Неполноценные белки: Полноценные и неполноценные белки — Vegan lifestyle — LiveJournal — sila-trening.ru — Организация силовых тренировок в домашних условиях

Содержание

Полноценные и неполноценные белки — Vegan lifestyle — LiveJournal

Наверняка вы слышали о полноценных и неполноценных белках. Но большинство людей до сих пор не совсем понимают что же эти слова значат. Давайте разберемся.

Белки состоят из 22 аминокислот. 9 из них рассматриваются как незаменимые. Это значит что наш организм не способен их синтезировать. Следовательно, они должны поступать в составе с пищей. Заметьте что в некоторых источниках, незаменимыми считают 8 аминокислот. По причинам, в детали которых я не буду здесь вдаваться, гистидин иногда не включают в число незаменимых аминокислот.

Полноценными белками считают те, которые включают в себя 9 незаменимых аминокислот в количествах, соответствующих потребностям человека в любом возрасте. В таблице №1 указано количество аминокислот, которое должно присутствовать в 1 грамме белка чтобы белок считался полноценным. Иногда белкам присуждают баллы. Полноценным белкам присуждается 100 или больше. См. таблицу №2 где показано качество белка в тофу, которое похоже на качество белка в животных продуктах.

Неполноценные белки это те в которых пропорции аминокислот не соответвуют стандарту показанному в таблице. Не смотря на распространенное заблуждение, все незаменимые аминокислоты там всё же присутствуют. Просто каких-то аминокислот может быть меньше. Неполноценным белкам присуждается меньше 100 баллов. См. таблицу №3 где показано качество белка в миндальных орехах.

Хотя в большинстве растительных продуктов белок неполноценный, это можно компенсировать употребляя разнообразие растительных продуктов богатых белками в течение всего дня (в этом случае, нет необходимости сочетания определенных продуктов за каждым принятием еды, как это считалось раньше). Таким образом, потребляя разнообразную пищу мы можем обеспечить наш организм всеми незаменимыми аминокислотами в необходимом количестве.

Этот пост предназначен только для того чтобы объяснить разницу между полноценными и неполноценными белками. Более обширно о белках, я буду писать в будущих постах.

Главный источник информации в этом посту — книга «Становимся Веганами» написанная двумя врачами-диетологами Брендой Девис и Весантой Мелина

Белки полноценные и неполноценные — Справочник химика 21

БЕЛКИ ПОЛНОЦЕННЫЕ И НЕПОЛНОЦЕННЫЕ [c.310]

Белки полноценные и неполноценные [c.218]

Какие белки являются полноценными и какие неполноценными [c.220]

Белки, содержащие в своем составе все незаменимые аминокислоты, называются полноценными, а белки, не содержащие хотя бы одной незаменимой аминокислоты,— неполноценными. [c.218]

Классификация белков по аминокислотному составу позволяет подразделить их только на полноценные (содержащие все необходимые для животного организма аминокислоты) и неполноценные, т. е. в которых содержатся не все необходимые аминокислоты. [c.437]

Белки пищи делятся на две категории на белки полноценные и на белки неполноценные. Первые содержат все необходимые для организма аминокислоты (незаменимые аминокислоты). Во вторых же (неполноценных) белках отсутствует или находится в недостаточном количестве та или иная незаменимая аминокислота. Как ни велико было бы содержание неполноценных белков в пище, человек и животные будут находиться в состоянии отрицательного азотистого баланса. Это отнюдь не означает, что в составе пищи имеются только лишь одни полноценные белки, что неполноценные белки непригодны для организма. Для нормального питания необходимо, чтобы различные белки пищи содержали бы все алганокислоты, необходимые для организма, и при этом в нужном соотношении. Более подробно вопросы белкового питания освещаются в главе Биохимия питания (стр. 466). [c.425]

Мышечная ткань обладает высокой питательной ценностью вследствие содержания в ней полноценных белков. Соединительная ткань состоит из неполноценных белков (коллаген, эластин). Однако кол-

[c.115]

Потребляемые человеком белковые продукты можно разделить на полноценные белковые продукты, которые содержат все незаменимые аминокислоты, и неполноценные белковые продукты, в которых отсутствует одна или более незаменимых аминокислот. Казеин, например, основной белок молока, с этой точки зрения является полноценным белком, тогда как желатина — белок, получаемый из костей, кожи и сухожилий (при частичном гидролизе нерастворимого белка коллагена и образуется желатина)—неполноценный белок. Желатина не содержит или содержит очень мало треонина и вовсе не содержит триптофана.

[c.485]

Большое развитие получил прием наращивания полипептидных цепей на различные белковые молекулы. Указанный прием — один из путей искусственного создания полноценных белков из неполноценных путем обогащения их недостающими незаменимыми аминокислотами, т. е. создания искусственной пищи. [c.5]

Белки довольно резко различаются по аминокислотному составу, в том числе и по содержанию незаменимых аминокислот. Некоторые белки содержат все незаменимые аминокислоты в количестве, достаточном для организма человека и животных. Такие белки называются биологически полноценными. К ним относятся белки куриного яйца, молока, ряда органов животных. Однако многие белки, чаще всего растительного происхождения, не содержат или содержат в недостаточном количестве одну или несколько незаменимых аминокислот. Например, в белках зерновых злаков содержится недостаточное количество лизина и триптофана, в белках семян бобовых культур недостаточно метионина, в белках клубней картофеля мало валина и т. д. Эти белки называют неполноценными. Нетрудно рассчитать, что если в каком-либо белке одна из незаменимых аминокислот содержится в количестве в 2 раза меньшем, чем необходимо для удовлетворения потребностей

[c.392]

И неполноценные, в которых отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот. С этой точки зрения казеин — основной белок молока— является полноценным белком, тогда как желатина — белок, получаемый из костей и сухожилий (при частичном гидролизе нерастворимого белка коллагена образуется желатина), — неполноценный белок. Желатина не содержит триптофана, валина и очень мало содержит или совсем не содержит треонина. [c.390]

Снижение концентрации неполноценных белков и усиление экспрессии генов полноценных белков. [c.399]

Исключение из пищи всех аминокислот приводит к обеднению всего организма белком, что сопровождается потерей веса, анемией, гипопротеинемией и общей атрофией мышц. При этом организм становится более восприимчивым к инфекциям и хуже переносит травмы и заболевания (ср. [84]). С появлением очищенных рационов из аминокислот стало возможным исследовать изменения, возникающие при выключении одной незаменимой аминокислоты из состава рациона, полноценного в других отношениях. В опытах на животных, лишенных какой-либо одной незаменимой аминокислоты, наиболее отчетливо проявляется потеря аппетита потребление пищи резко снижается уже после первого дня. Потерю аппетита (анорексию) и отрицательный баланс азота как немедленное следствие исключения одной аминокислоты наблюдали также при исследованиях на людях. Механизм анорексии еще не вполне ясен. Сомнительно, чтобы значительная роль здесь принадлежала вкусовым ощущениям более вероятно, что анорексия связана с глубокими общими нарушениями в состоянии организма. Введение неполноценной смеси аминокислот через желудочный зонд в опытах на животных не способствует увеличению веса, сохранению азотистого равновесия или улучшению аппетита.

[c.129]

Белки пищевых продуктов в зависимости от аминокислотного состава бывают полноценными и неполноценными. Полноценные белки содержат все незаменимые аминокислоты (стр. 200). Биологически полноценными являются белки животного происхождения (белки мяса, рыбы, сыра, молока, яиц). Из белков растительного происхождения наиболее ценные содержатся в сое, подсолнухе, картофеле, гречневой крупе, фасоли, чечевице, рисе. [c.216]

Образование антител точно так же, как и образование других белков, зависит от питания организма. У животных, питающихся полноценной пищей, образуется значительно больше антител, чем у животных, содержащихся на неполноценной диэте[61]. У лягушек титр антисыворотки зависит от температуры тела при 20° он значительно выше, чем при 8°. Снижение температуры вызывает адсорбцию антител клетками печени с соответствующим понижением титра антисыворотки [62]. [c.338]

Следует, однако, иметь в виду, что грубые (кроме бобовых) и сочные корма являются неполноценными по количеству содержащегося в них перевариваемого белка (40—60% от нормы). Так, например, в расчете на кормовую единицу силос кукурузы с початками содержит 70 г белка, картофель —54 г, корни сахарной свеклы — 47 г и т. д., тогда как на кормовую единицу требуется 100—ПО г перевариваемого протеина (белка). Поэтому для доведения корма до полноценного необходимо обогатить его белком, иначе неизбежен значительный перерасход корма.

[c.23]

ТЫ — аминокислоты, которые не синтезируются в организме. Содержание их в пищевых продуктах необходимо для роста, развития и поддержания нормального физиологического состояния человека, животных и некоторых микроорганизмов. Аминокислоты, которые могут синтезироваться в организме, называются заменимыми аминокислотами. Основным источником аминокислот являются белки, которые расщепляются в н елу-дочно-кишечном тракте до аминокислот. Белки, в состав которых входят все Н. а., называются полноценными белки, которые не содержат хотя бы одну из незаменимых аминокислот, являются неполноценными. Н. а. богаты животные белки — молоко, мясо. Н. а. для человека и всех животных являются восемь аминокислот лизин, треонин, триптофан, метионин, фенилаланин, лейцин, валии, изолейцин. Для роста молодых крыс, кроме того, необходим еще аргинин для роста цыплят необходимо до 15 аминокислот. Г1ри отсутствии в организме (пище) отдельных Н. а. могут развиваться некоторые заболевания, например, при отсутствии триптофана развивается катаракта.

[c.171]

Необходимо остановиться на представлении о полноценности и неполноценности белков в питании. Для изучения свойств белков используются различные методы получения отдельных фракций белков из органов и тканей. Применяя фракционное осаждение, электрофорез и другие методы, из белкового комплекса, находящегося в тканях, выделяют отдельные фракции, например, глиадин (из белков пшеницы), или зеин (из белков кукурузы) и т. п. Эти фракции не содержат некоторых незаменимых аминокислот или содержат их в ничтожных количествах. Опыты с кормлением животных такими белками показали невозможность использовать их для поддержания азотистого равновесия, в связи с чем стали говорить о существовании неполноценных белков . Эти фракции белков действительно неполноценны как источники белкового питания. Однако ни человек, ни животные никогда не употребляют в пищу отдельные фракции белков, подобные зеину, эдестину и др., а едят пищевые продукты (кукурузу, пшеницу и т. п.). В природе не существует животных или растительных тканей, в которых полностью отсутствовали бы незаменимые аминокислоты. На основании аминокислотного состава суммарного белка данного пищевого продукта можно говорить лишь об его большей или меньшей биологической ценности (Б. И. Збарский).

[c.310]

Необходимо остановиться на представлении о полноценности и неполноценности белков в питании. [ Для изучения свойств белков используются различные методы получения отдельных фракций белков из органов и ткане /Применяя фракционное осаждение, электрофорез и другие методы, из белшвого комплекса, находящегося в тканях, выделяют отдельные фракции, например, глиадин (из белков пшеницы), или зеин (из белков кукурузы) и т. п. Эти фракции не содержат некоторых незаменимых аминокислот или содержат их в ничтожных количествах. Опыты [c.327]

Пища, даже содержащая значительное количество белков, может быть неполноценной, если в этих белках нет необходимого набора незаменимых аминокислот. Наиболее полноценны по аминокислотному составу белки животных продуктов (мяса, яиц и т. п.). Недостаток незаменимых аминокислот характерен для растительных белков например, пшеничная мука содержит только третью часть необходимого лизина, в сое мало лейцина, в горохе — триптофана, в дрожжах — метионина и лейцина. Добавка синтетических наиболее дефицитных незаменимых аминокислот (лизина, метионина и триптофана) к растительным продуктам выравнивает их ди-тательность с питательностью животных продуктов. [c.329]

Чтобы избежать излишеств и в то же время обеспечить нормальную жизнедеятельность организма, надо прежде всего дать человеку с пищей полноценный по ассортименту набор белков. Если белков в питании недо-сшет, взрослый человек ощущает упадок сил, у него снижается работоспособность, его организм хуже сопротивляется инфекции и простуде. Что касается детей, то они при неполноценном белковом питании сильно отстают в развитии дети растут, а белки — основной строительный материал природы. Каждая клетка живого организма содержит белки. Мышцы, кожа, волосы, ногти человека состоят главным образом из белков. Более того, белки — основа жизни, они участвуют в обмене веществ и обеспечивают размножение живых организмов. [c.44]

В середине XIX века было установлено, что для питания человека и животного достаточно следуютих веществ белков, жиров, углеводов, минеральных солей и воды. Далее, в ряде опытов было показано, что из этих групп пищевых веществ безусловно необходимы для питания лишь белки и минеральные вещества, поскольку жиры и углеводы могут образоваться за счет белков. Детализируя проблему искусственного питания и изучая различные синтетические пищевые смеси, ученые занялись энергетической и термодинамической стороной этого вопроса. В результате ряда весьма обстоятельных исследований было установлено, что количество необходимых для организма пищевых веществ должно определяться количеством калорий тепла, которые эти вещества способны выделять при сжигании, и что взрослому человеку при обычных условиях существования необходимо около 2500—3000 калорий в день, получаемых из 70—100 г белка, 40—50 г жира и 400—500 г углеводов. На основании этих данных нередко сравнивали организм с паровой машиной, в которой потенциальная энергия пищевых веществ путем сжигания превращается в кинетическую. Эта прими тивная концепция, разумеется, сильно тормозила развитие исследовательской. мысли. Однако вскоре было доказано (2), что наряду с количеством белков решающее значение для правильного питания имеет их аминокислотный состав (качество белков). В этом отношении уже тогда животные и растительные белки были разделены на полноценные (например яичный белок), содержащие все необходимые для организма аминокислоты, и неполноценные (например желатина), не содержащие многих необходимых для питания незаменимых аминокислот (тирозин, триптофан, цистин). [c.6]

Полноценные и неполноценные белки – в чем разница?

