агентов, попавших в организм человека; и второй — с пищей, водой или лекарственными препаратами. Раньше для населения континентальной части США считалось нормой потребление с пищей примерно 200 мкг йода; этого было достаточно для поддержания концентрации йодида в плазме па уровне приблизительно 0,5 мкг/дл (5 мкг/л). Однако из-за присутствия йода в некоторых пищевых продуктах и широкого распространения йодсодержащих лекарственных средств, витаминных препаратов и антисептиков среднее потребление йода возросло до 1000 мкг в сутки, что привело к соответствующему повышению концентрации йодида в плазме крови. Йодид извлекается из плазмы щитовидной железой, почками, а также слюнными железами и в желудочно-кишечном тракте, но, поскольку йодид, выделяющийся в просвет кишечника, подвергается реабсорбции, чистый его клиренс осуществляется только щитовидной железой и почками. В сущности щитовидная железа и почки конкурируют друг с другом за йодид плазмы. Почечный клиренс зависит в основном от скорости клубочковой фильтрации, и на него не влияют гуморальные факторы или концентрация йодида в плазме. Поэтому почки в норме являются пассивными участниками этой конкуренции. Отсюда следует, что соотношение между скоростью поступления йодида в щитовидную железу и скоростью его экскреции с мочой определяется активностью именно щитовидной железы, а не почек. Процессы синтеза и секреции активных тиреоидных гормонов можно разделить на четыре последовательных этапа (рис.1). Первый включает активный транспорт йодида из плазмы в клетку щитовидной железы и в просвет фолликула. Скорость этого процесса превышает скорость пассивной днффузии йода из железы. В результате щитовидная железа оказывается способной удерживать градиент концентрации для йодида (отношение концентраций щитовидная железа/плазма) на весьма высоком уровне (до 500 и более в определенных условиях). Энергия для транспорта йодида черпается из фосфатных связей и поэтому зависит от окислительного фосфорилирования в железе. Второй этап биосинтеза гормонов включает окисление йодида в более реакционноспособную форму, способную йодировать тирозиновые остатки в молекуле тиреоглобулина — гликопротеида с мол. массой около 650 000, который синтезируется клетками фолликулов. Окисление йодида осуществляется йодид-пероксидазой, использующей перекись водорода, которая образуется по мере окислительного обмена в железе.  Рис. 2 Схема органификации йода в клетке щитовидной железы (http://en.wikipedia.org/wiki/Thyroid) Йодирование органических структур происходит на границе между клеткой и коллоидом (рис.2), где этому процессу подвергается в основном свежесинтезированный тиреоглобулин, поступающий путем экзоцитоза в просвет фолликула. В результате в составе пептида образуются неактивные предшественники гормонов — монойодтирозин (МИТ) и дийодтирозин (ДИТ). Затем йодтирозины с помощью пероксидазы вступают в реакцию окислительной конденсации. Данная реакция протекает внутри молекулы тиреоглобулина и приводит к образованию различных йодтиронинов, включая Т4 и Т3 Хотя в крови и присутствуют небольшие количества тиреоглобулина, большая его часть некоторое время хранится в железе, играя роль запасной формы тиреоидных гормонов, или прогормона. Высвобождение активных гормонов в кровь происходит путем пиноцитоза фолликулярного коллоида на апикальном краю клетки с образованием коллоидных капелек. Для этого процесса необходимо функционирование микротрубочек. Коллоидные капельки сливаются с тиреоидными лизосомами, образуя фаголизосомы, в которых тиреоглобулин гидролизуется протеазами и пептидазами. Конечный этап заключается в выделении свободных йодтиронинов — Т4 и Т3— в кровь. Единственным источником эндогенного Т4 служит щитовидная железа. В отличие от этого только около 20% образующегося в норме Т3 поступает из щитовидной железы; остальная его часть образуется во внетиреоидных тканях путем ферментативного отщепления 5-йода от наружного кольца молекулы Т4. Неактивные йодтирозины, высвобождающиеся при гидролизе тиреоглобулина, отдают свой йод под действием внутритиреоидного фермента — дегалогеназы йодтирозинов. В норме высвобождающийся таким образом йод в основном реутилизируется в синтезе гормонов, но небольшая его доля все же теряется, поступая в кровоток (утечка йода). В патологических условиях эта доля может возрастать. Щитовидная железа способна концентрировать и другие одновалентные анионы, такие как пертехнетат, который имеется в виде радиоактивного изотопа — натрий пертехнетат. В отличие от йодида пертехнетат очень мало связывается органическими соединениями. Поэтому он присутствует в щитовидной железе только короткое время. Это свойство наряду с его коротким физическим периодом полураспада делает пертехнетат ценным радионуклидом для получения изображения щитовидной железы с помощью методов сцинтилляционного сканирования. Перечисленные выше реакции служат объектом торможения различными химическими соединениями. Их обычно называют зобогенными веществами, поскольку в силу своей способности ингибировать синтез гормонов и косвенно стимулировать секрецию ТТГ они вызывают образование зоба. Некоторые неорганические анионы, в том числе перхлорат и тиоцианат, ингибируют