Белки (или протеины) являются важнейшими компонентами пищи (наряду с жирами, углеводами, витаминами, минералами и водой).

По мнению специалистов, их доля в суточном рационе должна составлять 10 – 15%. Сегодня мы поговорим о строении, а также различных видах белков.

Простые и сложные, животные и растительные, полноценные и неполноценные белки – в чем их отличие.

Белки – это высокомолекулярные вещества, имеющие сложное строение. Мы не способны усваивать их в том виде, в каком они поступают вместе с пищей, так как для нас они являются чужими.

Поэтому, попадая в организм, пищевые белки распадаются на небольшие структурные единицы — аминокислоты. Именно из аминокислот наш организм создает собственные, свойственные только ему белки, которые впоследствии использует на свои нужды.

Как известно из белков состоит наша кожа, волосы, ногти, мышцы и т.д. Кроме того белки (протеины) являются неотъемлемой частью спортивного питания.

Всего насчитывается 20 аминокислот. В их состав входит кислород, водород, углерод, азот, иногда сера и фосфор.

Часть аминокислот образуются в самом организме благодаря кишечным бактериям. Такие аминокислоты называются заменимыми.

Но существуют также 8 незаменимых аминокислот:

триптофан;
лизин;
валин;
лейцин;
изолейцин;
фенилаланин;
метионин;
треонин;
а также гистидин (для детей).

Незаменимые аминокислоты отсутствуют в организме, поэтому обязательно должны поступать вместе с пищевыми продуктами.

Стоит отметить, что в организме человека существует около 5 миллионов различных белков, каждый из которых выполняет свою конкретную функцию.

Своим многообразием протеины обязаны именно аминокислотам. Последние, соединяясь друг с другом, образуют самые разнообразные комбинации.

Рассмотрим более подробно виды белков:

1. Простые и сложные. Первые состоят только из аминокислот (белковой части), в состав же последних входит еще простетическая группа (небелковая часть).

2. Животные (мясо, рыба, птица, молочные продукты) и растительные (орехи, соя, горох, фасоль). При этом на животные белки должно приходится около 60%.

3. Полноценные и неполноценные белки. Полноценные белки включают все незаменимые аминокислоты, которые самостоятельно в организме не образуются.

Полноценные белки содержатся в продуктах животного происхождения, а также некоторой растительной пище (горох, фасоль, соя).

Стоит отметить, что самым ценным является белок куриного яйца, который содержит полный набор аминокислот в нужных пропорциях.

Кроме того 200 г говядины или 200 г трески или 1,5 л молока способны обеспечить организм человека массой 70 кг всеми незаменимыми аминокислотами.

В неполноценных белках те или иные незаменимые аминокислоты содержатся в незначительных количествах либо же полностью отсутствуют.

Многие растительные белки являются неполноценными, например, некоторые злаки (пшеница, ячмень и другие). Они бедны лизином, триптофаном, треонином и метионином.

Для повышения биологической ценности хлеба в него добавляют лизин.

4. Глобулярные (имеют сферическую форму) и фибриллярные (имеют вытянутую нитевидную форму).

Одни глобулярные белки такие, как альбумины и глобулины, содержатся в яичном белке, молоке, а также сыворотке крови.

Источниками других, например, глютелинов и проламинов, служат растительные белки (пшеница, ячмень, кукуруза и другие).

Фибриллярные белки в основном являются животными белками и выполняют структурную функцию в организме.

К ним относятся коллаген (белок хрящевой, костной и соединительной ткани), эластин (белок соединительной ткани мышц, связок и сосудов), кератины (белки кожи, волос и ногтей).

5. Высококачественные (мясо, рыба, птица, соя, яйца, сыр, молоко) и низкокачественные (картофель, макароны, рис, хлеб, орехи, бобы).

Итак, мы узнали, из чего состоят протеины, чем отличаются полноценные белки от неполноценных, а также познакомились с другими видами белков.

В следующей статье мы поговорим о том, чем полезен белок для организма, каковы его функции.

Полноценные и неполноценные белки. Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно поступать в организм с — Yurii.ru

Страница 2

Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно поступать в организм с пищей. В соответствии с концепцией сбалансированного питания можно назвать следующие величины, характеризующие минимальные потребности в каждой из незаменимых аминокислот для организма взрослого человека и их оптимальные соотношения, обеспечивающие полноту использования белка. Иными словами, полное усвоение белка пищи может быть достигнуто только при указанных соотношениях незаменимых аминокислот, т.е. характеризующих их сбалансированность. Если какой-либо из названных аминокислот в белках пищи будет меньше, то и другие аминокислоты не могут быть полностью использованы организмом. Оценивая с этой точки зрения огромное разнообразие белков, содержащихся в продуктах питания, мы должны будем признать их выраженную неравноценность. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, т.к. их усвоение организмом человека приближается к 100%. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока (75-80%), мяса (70-75%), рыбы (75-80%). В тоже время, многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической ценности: в кукурузе, например, обнаружен значительный дефицит лизина и триптофана, в пшенице — лизина и треонина. В большинстве растительных материалов обнаруживается недостаток серусодержащих аминокислот. Таким образом, в питании значительной части населения земного шара отмечается определенный дефицит аминокислот: лизина, трептофана и метионина, которые в известной мере лимитируют усвоение пищи.

Знание особенностей аминокислотных составов различных продуктов позволяет значительно более рационально использовать для удовлетворения аминокислотных потребностей человеческого организма комбинации пищевых продуктов по принципу взаимного дополнения лимитирующих их биологическую ценность аминокислот. С этой точки зрения благоприятным является сочетание растительных и молочных продуктов. Даже столь простое и широко используемое сочетание ломтя пшеничного хлеба со стаканом молока делает их суммарную аминокислотную формулу значительно более благоприятной, чем при раздельном потреблении тех же продуктов. При этом следует иметь в виду, что введение в злаковые продукты, например, обезжиренного молока в тесто, приводит не только к увеличению общего содержания белка, но и к значительному эффекту, получаемому от более полного усвоения белковых компонентов злаковых продуктов. Выгодными с точки зрения соответствия оптимальной аминокислотной формуле являются также разные мучные изделия с творогом (ватрушки, вареники, сочники) и мучные блюда с мясом (пельмени, блины, пироги). В тоже время пироги с рисом и другими крупами, повидлом, капустой, картофелем, с точки зрения удовлетворения оптимальных потребностей организма в аминокислотах являются менее оправданными.

Итак, мы установили, что человек нуждается в определенном количестве белка. Он должен получать с пищей его достаточное количество, но аминокислоты этих белков должны быть в определенных сбалансированных отношениях. Таких пищевых продуктов, в которых не содержалось бы необходимых для жизни аминокислот, почти нет, но их количество в разных продуктах различно: в животных продуктах этих аминокислот много, в картофеле и капусте — мало. Но и среду продуктов растительного происхождения имеются источники достаточно ценных белков. Так, крупы содержат от 6 до 16% белка, наиболее ценные белки содержатся в гречневой крупе, овсянке, рисе и бобовых, особенно сое.

Все разнообразие пищевых продуктов в большинстве стран принято делить на группы, отражающие как происхождение, так и особенности их химического состава.

Первая группа — молочные продукты. Именно молоко почти полностью обеспечивает потребности не только детского, но и взрослого организма. В 100 г молока содержится 3 г белка. Пол-литра молока в день — это более Ѕ суточной потребности человека в животном белке. Белки молока содержат все аминокислоты и в наилучшем соотношении, необходимом организму. В молочных белках содержатся в значительных количествах метионин — аминокислота, важная для обеспечения нормальной деятельности печени. Для людей, работающих с вредными веществами, молочные белки имеют профилактическое значение, т.к. улучшают деятельность печени и нервной системы. Очень ценными продуктами питания являются различные виды сыров и творога. В твороге содержится 17% белков, большое количество лецитина и несколько меньшее количество незаменимой аминокислоты метионина. Различные сыры содержат около 20% белка, сухое молоко — около 23%. Таким образом в молоке и молочных продуктах весьма удачно сочетаются полноценные белки.

Вторая группа — мясо, рыба, яйца. Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что степень усвоения мясных продуктов очень высока. Биологическая ценность белков рыбы не ниже, поскольку их аминокислотные составы весьма близки. Установлено, что белки рыбы и многих продуктов моря даже несколько легче перевариваются и усваиваются в организме человека, чем белки мяса. Весьма ценным и питательным продуктом являются яйца, в них содержатся лучшие по аминокислотному составу белки. До настоящего времени сравнительно большой процент населения земного шара по ряду мотивов, в том числе и религиозных, по-разному относится к мясу. В ряде стран и у отдельных групп населения существуют многовековые запреты на отдельные виды мяса. В Индии не едят говядины, а среди мусульман бытует запрет на свинину. Славяне, как правило, не едят конину и с пренебрежением относятся к мясу собак и лягушек. А в большинстве стран Азии и Европы широко используется конское мясо. Мясо собак используется для питания в Китае, а мясо лягушек считается деликатесом во Франции. Но биологическая ценность мяса различных животных зависит не столько от особенностей строения белков, сколько от содержания в нем экстрактивных веществ и других соединений. В настоящее время нет никаких оснований утверждать, что биологическая ценность белков конского мяса (или даже мяса лягушек) по составу хуже мяса крупного рогатого скота и свиней. Мясо, несомненно, очень полезный продукт благодаря высокому содержанию полноценного животного белка — в различных сортах мяса и птицы содержится от 14 до 24% белка.

Взаимозаменяемость первой и второй группы. Продукты двух первых групп являются наиболее важными поставщиками полноценного белка, с близкими по их аминокислотному составу и хорошей усвояемости организмом. Продукты первой и второй группы как источники белка в значительной степени могут заменять друг друга. Это означает, что их следует включать в меню в эквивалентных по содержанию белка количествах и в разнообразных сочетаниях с продуктами растительного происхождения.

Третья группа — мука, хлебобулочные изделия, крупы, макаронные изделия. Основное значение продуктов этой группы, содержащих большое количество углеводов, — снабжение организма энергией. Как бы промежуточным звеном между продуктами третьей и пятой группы является картофель. Картофель употребляется населением многих стран в относительно больших количествах. В 100 г картофеля содержится 2 г белка. В различных сортах хлеба белка содержится от 4,7 до 7% белка. И при употреблении большого количества хлеба и картофеля содержащиеся в них растительные белки удовлетворяют общую потребность человека в белках примерно на 30 — 35%.

Четвертая группа — жиры. Дневная потребность взрослого человека в жирах составляет 80 — 100 г, из них немного менее 1/3 должны составлять растительные масла.

Пятая и шестая группы — овощи и фрукты. В овощах и фруктах содержится всего 1,2 — 1,5% белков, но при достаточном потреблении овощей и фруктов и эти белки имеют значение в питании человека. Белки картофеля и овощей, особенно капусты, содержат жизненно необходимые аминокислоты в таких же соотношениях, как белки животного происхождения.

Полноценные и неполноценные белки. Питание и долголетие

Полноценные и неполноценные белки

Азотсодержащие вещества

Азотсодержащие вещества пищевых продуктов обычно делят на две группы: белковые вещества и небелковые вещества, к которым относятся аминокислоты, амиды кислот, алмиачные соединения, а также соли азотной и азотистой кислот.

Значение белков в питании и содержание их в пищевых продуктах

Белковые вещества, или белки, представляют собой природные высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, очень сложные молекулы которых построены из остатков α-аминокислот.

Значение белков в природе исключительно велико, поскольку они играют первостепенную роль во всех явлениях жизни. «Жизнь есть способ существования белковых тел». Белки широко распространены в природе. Особенно много их содержится в организме животных и человека. В растениях их количество значительно меньше. В то же время только в растениях наряду с синтезом углеводов осуществляется синтез белков из СО₂, минеральных азотсодержащих соединений и воды. В животные организмы белки поступают в готовом виде — с растительной и животной пищей. В процессе пищеварения под влиянием ферментов они расщепляются до α-аминокислот, которые усваиваются организмом и расходуются на синтез необходимых (специфичных) для данного организма белков с помощью нуклеиновых кислот. Протоплазма и ядра живых клеток состоят в основном из белков. Большое их количество находится также в костях, хрящах, мышцах, нервных тканях, волосах, чешуе рыб, рогах, ферментах и т.д. Помимо участия в построении тканей и

синтезе веществ организма, белки служат источником энергии но только в том случае, если с пищей их поступает достаточное количество или она бедна углеводами и жирами. Таким образом, белковые вещества — важнейшая составная часть пищи человека и животных наряду с жирами и углеводами. Оптимальная суточная норма белка для взрослого человка составляет 100-120 г. Правильным считается соотношение в пище белков, жиров и углеводов 1:1:4. Среднее содержание белков в пищевых продуктах следующее: в сое — 33-44 %, икре рыб — 26, сыре — 18-25, горохе — 22,4, твороге обезжиренном — 17,5, мясе — 14-21, рыбе — 13-18, яйцах — 12,5, пшенице — 10-18, ржи — 11, хлебе пшеничном — 6,8-7,8, молоке — 3, плодах и ягодах — 0,2-1,5, овощах — 0,5-6,5, картофеле — 2,0, масле сливочном — 0,5, дрожжах кормовых — 45-50 %. В белках дрожжей в достаточном количестве находятся незаменимые кислоты, что подтверждает их большую питательную ценность. По элементарному составу белки незначительно отлипаются один от другого. Содержание в них углерода составляет 50,6-54 %, кислорода — 21,5-23,5, водорода — 6,5-7,3, азота — 15-18,4, серы — 0,3-2,5 %. В состав молекул некоторых белков входят железо, йод, фосфор, медь, кальций, магний.

Свойства белков

Специфические свойства и пищевая ценность различных белков определяются их строением и аминокислотным составом. Основу молекул белков составляет одна, несколько или большое количество полипептидных цепей, каждая из которых, в свою очередь, складывается из многих десятков и сотен остатков аминокислот, соединенных прочной (ковалентной) пептидной связью:

Последняя образуется при взаимодействии карбоксильной группы одной аминокислоты с аминогруппой другой:

Последовательность аминокислот, соединенных друг с другом пептидными связями, характеризует первичную структуру белка. Молекулярная масса белков колеблется от 6000 до 1 млн и более. Белок с М = 6000 содержит — 51 аминокислотный остаток. Молекулы некоторых белков состоят из одного или нескольких полипептидов. Соединяясь друг с другом, полидептидные цепи в результате образования различных связей

образуют вторичную структуру белка, обычно в форме спирали. Она образуется за счет водородных связей между кислородом и водородом. Спирали и нити вторичной структуры, а также неупорядоченные участки полипептидных цепей могут складываться, образуя своеобразные клубки, таким образом создается третичная структура белка. Она характеризуется

внутримолекулярными взаимодействиями различного типа. При этом могут возникать водородные, а также дисульфидные связи –СН₂-S-S-СН₂-, вандервальсовские силы между боковыми радикалами аминокислот. Несколько «клубков» третичной структуры в некоторых белках ассоциируются, образуя еще более сложную четвертичную структуру белка. В зависимости от укладки пептидных цепей в молекулах различают белки глобулярные и фибриллярные. Белки, имеющие форму сильно скрученной, сферической и эллиптической спирали, называются глобулярными. Они находятся в молоке, сыворотке крови, тканях животных; растворяются в воде и слабых растворах. Белки в виде развернутой спирали, нитевидные, волокнистые носят название фибриллярных. Они встречаются в мышцах, сухожилиях; в большинстве случаев не растворяются в воде. К фибриллярным белкам относятся коллаген, желатин, кератин, миозин, к глобулярным — альбумины, глобулины. Белки являются аморфными веществами, представляющими

собой высокомолекулярные коллоиды, но некоторые из них удалось выделить из растворов в кристаллическом виде: яичный и молочный альбумин, казеин, гемоглобин н др. Однако кристаллы этих белков отличаются от обычных кристаллов, они способны набухать и удерживать воду и примеси, т.е. ведут себя как коллоиды.

Одним из важнейших свойств белков является их способность к набуханию. Безводный сухой белок поглощает большое количество воды (до 300 % к сухому весу). Это явление называется набуханием геля. В гелях вода окружает частицы коллоидов и находится в капиллярных пространства между ними, прочно связываясь с белком. Набухание белков

зависит от рН, присутствия солей, снижающих обычно способность белка к набуханию. Наименьшей способностью к набуханию белки обладают в изоэлектрической точке, когда величина рН среды такова, что электрический заряд частиц белка равен нулю. Процесс набухания белков имеет большое значение при переработке пищевых продуктов и их использовании — при замесе теста, приготовлении макарон и т.д. Во время хранения продуктов происходит старение белков. По мере старения белок постепенно теряет способность к набуханию, снижается его растворимость и способность к гидролизу. Старение белков проявляется при длительном хранении богатых белками продуктов (например, бобовых). В результате старения продукты приобретают жесткую консистенцию, плохо развариваются и усваиваются. При старении набухшего белка происходит отделение воды от набухаюшего геля — синерезис.

Структуры белков лабильны: под влиянием тех или иных факторов (нагревания, химических реактивов и др.) в макромолекулах белков изменяются вторичные, третичные и четвертичные структуры, причем пептидные и дисульфидньи связи могут оставаться без изменений. В результате этого появляется новый белок, отличающийся от природного физико-химическими и биологическими свойствами. Так, при нагревании растворов белков до 70-100 °С, белка казеина — свыше 100 °С, а также при воздействии на белок сильных кислот и щелочей, солей тяжелых металлов (свинец, медь), ионизирующей радиации, ультрафиолетовых лучей, ультразвуковых волн происходит денатурация — необратимая коагуляция

с нарушением вторичной, третичной и четвертичной структур белка. При денатурации белков снижается их способность вновь растворяться в воде и солевых растворах. При тепловой денатурации глобулярных белков вязкость их повышается, при этом глобулы выпрямляются и приобретают нитевидную форму. Вязкость фибриллярных белков, наоборот. уменьшается, так как происходит скручивание пептидных цепей. Тепловая денатурация белков имеет большое значение и производстве ряда пищевых продуктов — выпечке хлеба изготовлении мясных и рыбных товаров и т.д. Скорость денатуляции белков пищевых продуктов при обработке находится в прямой зависимости от содержания в них воды и кислот, а также от температуры и продолжительности нагревания. Не все белки при нагревании свертываются, например коллаген при нагревании в воде растворяется, превращаясь в желатин. Денатурация белков наблюдается и при длительном хранении некоторых продуктов, например семян бобовых, в которых белки по мере старения теряют способность к набуханию. Не связанным с денатурацией процессом является высаливание белков, заключающееся в том, что при добавлении к раствору белка концентрированных растворов солей достигается изоэлектрическое состояние, и белок выпадает в осадок, но не подвергается денатурации и может быть растворен. В этом случае он не изменяет своих свойств.

Классификация белков

Все белки разделяются на две группы: простые — протеины и сложные — протеиды. Протеины — это простые белки, которые отличаются тем, что в их состав входят лишь остатки α-аминокислот. К простым белкам относятся важнейшие белковые вещества пищи: альбумины, глобулины, глютелины, проламины, фосфопротеины, протамины, гистоны и, наконец, протеиноиды. Классификация простых белков обусловлена в основном характером их растворимости. Однако следует помнить, что белки, входящие по этому признаку в одну группу, могут быть не идентичны по аминокислотному составу, пищевой ценности и физико-химическим свойствам.

Альбумины — растворимые в воде белки, дающие нейтральную реакцию; могут высаливаться растворами нейтральных солей — (NН₄)₂SO₄. При нагревании свертываются и выпадают в виде сгустков денатурированного белка. Многие альбумины могут быть получены в кристаллическом виде. Альбумины содержат в своем составе аминокислоту цистин :

По этой причине они являются самыми богатыми серой (до 2,3 %) белками. Сравнительно много альбуминов в куриных яйцах (овоальбумин), мясе (миоальбумин). Содержатся они также в молоке (лактоальбумин). В большинстве хлебных изделий альбумины, например

л е й к о з и н , в продуктах, полученных из пшеницы, находятся в небольшом количестве. Богаты альбуминами гречиха и зерно бобовых культур. Сравнительно много их во ржи и овсе. Глобулины — белки, не растворимые в воде, но раствори мые в водных растворах нейтральных солей. Обычно для растворения глобулинов применяют 10 % раствор NаС1 или 5 % раствор К₂SО₄. Глобулины почти всегда сопутствуют альбуминам.

Глобулины широко распространены, особенно в растительном мире. Растительные глобулины отличаются от животных высоким содержанием азота (16-19 %) и тем, что они труднее свертываются и высаливаются.

Представителями животных глобулинов являются: миозиноген — важнейший белок мышц, фибриноген крови, туберин — глобулин картофеля. Проламины — белки, не растворимые в воде и в растворах нейтральных солей, но растворимые в 60-80 % этиловом спирте. Свое название они получили из-за большого содержания аминокислоты пролина:

Проламины составляют значительную часть белков хлебах товаров. К ним относятся г л и а д и н пшеницы и ржи, зеин кукурузы, г о р д е и н ячменя и др. Глютелины — белки, растворимые в слабых (0,2 %) растворах щелочей. Как и проламины, они содержатся в большинстве продуктов растительного происхождения. К ним относятся г л ю т е н и н ы пшеницы и ржи, о р е з е н и н риса а также г л ю т е л и н ы кукурузы, ячменя, овса и т.д. В пшеничной муке глютенин (глютелин) вместе с глиадином (проламином) в процессе набухания образуют связную массу- клейковину , имеющую большое значение в хлебопечении. фосфопротпеины характерны тем, что в их состав входит остаток фосфорной кислоты, связанный с белком эфирной связью. Эти соединения, содержащие остаток фосфорной кислоты, по химическому составу относятся к протеидам, но в связи с тем, что по свойствам они близки к простым белкам, их рассматривают в группе протеинов. Фосфопротеины играют важную роль в питании зародышей животного, а также молодого растущего организма. К фосфопротеинам относятся казеин молока, в и т е л л и н яичного желтка и и х т у л и н , содержащийся в икре рыб. Протамины и гистоны имеют сравнительно с другими белками небольшую молекулярную массу. Они состоят главным образом из диаминокислот, а поэтому имеют сильно выраженный основной характер. Гистоны по сравнению с протаминами имеют более слабый основной характер, в отличие от последних они содержат серу и способны осаждаться от небольших количеств аммиака. Протамины и гистоны встречаются в сперме рыб, гистоны в виде белка глобина входят в состав гемоглобина крови. Протеиноиды — не растворимые в воде, слабых кислотах и щелочах фибриллярные белки, широко распространенные только в животных организмах, где они образуют клеточные оболочки, соединительные ткани, хрящи и др. Для них характерно высокое содержание серы. К протеиноидам относятся кератин, коллаген, эластин, хитин. Кератин содержится в клетках эпидермиса, волос, ногтей, у животных — в рогах, копытах, поверхностном слое кожи. Он не изменяется при кипячении в воде и почти не расщепляется ферментами.

К о л л а г е н также содержится в клетках эпидермиса волос, ногтей, входит в состав костной и хрящевой тканей. В отличие от кератина он гидролизуется под влиянием ферментов и при кипячении с водой переходит в глютин клей, желатин.

Э л а с т и н входит в состав сухожилий и соединительной ткани. Х и т и н образует панцири насекомых и раков. Протеиды — сложные белки, которые представляют собой соединения простого белка с другим веществом небелкового характера, называемым простетической группой. Протеиды находятся в продуктах питания в меньшем количестве, чем протеины, но многие из них имеют большое значение в жизнедеятельности организма и являются ценными в питании. Все протеиды осаждаются спиртом. В зависимости от химической природы простетической группы различают: нуклеопротеиды, глюкопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды. Нуклеопротеиды — соединения белков (чаще всего гистонов и протаминов) с нуклеиновыми кислотами, которые находятся в растительных и животных клетках. Нуклеопротеиды играют первостепенную роль в жизнедеятельности организма (ДНК, РНК). Много нуклеопротеидов находится в зародышах семян злаковых растений — пшеницы, ржи и др.

Глюкопротеиды — сложные белки, белковые вещества которых соединены с глюкозой или другими сахарами. При их гидролизе кроме аминокислот и углеводов нередко выделяются серная и уксусная кислоты. Глюкопротеиды муцины и мукоиды находятся в слизистых выделениях животных, костях, хрящах, в составе пищеварительных жидкостей. Они трудно поддаются действию ферментов, расщепляющих белки, обволакивают слизистую оболочку пищеварительного тракта и облегчают прохождение пищи, покрывают поверхность тела некоторых животных и входят в состав слюны.

Липопротеиды — соединения белка с жирами или липоидами, растворимые в воде, нерастворимые в органических растворителях (эфире, бензоле, хлороформе). Они находятся в яичном желтке, плазме животных клеток, нервной ткани, содержатся в большом количестве в составе пластид растительной клетки.