механизм транспорта йодида и тем самым уменьшают доступность субстрата для образования гормонов. Однако развивающиеся в результате этого зоб и гипотиреоз можно предотвратить или ликвидировать достаточно большими дозами йодида, которые обеспечивают поступление нужных его количеств в железу за счет простой диффузии. Широко используемые антитиреоидные средства, такие как производные тиомочевины и меркаптоимидазола, оказывают на биосинтез гормонов более сложное воздействие. Эти вещества, равно как и некоторые производные анилина, ингибируют первоначальное окисление (органическое связывание) йодида, снижая долю образующегося ДИТ относительно МИТ и блокируя конденсацию йодтирозинов в гормонально-активные йодтиронины. Последняя реакция наиболее чувствительна. Таким образом, синтез гормонально-активных йодтиронинов может быть резко заторможен в условиях лишь небольшого снижения общего захвата йода щитовидной железой. В отличие от эффекта одновалентных анионов зобогенное действие ингибиторов органического связывания йода не преодолевается большими его количествами. Действительно, некоторые слабые зобогенные вещества, такие как сульфонамиды и антипирин, при введении вместе с йодидом становятся почему-то даже более активными. Острое введение больших доз самого йода тоже может приводить к блокаде органического связывания и реакции конденсации. В норме это действие (эффект Вольффа — Чайкоффа) транзиторно, но у некоторых здоровых лиц, длительно получающих йод, имеет место постоянное торможение синтеза гормонов, сопровождающееся развитием зоба с гипотиреозом (йодная микседема) или без него. Большинство больных с болезнью Грейвса, особенно перенесшие радиойодтерапию или хирургическую операцию, а также больные с болезнью Хашимото чрезвычайно чувствительны к блокирующему действию йодида, и при хроническом приеме йодидов у них развивается гипотиреоз. Точно так же высокую чувствительность обнаруживает и щитовидная железа плода, и поэтому во избежание зобного гипотиреоза у плода беременные женщины не должны получать больших доз йодида [5]. Йодид в больших дозах может ингибировать и протеолиз тиреоглобулина, т. е. высвобождение гормонов. Этот эффект легче всего проявляется в условиях гиперфункции щитовидной железы, и именно он определяет быстрое терапевтическое действие йодидов у большинства больных гипертиреозом. |
Похожие:
 | А. И. Фоменко преступнления в сфере экономики и высоких технологий Учебно–методический комплекс по курсу «Преступления в сфере экономики и высоких технологий» подготовлены в соответствии с требованиями... |  | Рабочая программа по дисциплине философия Для образовательной программы... Для образовательной программы по направлению 220701. 65 Менеджмент высоких технологий |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Век век высоких компьютерных технологий. Бурное развитие информационных технологий и внедрение их в нашей стране наложили отпечаток... | | «Управления и экономики высоких технологий» Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования |
| «Управления и экономики высоких технологий» Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Как показывает практика, достижению высоких результатов способствует использование современных педагогических технологий. Выбор технологий... |
| Федеральное государственное автономное образовательное учреждение... Программа утверждена Решением Ученого Совета (Факультет инноваций и высоких технологий) | | Отчет научные и научно-педагогические кадры инновационной России... Елями выполнения работы явилось эффективное освоение молодыми исследователями и преподавателями лучших научных и методических отечественных... |
| Правительство Российской Федерации Государственное образовательное... Инновационная политика в условиях структурной инерции: милитаризация сектора высоких технологий в советский период | | Методические указания составлены в соответствии с учебным планом... Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по направлению 020400. 68 «Биология» |
| Пресс-релиз компания «Русмолко» приняла участие в Фестивале инноваций и высоких технологий Данное учебно-методическое пособие поможет студентам осознать свои личные качества и систематически развивать их, научиться управлять... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В наш век высоких технологий программируется все что угодно, все покупается даже не выходя из дома по телефону, по интернету Можно... |
| Книга в жизни детей и подростков В компьютерный век, в век высоких технологий человек не может обойтись без чтения. Наша страна всегда считалась самой читаемой страной.... | | Особенности теплообмена и теплового режима высокотемпературных огневых... Работа выполнена в Научно-исследовательском центре физико-технических проблем энергетики (ниц-2) Федерального государственного бюджетного... |
| Муниципальный этап конкурса «Инициатива молодых» В компьютерный век, в век высоких технологий человек не может обойтись без чтения. Наша страна всегда считалась самой читаемой страной.... | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... В современном мире благосостояние населения и могущество государства зависят от науки, образования и высоких технологий. Ведущие... |