Хромопротеиды — сложные белки, которые включают шейные простетические группы, содержащие железо, магний, медь. К хромопротеидам, содержащим железо, относятся гемоглобин крови, миоглобин мышц (эти белки связывают и переносят кислород тканям), окислительные ферменты- каталаза и пероксидаза . Магнийсодержащим хромопротеидом является хлорофилл растений. В крови моллюсков, ракообразных находятся медьсодержащие хромопротеиды — гемоцианины , которые переносят кислород (с присоединением кислорода они окрашиваются в голубой цвет).

Полноценные и неполноценные белки

Из двадцати аминокислот, участвующих в построении белка, не все обладают одинаковой биологической ценностью. Некоторые аминокислоты синтезируются организмом человека и потребность в них удовлетворяется без поступления извне. Такие аминокислоты называются заменимыми. К ним относятся гистидин, аргинин, цистин, тирозин, ала-

нин, серии, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, пролин, гидроксипролин, глицин. Другая часть аминокислот обязательно должна поступать в организм с пищей в готовом виде, и их называют незаменимыми. Некоторые из незаменимых аминокислот хотя и синтезируются в организме, но в таких малых количествах, что их недостаточно для удовлетворения потребностей организма в белках. Исключение из пищи хотя бы одной из незаменимых аминокислот делает невозможным синтез необходимого белка в организме. К незаменимым аминокислотам относят триптофан, лизин, лейцин, изолейцин, метионин, фенилаланин, треонин, валин. Детям необходима еще девятая незаменимая аминокислота — аргинин. В суточном белковом рационе человек должен получать 21-31 г незаменимых аминокислот. Примерное содержание незаменимых гиминокислот в пищевых продуктах приведено в табл. 2.5.

Таким образом, по составу и количеству незаменимых аминокислот весьма ценными являются такие продукты, как творог, сыр, мясо, треска, бобовые культуры (соя). Роль незаменимых аминокислот для организма человека дедостаточно изучена, но все они выполняют важные функции. Недостаток той или иной аминокислоты в пище отражается в первую очередь на регенерации белков. При отсутствии или недостатке в кормах валима животные теряют аппетит, у них нарушается координация движений. Лейцин и изолейцин важны для роста молодых организмов. Недостаток лизина в пище приводит к нарушению кровеобразования, снижению количества эритроцитов и уменьшению в них гемоглобина, истощению мышц, нарушению кальцефикации костей. Метионин играет важную роль в процессе роста и азотистого равновесия в организме. Отсутствие в корме треонина вызывает уменьшение массы тела животных и последующую их гибель. Триптофан необходим для поддержания роста организма, образования гемоглобина крови. Основным его источником являются белки мяса, молока, яиц, зерновых продуктов, особенно пшеницы и бобовых культур. Фенилаланин играет большую роль в деятельности щитовидной железы. Белки, содержащие в своем составе все необходимые для человека незаменимые аминокислоты, считаются полноценными. Наиболее полноценны по аминокислотному составу белки животного происхождения, например белки мышечных тканей мяса, молока, куриных яиц, а также белки картофеля (туберин) и некоторых зерновых продуктов — соевой муки, гречневой крупы, гороха. Белки, в которых отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, являются неполноценными. К неполноценным белкам животного происхождения относятся эластин и коллаген, а растительного — белки проса, зеин кукурузы и др. В настоящее время принято определять биологическую ценность белков не в абсолютных, а в относительных величинах (в %) методом аминокислотного скора. Данный метод состоит в сравнении процентного содержания аминокислот в изучаемом белке и в таком же количестве условного идеального белка, т.е. белка, полностью удовлетворяющего потребность организма. Все аминокислоты, скор которых составляет не менее 100 %, называются лимитирующими, а аминокислота с наименьшим скором считается главной лимитируйщей аминокислотой. Эталонными идеальными белками принято считать белки женского молока, куриных и гусных яиц, коровьего молока.

Аминокислотный состав белка не является единственным показателем его биологической ценности. Важна также и усвояемость отдельных аминокислот и белков, поскольку у разных белков она неодинакова. Если принять усвояемость белков молока за 100 %, то усвояемость белков мяса составит 90, картофеля — 80, пшеницы — 50, белков некоторых овощей — более 25 %. Растительные белки усваиваются хуже, чем животные, потому что в клетках растений они защищены клетчаткой и другими соединениями.

Как выбирать крупы

Чечевица красная

богата витаминами B1, B6, B9, калием, магнием, фосфором, железом, марганцем, цинком, медью

популярная на Востоке бобовая культура

богат витаминами B5, фосфором, марганцем, медью, селеном

богат пищевыми волокнами, витаминами B1, B6, магнием, фосфором, марганцем, медью, селеном, цинком, железом

на 100 г продукта:

богат пищевыми волокнами, витаминами B1, B5, B6, B9, холином, калием, магнием, фосфором, железом, марганцем, медью, цинком

чечевица без оболочки, идеальная основа для супов, при варке становится золотистой

cорт риса, обладающий естественным ароматом, напоминающим благоухание цветка

эксклюзивный сорт черного риса, который идеален для приготовления блюд с морепродуктами

дефектных белков, преобладание и рецессивность — современный генетический анализ

Муковисцидоз и фенилкетонурия являются рецессивными заболеваниями. Этот означает, что обе копии гена должны быть дефектными, чтобы болезнь могла быть выражено. У человека, несущего нормальный аллель на одной хромосоме и ее дефектную аллель на гомологичной хромосоме, наличие этого одного нормального аллеля вызывает достаточно белка, чтобы обеспечить нормальное функционирование клетки. В этом случае нормальный фенотип считается доминантным , потому что нормальный аллель выражен при наличии аномального аллеля и, кажется, доминирует над ним.Хотя условия доминантный и рецессивный строго для описывая фенотипы, они также обычно применяются к соответствующим причинным аллели. Поскольку одна гаплоидная «доза» нормального аллеля обеспечивает достаточное количество белка для быть достаточным для нормального функционирования, эта общая ситуация называется гапло-достаточность. рецессивные аллели обозначаются строчными буквами. символы. Три возможных генотипа для общего случая гаплодостаточности: представлены в следующей таблице, в которой показаны отношения доминирования.В таблице, a — мутантный (дефектный) аллель. [В генотипах обратите внимание на косая черта (/) между парами аллелей. Эта косая черта используется для обозначения гомологии в диплоидные организмы, и мы увидим расширение его использования в следующих главах.]

Из таблицы видно, что фенотип гетерозиготы (особи с двумя разные аллели гена) — это фактически тест на доминирование; если гетерозигота является нормальным фенотипом, тогда фенотип, представленный мутантным аллелем, должен быть рецессивным.на На следующей странице показано, как это может работать на молекулярном уровне.

Рисунок 3-29

Отношения доминирования в гапло-достаточном гене. В гетерозиготе даже если мутированная копия гена производит нефункциональный белок, копия дикого типа генерирует достаточно функционального белка для производства фенотип дикого типа.

Однако у гетерозигот по около генов нормальный аллель не может обеспечить достаточное количество белкового продукта, чтобы заполнить нормальную клетку функция; эта ситуация известна как гапло-недостаточность . В этих в случаях доминантным является дефектный (мутантный) аллель. Прописные буквы используется для обозначения доминантных мутаций. Как и в случае рецессивных аллелей, аллель дикого типа обозначается надстрочным знаком плюс, добавленным к букве. Общий случай для гапло-недостаточность можно записать следующим образом, где B — мутантный аллель:

Мы снова видим, что тестом на доминирование является фенотип гетерозиготы; здесь мутантный фенотип (дефектный) явно доминирует.Возможны и другие механизмы, посредством которых мутантные аллели могут выражать доминирование — например, принимая новая функция — как мы увидим в главах 7 и 14. Это отличаются от гапло-недостаточных доминантов и называются доминантов с усилением функции.

Общее практическое правило состоит в том, что существует гораздо больше гапло-достаточных генов, чем гапло-недостаточные, но многое зависит от организма и генетических контекст.

СООБЩЕНИЕ

В нормальной / мутантной гетерозиготе, если единственный нормальный аллель может обеспечивать адекватный функциональный белок, мутантный аллель рецессивен; если сингл нормальный аллель не может обеспечить адекватный функциональный белок, мутантный аллель доминирует.

Значение трансляции: дефекты синтеза белка при наследственном заболевании

Джексон, Р. Дж. Альтернативные механизмы инициации трансляции мРНК млекопитающих. Biochem. Soc. Пер. 33 , 1231–1241 (2005).

CAS Статья Google ученый

Mangus, D. A., Evans, M. C. & Jacobson, A. Поли (A) -связывающие белки: многофункциональные каркасы для посттранскрипционного контроля экспрессии генов. Genome Biol. 4 , 223 (2003).

Артикул PubMed PubMed Central Google ученый

де Моор, К. Х., Мейер, Х. и Лиссенден, С. Механизмы контроля трансляции с помощью 3 ‘НТО в развитии и дифференцировке. Семин. Cell Dev. Биол. 16 , 49–58 (2005).

CAS Статья Google ученый

Каццола, М.И Шкода, Р. С. Трансляционная патофизиология: новый молекулярный механизм болезней человека. Кровь 95 , 3280–3288 (2000).

CAS Google ученый

Козак М. Новые связи между инициацией трансляции и заболеваниями человека. Мамм. Геном 13 , 401–410 (2002).

CAS Статья Google ученый

Пикеринг, Б.М. и Уиллис, А. Е. Влияние структурированных 5′-нетранслируемых областей на трансляцию и заболевание. Семин. Cell Dev. Биол. 16 , 39–47 (2005).

CAS Статья Google ученый

Stoneley, M. et al. Синтез белка c-Myc инициируется внутренним входным сегментом рибосомы во время апоптоза. Мол. Клетка. Биол. 20 , 1162–1169 (2000).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Стоунли, М., Paulin, F. E. M., Le Quesne, J. P. C., Chappell, S. A. & Willis, A. E. Нетранслируемая область c-myc 5 ‘содержит внутренний входной сегмент рибосомы. Онкоген 16 , 423–428 (1998).

CAS Статья Google ученый

Paulin, F. E. M., Chappell, S. A. и Willis, A. E. Одно нуклеотидное изменение во внутреннем сегменте входа в рибосому c-myc приводит к усиленному связыванию группы белковых факторов. Nucl. Acids Res. 26 , 3097–3103 (1998).

CAS Статья Google ученый

Evans, J. R. et al. Члены семейства поли (rC) связывающих белков стимулируют активность внутреннего входного сегмента рибосомы c-myc in vitro и in vivo . Онкоген 22 , 8012–8020 (2003).

Артикул CAS Google ученый

Хаддер, А.И Вернер Р. Анализ мутации при болезни Шарко – Мари – Тута выявляет важный внутренний элемент сайта входа в рибосому в гене коннексина-32. J. Biol. Chem. 275 , 34586–34591 (2000).

CAS Статья Google ученый

Yoon, A. et al. Нарушение контроля IRES-опосредованной трансляции при врожденном Х-сцепленном дискератозе. Наука 312 , 902–906 (2006). Модель на мышах для Х-сцепленного врожденного дискератоза демонстрирует дефект в инициации IRES-опосредованной трансляции.Вместе со ссылкой 14 в этом документе излагается дискуссия о роли перевода при этом заболевании.

CAS Статья Google ученый

Лю, Дж. М. и Эллис, С. Р. Рибосомы и поражение костного мозга: случайная ассоциация или молекулярная парадигма? Кровь 107 , 4583–4588 (2006).

CAS Статья Google ученый

Вонг, Дж.М. и Коллинз, К. Уровень теломеразной РНК ограничивает поддержание теломер при врожденном Х-сцепленном дискератозе. Genes Dev. 20 , 2848–2858 (2006). Эта статья показывает, что дефекты теломер являются основной причиной врожденного Х-сцепленного дискератоза в клетках пациентов, в то время как наблюдаются нормальные уровни псевдоуридиновой модификации рРНК и нормальная кинетика процессинга предшественника рРНК.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Докаль, И.Тяжелая апластическая анемия, включая анемию Фанкони и врожденный дискератоз. Curr. Opin. Гематол. 3 , 453–460 (1996).

CAS Статья Google ученый

Вуллиами Т. и Докал И. Врожденный дискератоз. Семин. Гематол. 43 , 157–166 (2006).

CAS Статья Google ученый

Лю Л.и другие. Мутация 5′-UTR CDKN2A создает аберрантный инициирующий кодон и предрасполагает к меланоме. Nature Genet. 21 , 128–132 (1999).

Артикул CAS Google ученый

Choi, B. Y. et al. Супрессор опухолей p16 (INK4a) предотвращает трансформацию клеток за счет ингибирования фосфорилирования c-Jun и активности AP-1. Nature Struct. Мол. Биол. 12 , 699–707 (2005).

CAS Статья Google ученый

Hinnebusch, A. G. в Трансляционный контроль экспрессии генов (ред. Соненберг, Н., Херши, Дж. В. Б. и Мэтьюз, М. Б.) 185–243 (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 2000).

Google ученый

Гордый, К. Г. eIF2 и контроль физиологии клетки. Семин. Cell Dev.Биол. 16 , 3–12 (2005).

CAS Статья Google ученый

Van der Knaap, M. S. et al. Мутации каждой из пяти субъединиц фактора инициации трансляции eIF2B могут вызывать лейкоэнцефалопатию с исчезновением белого вещества. Ann. Neurol. 51 , 264–270 (2002). eIF2B является первым фактором инициации цитозольной трансляции, который был идентифицирован как связанный с заболеванием человека.Несмотря на важную роль в синтезе белка, мутации приводят к тяжелому расстройству белого вещества у детей.

CAS Статья Google ученый

Fogli, A. et al. Тяжелый вариант детской атаксии с центральной гипомиелинизацией / лейкоэнцефалопатией исчезающего белого вещества, связанной с мутацией eIF21B5. Неврология 59 , 1966–1968 (2002).

CAS Статья Google ученый

Ван дер Кнаап, М.S. et al. Расстройства, связанные с eIF2B: антенатальное начало и поражение нескольких органов. г. J. Hum. Genet. 73 , 1199–1207 (2003).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Fogli, A. et al. Влияние генотипа на естественное течение лейкодистрофий, связанных с eIF2B. Неврология 62 , 1509–1517 (2004).

CAS Статья Google ученый

Ван дер Кнаап, М.S. et al. Мутация Arg113His в eIF2Bepsilon как причина лейкоэнцефалопатии у взрослых. Неврология 62 , 1598–1600 (2004).

CAS Статья Google ученый

Prass, K. et al. Лейкоэнцефалопатия у взрослых с исчезновением белого вещества, проявляющаяся деменцией. Ann. Neurol. 50 , 665–668 (2001).

CAS Статья Google ученый

Фогли, А.и другие. Снижение активности фактора обмена гуаниновых нуклеотидов у пациентов с мутацией eIF2B. евро. J. Hum. Genet. 12 , 561–566 (2004).

CAS Статья Google ученый

ван Колленбург. B. et al. Регуляция синтеза белка в лимфобластах пациентов с исчезающим белым веществом. Neurobiol. Дис. 21 , 496–504 (2006).

CAS Статья Google ученый

Кантор, Л.и другие. Повышенная реакция на стресс в первичных фибробластах, экспрессирующих мутантные гены eIF2B, от пациентов с лейкодистрофией CACH / VWM. Hum. Genet. 118 , 99–106 (2005).

Артикул Google ученый

Van der Voorn, J. P. et al. Развернутый белковый ответ при болезни исчезающего белого вещества. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 64 , 770–775 (2005).

CAS Статья Google ученый

ван Колленбург, Б.и другие. Глиа-специфическая активация всех путей развернутого белкового ответа при болезни исчезающего белого вещества. J. Neuropathol. Exp. Neurol. 65 , 707–715 (2006).

CAS Статья Google ученый

McCullough, K. D., Martindale, J. L., Klotz, L.O., Aw, T. Y. и Holbrook, N. J. Gadd153 сенсибилизирует клетки к стрессу эндоплазматического ретикулума, подавляя BCL2 и нарушая окислительно-восстановительное состояние клеток. Мол. Клетка. Биол. 21 , 1249–1259 (2001).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Scheper, G.C., Proud, C.G. и Van der Knaap, M.S. Неправильная инициация трансляции вызывает исчезновение белого вещества головного мозга. Trends Mol. Med. 12 , 159–166 (2006).

CAS Статья Google ученый

Шиффманн, Р.И Элрой-Стейн, О. Детская атаксия с гипомиелинизацией ЦНС / заболеванием исчезающего белого вещества — распространенная лейкодистрофия, вызванная ненормальным контролем синтеза белка. Мол. Genet. Метаб. 88 , 7–15 (2006).

CAS Статья Google ученый

Senee, V. et al. Синдром Уолкотта – Раллисона: клиническое, генетическое и функциональное исследование мутаций EIF2AK3 и предположение о генетической гетерогенности. Диабет 53 , 1876–1883 (2004).

CAS Статья Google ученый

Scheuner, D. et al. Трансляционный контроль необходим для ответа на развернутый белок и гомеостаза глюкозы in vivo и глюкозы. Мол. Ячейка 7 , 1165–1176 (2001).

CAS Статья Google ученый

Zhang, P. et al.Киназа эукариотического фактора инициации 2α PERK необходима для развития скелетной системы, постнатального роста, а также функции и жизнеспособности поджелудочной железы. Мол. Клетка. Биол. 22 , 3864–3874 (2002).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Zhang, W. et al. PERK EIF2AK3 контроль дифференцировки и пролиферации β-клеток поджелудочной железы необходим для постнатального гомеостаза глюкозы. Cell Metab. 4 , 491–497 (2006). Эта статья показывает, что PERK особенно необходим в секретирующих инсулин β-клетках во время плода и раннего неонатального периода, а не во время взрослых стадий, для постнатального гомеостаза глюкозы.

CAS Статья Google ученый

Chambers, DM, Peters, J. & Abbott, CM Летальная мутация мыши wasted ( wst ) представляет собой делецию, которая отменяет экспрессию тканеспецифической изоформы фактора удлинения трансляции 1α, кодируемой геном Eef1a2 . Proc. Natl Acad. Sci. США 95 , 4463–4468 (1998).

CAS Статья Google ученый

Khalyfa, A. et al. Характеристика экспрессии фактора элонгации-1А (eEF1A-1) и белка eEF1A-2 / S1 у нормальных и потерянных мышей. J. Biol. Chem. 276 , 22915–22922 (2001).

CAS Статья Google ученый

Чанг, Р.& Wang, E. Мышиный фактор элонгации трансляции eEF1A-2 взаимодействует с Prdx-I для защиты клеток от апоптотической гибели, вызванной окислительным стрессом. J. Cell Biochem. 100 , 267–278 (2007).

CAS Статья Google ученый

Brito, M. et al. Экспансии полиглицина в eRF3 / GSPT1 связаны с предрасположенностью к раку желудка. Канцерогенез 26 , 2046–2049 (2005).

CAS Статья Google ученый

Malta-Vacas, J. et al. Дифференциальная экспрессия фактора высвобождения 3 эукариот (eRF3 / GSPT1) в соответствии с гистологическими типами рака желудка. J. Clin. Патол. 58 , 621–625 (2005).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Керем Э. Фармакологическая терапия стоп-мутаций: сколько активности CFTR достаточно? Curr.Opin. Pulm. Med. 10 , 547–552 (2004).

CAS Статья Google ученый

Welch, E. M. et al. PTC124 нацелен на генетические нарушения, вызванные бессмысленными мутациями. Природа 447 , 87–91 (2007). Разработка PTC124 как возможного средства лечения заболеваний, вызванных нонсенс-мутациями, показывает важные преимущества фундаментальных исследований синтеза белка.

CAS Статья Google ученый

Драпчинская, Н.и другие. Ген, кодирующий рибосомный белок S19, мутирован при анемии Даймонда – Блэкфана. Nature Genet. 21 , 169–175 (1999).

CAS Статья Google ученый

Gazda, H. T. et al. Дефектная экспрессия гена рибосомного белка изменяет транскрипцию, трансляцию, апоптоз и онкогенные пути при анемии Даймонда – Блэкфана. Стволовые клетки 24 , 2034–2044 (2006).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Flygare, J.и другие. Человеческий RPS19 , ген, мутировавший при анемии Даймонда – Блэкфана, кодирует рибосомный белок, необходимый для созревания 40S рибосомных субъединиц. Кровь 109 , 980–986 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Choesmel, V. et al. Нарушение биогенеза рибосом при анемии Даймонда – Блэкфана. Кровь 109 , 1275–1283 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Кога Ю., Ога С., Номура А., Такада Х. и Хара Т. Снижение экспрессии гена кластерных рибосомных белков у пациентов с анемией Даймонда – Блэкфана без мутаций гена RPS19 . J. Pediatr. Гематол. Онкол. 28 , 355–361 (2006).

CAS Статья Google ученый

Bommer, U.A., Stahl, J., Henske, A., Lutsch, G. & Bielka, H. Идентификация белков рибосомной субъединицы 40S, участвующих во взаимодействии с фактором инициации eIF-2 в четвертичном инициаторном комплексе с помощью моноспецифических антител. FEBS Lett. 233 , 114–118 (1988).

CAS Статья Google ученый

Menne, T. F. et al. Белок синдрома Швахмана-Бодиана-Даймонда опосредует трансляционную активацию рибосом в дрожжах. Nature Genet. 39 , 486–495 (2007).

CAS Статья Google ученый

Thiel, C.T. et al. Мутации, приводящие к тяжелой инвалидности у пациентов с очень низким ростом, указывают на то, что эндорибонуклеаза RMRP, обрабатывающая РНК, является важным регулятором роста клеток. г. J. Hum. Genet. 77 , 795–806 (2005).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Вуллиами, Т.и другие. РНК-компонент теломеразы мутирован при аутосомно-доминантном врожденном дискератозе. Природа 413 , 432–435 (2001).

CAS Статья Google ученый

Walne, A. J. et al. Генетическая гетерогенность врожденного аутосомно-рецессивного дискератоза с одним подтипом из-за мутаций в связанном с теломеразой белке NOP10. Hum. Мол. Genet. 16 , 1619–1629 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Моримото, К., Лин, С. и Сакамото, К. Функции RPS19 и их связь с анемией Даймонда – Блэкфана: обзор. Мол. Genet. Метаб. 90 , 538–562 (2006). Обзор, описывающий функции RPS19, первого рибосомного белка, который, как было обнаружено, связан с болезнями человека.

Google ученый

‘т Харт, Л.M. et al. Доказательства того, что ген митохондриальной лейцил-тРНК-синтетазы (LARS2) представляет собой новый ген восприимчивости к диабету 2 типа. Диабет 54 , 1892–1895 (2005).

CAS Статья Google ученый

Жорданова А. и др. Нарушение функции и аксонального распределения мутантной тирозил-тРНК синтетазы при доминантной промежуточной нейропатии Шарко-Мари-Тута. Nature Genet. 38 , 197–202 (2006).

CAS Статья Google ученый

Dubourg, O. et al. Мутация гена глицил-тРНК синтетазы G526R при дистальной наследственной моторной нейропатии V типа. Неврология 66 , 1721–1726 (2006).

CAS Статья Google ученый

Antonellis, A. et al. Мутации глицил-тРНК синтетазы при болезни Шарко – Мари – Тута типа 2D и дистальной спинномозговой мышечной атрофии типа V. г. J. Hum. Genet. 72 , 1293–1299 (2003). Первое сообщение о связи между мутациями в генах аминоацил-тРНК синтетазы и заболеваниями человека.

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Себерн, К. Л., Нангл, Л. А., Кокс, Г. А., Шиммель, П. и Берджесс, Р. В. Активная доминантная мутация глицил-тРНК-синтетазы вызывает невропатию в 2D мышиной модели Шарко – Мари – Тута. Нейрон 51 , 715–726 (2006).

CAS Статья Google ученый

Lee, J. W. et al. Редактирующая дефектная тРНК синтетаза вызывает неправильную укладку белка и нейродегенерацию. Природа 443 , 50–55 (2006).

CAS Статья Google ученый

Добсон, К. М. Сворачивание белка и его связь с болезнями человека. Biochem. Soc. Symp. 68 , 1–26 (2001).

CAS Статья Google ученый

Гатчел, Дж. Р. и Зогби, Х. Ю. Болезни нестабильной повторной экспансии: механизмы и общие принципы. Nature Rev. Genet. 6 , 743–755 (2005).

CAS Статья Google ученый

Парк, С. Г., Эвальт, К. Л.И Ким, С. Функциональное расширение аминоацил-тРНК синтетаз и их взаимодействующих факторов: новые взгляды на домработниц. Trends Biochem. Sci. 30 , 569–574 (2005). Обзор, описывающий дополнительные роли аминоацил-тРНК синтетаз в широком спектре функций, отличных от аминоацилирования, иллюстрирующий дополнительные роли факторов трансляции.

CAS Статья Google ученый

Тейлор Р.W. & Turnbull, D. M. Мутации митохондриальной ДНК при заболеваниях человека. Nature Rev. Genet. 6 , 389–402 (2005).

CAS Статья Google ученый

Shoubridge, EA & Sasarman, F. in Translational Control in Biology and Medicine (eds Mathews, MB, Sonenberg, N. & Hershey, JWB) 775–801 (Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor , 2006).

Google ученый

Шапира, А.H. Митохондриальная болезнь. Ланцет 368 , 70–82 (2006).

CAS Статья Google ученый

Робинсон, Б. Х. Молочная ацидемия и митохондриальные заболевания. Мол. Genet. Метаб. 89 , 3–13 (2006).

CAS Статья Google ученый

Финстерер Дж. Проявления митохондриальных нарушений со стороны центральной нервной системы. Acta Neurol. Сканд. 114 , 217–238 (2006).

CAS Статья Google ученый

ДиМауро, С. Митохондриальные миопатии. Curr. Opin. Ревматол. 18 , 636–641 (2006).

CAS Статья Google ученый

Джейкобс, Х. Т. и Тернбулл, Д. М. Ядерные гены и митохондриальная трансляция: новый класс генетических заболеваний. Trends Genet. 21 , 312–314 (2005).

CAS Статья Google ученый

Кирино Ю. и др. Кодон-специфический дефект трансляции, вызванный дефицитом модификации колебания мутантной тРНК митохондриального заболевания человека. Proc. Natl Acad. Sci. США 101 , 15070–15075 (2004). В этом исследовании используется метод молекулярной хирургии для изучения важности модификации таурином положения колебания митохондриальной тРНК ^{Leu (UUR)}.

CAS Статья Google ученый

Парк, Х., Дэвидсон, Э. и Кинг, М. П. Патогенная мутация A3243G в митохондриальной tRNALeu человека (UUR) снижает эффективность аминоацилирования. Биохимия 42 , 958–964 (2003).

CAS Статья Google ученый

Сузуки, Т., Сузуки, Т., Вада, Т., Сайго, К. и Ватанабе, К.Таурин как составная часть митохондриальных тРНК: новое понимание функций таурина и митохондриальных заболеваний человека. EMBO J. 21 , 6581–6589 (2002).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Borner, G.V. et al. Снижение аминоацилирования мутантных тРНК в MELAS, но не у пациентов с MERRF. Hum. Мол. Genet. 9 , 467–475 (2000).

CAS Статья Google ученый

Шоффнер, Дж.M. et al. Миоклоническая эпилепсия и болезнь рваных красных волокон (MERRF) связаны с мутацией тРНК ^(Lys) митохондриальной ДНК. Cell 61 , 931–937 (1990).

CAS Статья Google ученый

Enriquez, J. A., Chomyn, A. & Attardi, G. Мутация мтДНК при синдроме MERRF вызывает дефектное аминоацилирование тРНК (Lys) и преждевременное прекращение трансляции. Nature Genet. 10 , 47–55 (1995).

CAS Статья Google ученый

Ravn, K. et al. Мутация мтДНК, 14453G & gt; A, в субъединице 6 НАДН-дегидрогеназы, ассоциированная с тяжелым синдромом MELAS. евро. J. Hum. Genet. 9 , 805–809 (2001).

CAS Статья Google ученый

Дэвис, Д. Р., Велтри, К. А. и Нильсен, Л. Модельная система РНК для исследования псевдоуридиновой стабилизации кодон-антикодонного взаимодействия в тРНК ^Lys, тРНК ^His и тРНАТyr. J. Biomol. Struct. Дин. 15 , 1121–1132 (1998).

CAS Статья Google ученый

Быховская Ю., Касас К., Менгеша Э., Инбал А. и Фишель-Годсиан Н. Мутация миссенс в псевдоуридинсинтазе 1 ( PUS1 ) вызывает митохондриальную миопатию и сидеробластную анемию (MLASA ). г. J. Hum. Genet. 74 , 1303–1308 (2004).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Ван дер Кнаап, М.S. et al. Новая лейкоэнцефалопатия с поражением ствола и спинного мозга и высоким содержанием лактата. Ann. Neurol. 53 , 252–258 (2003).

Артикул Google ученый

Scheper, G.C. et al. Дефицит митохондриальной аспартил-тРНК синтетазы вызывает лейкоэнцефалопатию с поражением ствола головного и спинного мозга и повышением уровня лактата. Nature Genet. 39 , 534–539 (2007).

CAS Статья Google ученый

Сенека, С.и другие. Мутация митохондриальной тРНК-аспартата, вызывающая изолированную митохондриальную миопатию. г. J. Med. Genet. А 137 , 170–175 (2005).

Артикул Google ученый

Miller, C. et al. Нарушение митохондриальной трансляции, вызванное мутацией рибосомного белка (MRPS16). Ann. Neurol. 56 , 734–738 (2004).

CAS Статья Google ученый

О’Брайен, Т.В., О’Брайен, Б. Дж. И Норман, Р. А. Ядерные гены MRP и митохондриальные заболевания. Gene 354 , 147–151 (2005).

CAS Статья Google ученый

Nolden, M. et al. Протеаза m-AAA, дефектная при наследственной спастической параплегии, контролирует сборку рибосом в митохондриях. Cell 123 , 277–289 (2005).

CAS Статья Google ученый

Коппен, М., Методиев, М. Д., Касари, Г., Ругарли, Э. И., Лангер, Т. Вариабельный и тканеспецифический субъединичный состав митохондриальных комплексов протеазы m-AAA, связанных с наследственной спастической параплегией. Мол. Клетка. Биол. 27 , 758–767 (2007).

CAS Статья Google ученый

Валенте, Л. и др. Детская энцефалопатия и дефектная трансляция митохондриальной ДНК у пациентов с мутациями факторов элонгации митохондрий EFG1 и EFTu. г. J. Hum. Genet. 80 , 44–58 (2007).

CAS Статья Google ученый

Смейтинк, Дж. А. и др. Отчетливые клинические фенотипы, связанные с мутацией фактора элонгации митохондриальной трансляции EFT. г. J. Hum. Genet. 79 , 869–877 (2006).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

Коенен, М.J. et al. Мутантный фактор элонгации митохондрий G1 и дефицит комбинированного окислительного фосфорилирования. N. Engl. J. Med. 351 , 2080–2086 (2004). Это элегантное исследование, в котором использовалась комплементация митохондриального дефекта в фибробластах пациента, привело к открытию первого ядерного кодируемого фактора трансляции, который, как известно, участвует в митохондриальных заболеваниях.

CAS Статья Google ученый

Антоницка, Х., Сасарман, Ф., Кеннауэй, Н. Г. и Шубридж, Э. А. Молекулярные основы тканевой специфичности дефицита окислительного фосфорилирования у пациентов с мутациями в митохондриальном факторе трансляции EFG1. Hum. Мол. Genet. 15 , 1835–1846 (2006).

CAS Статья Google ученый

DiMauro, S. & Schon, E.A. Митохондриальные заболевания дыхательной цепи. N. Engl. J. Med. 348 , 2656–2668 (2003).

CAS Статья Google ученый

Шубридж, Э. А. Ядерные генетические дефекты окислительного фосфорилирования. Hum. Мол. Genet. 10 , 2277–2284 (2001).

CAS Статья Google ученый

Papapetropoulos, S. et al. Профили мультирегиональной экспрессии генов идентифицируют MRPS6 как возможный ген-кандидат на болезнь Паркинсона. Gene Expr. 13 , 205–215 (2006).

CAS Статья Google ученый

Grazina, M. et al. Генетические основы деменции Альцгеймера: роль мутаций мтДНК. Genes Brain Behav. 5 , S92 – S107 (2006).

Артикул CAS Google ученый

Лю, К. Я., Вонг, Х. Н., Шауэрте, Дж. А. и Кауфман, Р.J. Протеинкиназа / эндорибонуклеаза IRE1α, которая сигнализирует о развернутом белковом ответе, имеет люминальный N-концевой лиганд-независимый домен димеризации. J. Biol. Chem. 277 , 18346–18356 (2002).

CAS Статья Google ученый

Век, Р. К., Цзян, Х. Ю. и Энтони, Т. Г. Как справиться со стрессом: киназы eIF2 и контроль трансляции. Biochem. Soc. Пер. 34 , 7–11 (2006).

CAS Статья Google ученый

Harding, H.P. et al. Регулируемая инициация трансляции контролирует вызванную стрессом экспрессию генов в клетках млекопитающих. Мол. Ячейка 6 , 1099–1108 (2000).

CAS Статья Google ученый

100

Jeppesen, T. D. et al. Фенотип мышц и нагрузка мутаций у 51 человека с мутацией митохондриальной ДНК 3243A & gt; G. Arch. Neurol. 63 , 1701–1706 (2006). Это исследование с участием 51 пациента с той же мутацией, но с широким спектром клинической тяжести, устанавливает корреляцию между генотипом мышц и клиническим фенотипом в MELAS.

Артикул Google ученый

101

Эренберг, М., Хаурилюк, В., Крист, К. Г. и Накамура, Ю. в книге «Трансляционный контроль в биологии и медицине» (ред. Мэтьюз М.Б., Соненберг, Н. и Херши, Дж. В. Б.) 173–196 (Лабораторная пресса Колд-Спринг-Харбор, Колд-Спринг-Харбор, 2006 г.).

Google ученый

102

Leegwater, P. A. J. et al. Субъединицы фактора инициации трансляции eIF2B мутируют при лейкоэнцефалии с исчезновением белого вещества. Nature Genetics 29 , 383–388 (2001).

CAS Статья Google ученый

103

Делепин, М.и другие. eIF2AK3, кодирующий фактор инициации трансляции 2-α киназу 3, мутирован у пациентов с синдромом Wolcott-Rallison. Nature Genet. 25 , 406–409 (2000).

CAS Статья Google ученый

104

Inbal, A. et al. Миопатия, лактоацидоз и сидеробластная анемия: новый синдром. г. J. Med. Genet. 55 , 372–378 (1995).

CAS Статья Google ученый

105

Heiss, N.S. et al. Х-сцепленный врожденный дискератоз вызывается мутациями в высококонсервативном гене с предполагаемыми ядрышковыми функциями. Nature Genet. 19 , 32–38 (1998).

CAS Статья Google ученый

106

Букок, Г. Р. и др. Мутации в SBDS связаны с синдромом Швахмана-Даймонда. Nature Genet. 33 , 97–101 (2003).

CAS Статья Google ученый

107

Риданпаа, М.и другие. Мутации в РНК-компоненте РНКазы MRP вызывают плейотропное заболевание человека — гипоплазию волос и хрящей. Cell 104 , 195–203 (2001).

CAS Статья Google ученый

108

Casari, G. et al. Спастическая параплегия и нарушение OXPHOS, вызванные мутациями параплегина, митохондриальной металлопротеазы, кодируемой ядром. Cell 93 , 973–983 (1998).

CAS Статья Google ученый

109

Хардинг, Х.P. et al. Сахарный диабет и внешнесекреторная дисфункция поджелудочной железы у мышей Perk ^{— / —} показывают роль трансляционного контроля в выживаемости секреторных клеток. Мол. Ячейка 7 , 1153–1163 (2001).

CAS Статья Google ученый

110

Guo, F. & Cavener, D. R. Киназа GCN2 eIF2α регулирует гомеостаз жирных кислот в печени во время лишения незаменимой аминокислоты. Cell Metab. 5 , 103–114 (2007).

CAS Статья Google ученый

111

Han, A. P. et al. Регулируемая гемом киназа eIF2α (HRI) необходима для регуляции трансляции и выживания предшественников эритроидов при дефиците железа. EMBO J. 20 , 6909–6918 (2001).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

112

Le Bacquer, O.и другие. Повышенная чувствительность к ожирению, вызванному диетой, и инсулинорезистентности у мышей, лишенных 4E-BP1 и 4E-BP2. J. Clin. Инвестировать. 117 , 387–396 (2007).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

113

Scheuner, D. et al. Контроль трансляции мРНК сохраняет функцию эндоплазматического ретикулума в β-клетках и поддерживает гомеостаз глюкозы. Nature Med. 11 , 757–764 (2005).

CAS Статья Google ученый

114

Zhang, S., Shi, M., Hui, C.C. & Rommens, J.M. Утрата мышиного ортолога гена синдрома Швахмана-Даймонда ( Sbds ) приводит к ранней эмбриональной летальности. Мол. Клетка. Биол. 26 , 6656–6663 (2006).

CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый

115

Матссон, Х.и другие. Эритропоэз у мышей с нарушением Rps19 : анализ эритропоэтинового ответа и биохимических маркеров анемии Даймонда – Блэкфана. Blood Cells Mol. Дис. 36 , 259–264 (2006).

CAS Статья Google ученый

116

He, J. et al. Направленное разрушение Dkc1 , гена, мутировавшего в Х-сцепленный врожденный дискератоз, вызывает эмбриональную летальность у мышей. Онкоген 21 , 7740–7744 (2002).

CAS Статья Google ученый

117

Uusimaa, J. et al. Молекулярная эпидемиология митохондриальных энцефаломиопатий у детей в финской популяции: анализ последовательности всей мтДНК 17 детей выявил гетероплазматические мутации в генах тРНК ^Arg, тРНК ^Glu и тРНК ^{Leu (UUR)}. Педиатрия 114 , 443–450 (2004).

Артикул Google ученый

Неправильная упаковка белка и дегенеративные заболевания

Alper, T. et al. Реплицируется ли агент скрепи без нуклеиновой кислоты? Nature 214 , 764–766 (1967)

Анфинсен, К. Б. Формирование и стабилизация структуры белка. Биохимический журнал 128 , 737–749 (1972)

Бидл, Г. У. и Татум, Э. Л. Генетический контроль биохимических реакций в Neurospora . PNAS 27 , 499–506 (1941)

Чити, Ф. и Добсон, К. М.Неправильная укладка белков, функциональный амилоид и болезнь человека. Ежегодный обзор биохимии 75 , 333–366 (2006)

Дилл, К. А. и Чан, Х. С. От Левинталя до путей к воронкам. Nature Structural Biology 4 , 10–19 (1997)

Добсон, К. М. Сворачивание и неправильная укладка белков. Nature 426 , 884–890 (2003) doi: 10.1038 / nature02261

Добсон, К. М. Болезни неправильной упаковки белка: потеря формы. Nature 418 , 729–730 (2002) doi: 10.1038 / 418729a

Ellis, J. Белки как молекулярные шапероны. Nature 328 , 378–379 (1987) doi: 10.1038 / 328378a0

Fändrich, M. & Dobson, CM Поведение полиаминокислот показывает обратный эффект боковой цепи в образовании амилоидной структуры The EMBO Journal 21 , 5682-5690 (2002).

Финкель Т. Радикальная медицина: лечение старения для лечения болезней. Nature Reviews Молекулярная клеточная биология 6 , 971–976 (2005)

Гайдусек, Д. К., Гиббс, К. Дж., Младший, и Альперс, М. Передача и передача экспериментального куру шимпанзе. Science 155 , 212–214 (1967)

Gamow, G. & Ycas, M. Статистическая корреляция белков и состава рибонуклеиновой кислоты. PNAS 41 , 1011–1019 (1955)

Гриффит, Дж. С. Самовоспроизведение и скрепи. Природа 215 , 1043–1044 (1967)

Кауфман Р.J., et al. Развернутый белковый ответ при восприятии и различении питательных веществ. Nature Reviews Molecular Cell Biology 3 , 411-421 (2002)

Laskey, R.A. et al. Нуклеосомы собраны кислым белком, который связывает гистоны и передает их ДНК. Nature 275 , 416–420 (1978) doi: 10.1038 / 275416a0

Levinthal, C. Существуют ли пути для сворачивания белков? Journal de Chimie Physique et de Physico-Chimie Biologique 65 , 44–45 (1968)

Lin, M.Y. & Beal, M. F. Дисфункция митохондрий и оксидативный стресс при нейродегенеративных заболеваниях. Nature 443 , 787–795 (2006)

Nirenberg, M. W. & Matthaei, H. Зависимость бесклеточного синтеза белка в E. coli от РНК, полученной из рибосом. Сообщения биохимических и биофизических исследований 4 , 404–408 (1961)

Полинг, Л., Кори, Р. Б., Брэнсон, Х. Р. Структура белков: две спиральные конфигурации полипептидной цепи с водородными связями. PNAS 37 , 205–211 (1951)

Прусинер, С. Б. Новые белковые инфекционные частицы вызывают скрейпи. Science 216 , 136–144 (1982)

Smith, M. A. et al. Влияние длины цепи полиадениловой кислоты на распределение лизиновых пептидов по размерам. Acta Biochimica Polonica 13 , 361–365 (1966)

Что происходит при дефекте белков?

Стремительный рост доступа к анализу ДНК и количество людей, чей геном был секвенирован, позволяют исследователям связывать все больше болезней с небольшими вариациями ДНК.Эти крошечные изменения в нашем наследственном материале могут привести к различным генетическим нарушениям, таким как кистозный фиброз или рак с сильным наследственным компонентом.

Тем не менее, понимание того, как одна вариация в одном гене может привести к определенному заболеванию, требует знания того, какой белок экспрессирует ген и как конкретно эта вариация влияет на то, как этот белок функционирует, чтобы болезнь могла развиться.

Эта критически важная связь между генами и болезнью представляет собой по большей части черный ящик, но теперь датские исследователи начали проливать свет на эту мрачную область, открывая путь для многих крупных медицинских открытий.

«Часто что-то идет не так, когда генетические вариации вызывают изменение белков. Но если мы сможем идентифицировать точные изменения в белках, мы надеемся, что сможем исправить или облегчить некоторые из них и тем самым предотвратить развитие различных заболеваний с наследственным компонентом. Мы еще не можем изменить гены, но мы вполне можем что-то сделать с дисфункциональными белками, понимая, что идет не так », — объясняет исследователь, стоящий за исследованиями, Крестен Линдорф-Ларсен, профессор Центра белковых исследований Линдерстрем-Ланг, Департамент Биология, Копенгагенский университет.

Крестен Линдорф-Ларсен и его коллега Расмус Хартманн-Петерсен недавно опубликовали обзорную статью в «Тенденции биохимических наук», в которой они проанализировали текущую ситуацию в области исследований и пути вперед.

Как вариации приводят к болезни

В основе исследований Крестен Линдорф-Ларсен лежит понимание того, как гены создают функциональные белки и как эти белки выполняют биологические функции.

Каждая клетка нашего тела содержит множество крошечных биологических машин, единственная функция которых — сканировать нашу ДНК на наличие генов, которые можно использовать в качестве чертежей для производства белков.

В этом процессе задействовано множество молекулярных машин. Некоторые переводят ДНК в белки, а другие препятствуют их слипанию, поэтому вместо этого они имеют правильную структуру, которая позволяет им функционировать.

Третья группа машин включает систему контроля качества белков, проверяющую все белки и удаляя неправильно свернутые белки, которые в противном случае не функционируют должным образом.

Когда организм функционирует как хорошо смазанный механизм, он производит только правильные белки, каждый из которых может выполнять свою функцию по поддержанию здоровья организма.

Понимание средств удаления отходов организма

Таким образом, многие заболевания также могут быть связаны с дефектами на одном или нескольких этапах этого процесса от гена до функционального белка.

Могут возникнуть вариации в ДНК, что приведет к изменениям в белке, так что, например, он не образует правильную трехмерную структуру.

Другая возможность заключается в том, что машины, которые помогают предотвратить неправильную укладку белков, не работают должным образом.

Третий сценарий заключается в том, что система контроля качества белков — очистители молекулярных отходов — не работают, а образующиеся в результате дисфункциональные белки не удаляются и не разрушаются, а могут буйствовать по всей системе.

«Одна из целей нашего исследования — понять, как работает эта система контроля качества протеина и что происходит, когда она не работает. Моя группа использует компьютерные модели белков, чтобы описать, как белки складываются. Затем мы сравниваем результаты с экспериментами в лаборатории Расмуса Хартманна-Петерсена », — объясняет Крестен Линдорф-Ларсен.

Прогнозирование риска заболевания

Ключевая цель исследования Крестен Линдорф-Ларсен состоит в том, чтобы предсказать, как вариация в одном гене влияет на функцию одного белка и как это, в свою очередь, влияет на развитие различных заболеваний.

По мере того как исследователи узнают все больше и больше о геноме человека, огромная база данных знаний стала доступной для таких исследователей, как Крестен Линдорф-Ларсен.

Эта база данных знаний — золотая жила, но исследователям необходимо найти правильные инструменты для ее изучения. Если они смогут достичь этого, они смогут предсказать генетический риск заболевания у человека, а затем вылечить болезнь до того, как человек фактически станет пациентом.

«Идея состоит в том, что секвенирование генома человека позволит нам определить, какие гены имеют вариации, а затем предсказать, как они могут повлиять на укладку и стабильность белков.Если система контроля качества клетки обнаруживает неправильно свернутые белки, они удаляются и разлагаются и не могут выполнять свою функцию. Если мы сможем предсказать, как это произойдет, мы сможем понять риск развития конкретных заболеваний. Мы хотим понять механизмы, лежащие в основе этих эффектов, чтобы мы могли решить проблему, а не просто определить, что гены связаны с заболеваниями », — говорит Крестен Линдорф-Ларсен.

Система контроля качества белка вызывает муковисцидоз

Система контроля качества белка, которую клетки используют для различения правильно и неправильно свернутых белков, является важным элементом всей производственной цепочки от гена до белка.Молекулярные шапероны, которые помогают белкам избежать неправильного сворачивания и помогают удалить аберрантные белки, являются важной частью этой системы.

Система контроля качества протеина и шапероны могут способствовать заболеванию человека как при правильном, так и при неправильном функционировании.

Например, при муковисцидозе простое изменение ДНК в одном гене приводит к неправильной укладке одного белка. Хотя это всего лишь крошечный дефект в белке, система контроля качества белка устраняет его, и человек заболевает, потому что организму необходимо использовать белок в мембранах клеток легких.

Интересный аспект заключается в том, что, если клетка не удаляет и не разрушает белок, например, обманывая систему контроля качества белка, человек не заболеет, потому что белок действительно может функционировать, даже если он неправильно свернут.

«Мы действительно хотим понять, как клетки распознают неправильно свернутые белки. Мы знаем об основных компонентах много лет, но молекулярные детали до сих пор неизвестны. Мы хотим понять механизмы таких заболеваний, как кистозный фиброз, которые приводят к удалению и деградации этого специфического белка.Если мы сможем добиться этого, мы также сможем подавить этот процесс, чтобы, даже если человек с одной вариацией одного гена предрасположен к развитию болезни, белок все равно не будет удален, и человек не заболеет. », — поясняет Крестен Линдорф-Ларсен.

Обнаружен механизм известного детского заболевания

Исследование Крестен Линдорф-Ларсен и Расмус Хартманн-Петерсен улучшило понимание других механизмов заболевания, включая фенилкетонурию (ФКУ), наследственное заболевание, на которое все новорожденные проходят скрининг с помощью образец крови, взятый через укол в пятку.

Фенилкетонурия вызвана отсутствием определенного фермента, и исследование Крестен Линдорф-Ларсен и Расмус Хартманн-Петерсен показало, сколько вызывающих заболевание вариаций в одном гене может привести к удалению фермента клеточными отходами. Съемники.

«Мы составили карту конкретных молекулярных механизмов, которые, как мы предполагаем, могут быть причиной многих случаев фенилкетонурии. Теперь задача состоит в том, чтобы произвести лекарство, которое может стабилизировать фермент, чтобы предотвратить разрушение клетки и ее удаление.В долгосрочной перспективе мы хотели бы найти другие наследственные заболевания с тем же механизмом и, таким образом, предложить лучшие диагностические возможности и новый подход к разработке методов лечения », — заключает Крестен Линдорф-Ларсен.

«Биофизические и механистические модели для вариантов белков, вызывающих заболевания» опубликованы в журнале Trends in Biochemical Sciences. Фонд Ново Нордиск предоставил гранты Крестен Линдорф-Ларсен для проектов «Исследования функциональной динамики белков и оптимизации белков» (POP) и грант Расмусу Хартманну-Петерсену на проект «Как мутации влияют на стабильность белков при наследственных заболеваниях».

Лучшее понимание дефектного белка, вызывающего кистозный фиброз — ScienceDaily

Группа исследователей, изучающая белок, который, будучи дефектным или отсутствующим, вызывает кистозный фиброз (CF), сделала важное открытие о том, как этот белок обычно контролируется и не контролируется. какие обстоятельства могут пойти наперекосяк.

«Понимание регуляции транспорта соли в нормальных клетках имеет решающее значение для разработки новых методов лечения заболеваний, таких как CF, которые нарушают перемещение соли через границы клеток», — сказал Дженг-Хаур Чен, научный сотрудник Карвер-колледжа Университета Айовы. доктора медицины и ведущий автор статьи, которая будет опубликована в декабре.18 выпуск журнала Journal of Biological Chemistry .

Муковисцидоз — это наследственное хроническое заболевание, поражающее многие органы, особенно легкие и пищеварительную систему. Пациенты с МВ несут дефектный ген, который отключает или разрушает его белковый продукт, который обычно регулирует перенос соли через границы клеток. В результате в организме вырабатывается густая слизь, которая блокирует протоки и трубки.

Закупорка дыхательных путей вызывает хронический кашель и легочную инфекцию; закупорка поджелудочной железы препятствует доставке ферментов в кишечник для расщепления пищи; а закупорка в кишечнике препятствует всасыванию пищи.

Около 70 000 человек во всем мире больны этим заболеванием, большинство из которых составляют дети и молодые люди.

Дефектный ген, ответственный за CF и его белковый продукт, называемый регулятором трансмембранной проводимости при муковисцидозе, или CFTR, был открыт только в 1989 году; но благодаря методам раннего выявления и улучшенным методам лечения выживаемость пациентов с МВ значительно улучшилась за последние 40 лет. Чен подчеркнул, что, несмотря на значительные улучшения, существующие методы лечения CF только облегчают симптомы, например, предотвращая легочные инфекции с помощью антибиотиков, разжижая слизь с помощью физиотерапии грудной клетки и помогая пищеварению с помощью ферментных добавок.

По его словам, разработка настоящего лекарства требует двух вещей: во-первых, когда он отсутствует, доставка белка CFTR обратно в его правильное место, на границе клетки, и, во-вторых, при дефекте CFTR восстановление его функции.

«CFTR сам по себе представляет собой небольшой проход с воротами, называемый ионным каналом, обнаруженный на поверхности клеток, выстилающих протоки и трубки, где он действует как путь для движения хлорид-ионов, одного компонента соли, и регулирует перенос бикарбоната, одна часть соды, — объяснил Чен.

По его словам, регулируя транспорт этих молекул, CFTR регулирует кислотно-щелочной баланс, или pH, клеток; а точный контроль внутриклеточного pH жизненно важен для функционирования всех клеток.

«В случае клеток, выстилающих протоки и трубки, внутриклеточный pH регулирует перенос солей, защищает организм от чужеродных захватчиков, таких как бактерии, и контролирует выживание клеток», — сказал Чен.

Хотя у ученых были доказательства того, что CFTR регулирует pH в клетках, было неизвестно, как он обнаруживал изменения pH и знал, когда регулировать его активность.Итак, Чен решил проверить свою идею о том, что активность CFTR напрямую регулируется внутриклеточным pH.

Он успешно продемонстрировал, что кислотный pH сильно стимулирует транспорт хлоридов с помощью CFTR, тогда как щелочной pH ингибирует его. Чтобы узнать, как pH регулирует транспорт хлоридов через CFTR, Чен изучил функцию отдельных строительных блоков, из которых собирается CFTR.

«Структура CFTR напоминает турникет — у него есть путь для движения хлоридов через границу ячейки и ворота, которые контролируют доступ к этому пути.Вращение ворот осуществляется за счет аденозинтрифосфата, или АТФ, источника энергии для всех клеток », — объяснил Дэвид Шеппард, который руководил работой Чена в качестве докторанта на кафедре физиологии и фармакологии в Бристольском университете». работа демонстрирует, что внутриклеточный pH регулирует стыковку АТФ с затвором и скорость поворота затвора ».

Таким образом, внутриклеточный pH определяет уровень мощности ворот, который, в свою очередь, регулирует транспорт соли и бикарбоната.Между тем, сказал Шеппард, если клетке необходимо сохранять энергию, внутриклеточный pH также может сказать ферментам, когда пора прекратить активность CFTR.

«Оригинальное понимание (Чен) структуры и функции CFTR сыграло решающую роль в расширении знаний о том, как обычно работает CFTR и как он работает неправильно при заболевании», — сказал Шеппард. «Цель состоит в том, чтобы разработать и разработать лекарственные препараты, которые восстанавливают функцию белков CFTR, отключенных мутациями CF. Нацеливаясь на первопричину заболевания, а не на симптомы, новые лекарственные препараты для лечения CF могут остановить прогрессирование заболевания и предотвратить ухудшение здоровья. людей, живущих с CF.«

Исследование

Чена финансировалось фондом Cystic Fibrosis Trust, британской благотворительной организацией, занимающейся исследованиями МВ и оказанием помощи пациентам. Его статья была названа «Газетой недели» журналом Journal of Biological Chemistry .

Дефект белка — обзор

Гипомиелинизирующая лейкодистрофия типа 1 (HLD1) или

PLP1 -связанные заболевания

Два различных фенотипа были связаны с аномалиями PLP: болезнь Пелицея-Мерцбахера (PMD) и спастическая параплегия 2 типа (SPG2) Saugier-Veber et al., 1994; Mimault et al., 1999; Гарберн, 2007). SPG2 отличается от PMD тем, что достижение моторной вехи на первом году жизни, соответствующей активной младенческой фазе миелинизации, почти нормально для SPG2. Однако клинический континуум, существующий между этими двумя сущностями, привел к описанию «пограничных» пациентов.

PMD (MIM # 312080) характеризуется у пациентов мужского пола ранним нарушением двигательного развития (до 6 месяцев жизни) с неврологическими признаками, которые постепенно изменяются под воздействием созревания нервной системы (Cailloux et al., 2000). Нистагм, который присутствует в 93% случаев и иногда связан со стридором, усиливается в течение первых месяцев, снижается после первого года жизни при стойких нарушениях координации глаз и плохой остроте зрения. Хореоатетотические движения конечностей и / или атаксия головы и туловища обычно происходят через 6 месяцев, их интенсивность уменьшается в возрасте от 3 до 5 лет, когда наблюдается прогрессирующая спастичность, часто связанная с дистонией. Эта спастичность, связанная с прогрессирующей аксонопатией, усиливается в подростковом возрасте, что приводит к серьезным ортопедическим деформациям (необратимым деформациям стопы, вывиху бедра и сколиозу).Двигательная недостаточность всегда больше, чем нарушение психоинтеллектуального развития при хорошем социальном взаимодействии. Снижение скорости роста (сначала в весе, а затем в росте) обычно наблюдается в возрасте от 3 до 5 лет. Приступы наблюдаются редко и хорошо контролируются противоэпилептическими препаратами. Не наблюдается быстрой деградации, и моторные характеристики наиболее заметно улучшаются в течение первых 5 лет жизни. После выхода на плато в подростковом возрасте наблюдается медленное ухудшение.Тяжесть заболевания коррелирует с уровнем двигательной активности, приобретенным до 5 лет, классифицируя заболеваний, связанных с PLP1, на пять форм, от 0 до 4, лучшая, форма 4, соответствующая SPG2. Форма 0, наблюдаемая в 13% наших серий, также была индивидуализирована как «супружеская» или форма Зайтельбергера. Пациенты почти не достигают двигательных вех, после чего атаксия сменяется тяжелой осевой дистонией. Серьезное нарушение роста наблюдается после 1 года жизни, а смерть обычно наступает в течение первого десятилетия.Форма 1 (13% в нашей серии) включает пациентов, которые достигают контроля головы в среднем в возрасте 1 года; одна треть умела использовать ассоциированные слова для выражения речи. Пациенты с формой 2 (20% в нашей серии) достигли положения сидя примерно в возрасте 2 лет, а половина из них также достигла дизартрической, но разборчивой речи в возрасте от 2 до 5 лет. Форма 3 — самая частая (44% нашей серии). Пациенты могут ходить с некоторой опорой в среднем в возрасте 2,5 лет, но 25% теряют эту способность к 10 годам. Подавляющее большинство из них развивает понятный, но дизартрический язык в нормальном возрасте и посещает обычную школу с использованием персонального компьютера, по крайней мере, в первых классах.Нарушения функции лобных долей при плохой работоспособности ухудшают более высокий уровень образования.

Во всех случаях дефект образования миелина в ЦНС проявляется как резкими, так и обширными аномалиями мультимодальных вызванных потенциалов в ЦНС, присутствующими с рождения, которые остаются стабильными, а также диффузным гипомиелинизированным рисунком сустенториального белого вещества (WM) на МРТ. . Наличие нормального миелинового сигнала часто наблюдается в областях с ранним миелином (мозжечок, ствол мозга, внутренняя капсула и мозолистое тело).Существует корреляция между степенью миелинизации, оцениваемой с помощью МРТ, и уровнем моторного и когнитивного развития. Атрофия более выражена и ухудшается после 10 лет, включая в основном мозолистое тело, полуовалентный центр и червь мозжечка.

SPG2 (MIM # 312920) встречается реже (10% случаев). При этой форме 4 расстройства, связанного с PLP1 , двигательные вехи первого года жизни не нарушаются, но у пораженных мальчиков в следующие 5 лет развиваются прогрессирующие нарушения походки.Атаксия, медленное прогрессирование, ведущее к тяжелой спастичности и потере способности передвигаться в течение примерно 10 лет, связаны с низким IQ и дисфункцией лобных долей. Всегда наблюдаются отклонения как в сигнале белого вещества на МРТ головного мозга, так и в соматосенсорных / моторных вызванных потенциалах, свидетельствующие о гипомиелинизации мозга. Прогрессирующая мультифокальная, преимущественно аксональная, периферическая нейропатия часто наблюдается при SPG2 или легких формах расстройств, связанных с PLP1 (Garbern et al., 1999).

О женщинах, пораженных PMD, сообщалось редко. По сравнению с пациентами мужского пола улучшение явно наблюдается после 5 лет (Inoue et al., 2001). Повреждение олигодендроцитов в перинатальном периоде (недоношенность, аноксия или инфекция), более чем искаженный характер инактивации X, по-видимому, изменяет проявление болезни. С другой стороны, матери, гетерозиготы по мутациям PLP, вызывающим тяжелый фенотип у их сыновей, обычно протекают бессимптомно, в то время как носители мутаций, вызывающих мягкий фенотип, имеют тенденцию проявлять симптомы при самых легких формах расстройств, связанных с PLP (Hurst et al., 2006). У этих женщин-носительниц проявляется поздняя форма аксонопатии со спастической параплегией в течение четвертого десятилетия, часто связанная с прогрессирующей лобной деменцией в течение шестого десятилетия. В большинстве случаев прогрессирующая атрофия головного мозга без аномалий белого вещества на МРТ связана с аномалиями центральной и периферической проводимости и низким содержанием N -ацетиласпартата.

При PMD большая дупликация, включающая весь ген PLP1 , является наиболее частой причинной мутацией (64%).Уровень сверхэкспрессии PLP, по-видимому, коррелирует со степенью тяжести заболевания, идентично трансгенным мышам, избыточно экспрессирующим PLP (Mimault et al., 1999; Karim et al., 2007; Lee et al., 2008). В отличие от этого, большие делеции геномной области PLP1 и нулевые мутации, по-видимому, хорошо переносятся, что делает возможной миелинизацию и составляет самую легкую форму PMD или SPG2. В PLP1 точечных мутациях корреляция генотип-фенотип менее ясна (Cailloux et al., 2000).Мутации в некодирующих областях гена PLP1 могут быть заподозрены путем обнаружения аномальных продуктов сплайсинга PLP1 в фибробластах, культивируемых из биопсий кожи пораженных пациентов (Bonnet-Dupeyron et al., 2008). Об усилителях интронных мутаций сайта сплайсинга PLP 5 ‘сообщалось у пациентов с SPG2, демонстрируя критическую роль регуляции альтернативного сплайсинга PLP для процесса миелинизации (Wang et al., 2008).

При PMD патология в значительной степени вызвана непропорциональным количеством белков PLP, удерживаемых в соме клеток олигодендроцитов (Dhaunchak and Nave, 2007).Присутствие неправильно свернутых белков может вызывать гибель олигодендроцитов в наиболее тяжелых формах или нарушать взаимодействие холестерина и липидов, снижая способность олигодендроцитов синтезировать миелиновые оболочки в самых мягких формах (Krämer-Albers et al., 2006). Отсутствие белка PLP в основном индуцировало снижение белков, важных для метаболизма аксоглии, таких как (NAD ⁺) -зависимый деацетилазный сиртуин 2 (SIRT2) (Werner et al., 2007). Исследования на животных моделях продемонстрировали, что у самок-носителей тяжелых мутаций нормальный апоптоз олигодендроцитов, наблюдаемый после рождения, сопровождается пролиферацией олигодендроцитов, что предполагает дополнительный апоптоз мутировавших олигодендроцитов с последующей пролиферацией олигодендроцитов, экспрессирующих нормальный аллель PLP1 .У мышей, гетерозиготных по легким мутациям, таким как нулевая мутация PLP, мозаицизм существует в экспрессии PLP в олигодендроцитах. В отсутствие PLP / DM20 часть аксонов малого диаметра не могла миелинизироваться, оставаясь заключенными в оболочку, но не имея компактного миелина. Поздний парапарез и деменция, наблюдаемые у матерей пациентов с умеренным PMD / SPG2, являются результатом этого мозаицизма с вторичной дегенерацией аксонов дисмиелинизированных волокон (Hurst et al., 2006).

Поскольку ЦНС чрезвычайно чувствительна к избыточной или недостаточной экспрессии гена PLP1 , регулирование дозировки гена до нормальных уровней экспрессии может быть одной из терапевтических стратегий при расстройствах, связанных с PLP.Нацеливание на олигодендроциты для генной терапии в настоящее время остается сложной задачей. Ремиелинизация и восстановление функции аксонов с помощью трансплантации глиальных клеток были продемонстрированы на различных животных с мутантами PLP с использованием разных типов клеток, что подчеркивает необходимость ранней терапии. Наконец, молекулы, способные защищать или восстанавливать функции аксонов, в значительной степени вызванные окислительным стрессом, идентично другим лейкодистрофиям, проходят доклинические испытания (Lin and Popko, 2009).

Многочисленные пациенты с неустановленной лейкодистрофией проявляют медленно прогрессирующее заболевание с ранним началом, похожим на PMD, и отклонениями МРТ и вызванных потенциалов, предполагающими процесс гипомиелинизации, но без выявленных отклонений PLP1 .Это состояние называется болезнью Пелицея – Мерцбахера (PMLD). Это могло быть результатом либо присутствия PLP1 аномалий, ускользающих от обычного анализа генов, либо участия других генов, важных для процесса миелинизации. Молекулярный анализ рецессивных форм PMLD позволил идентифицировать второй ген, вовлеченный в HDL, белок щелевых соединений, ген гамма 2 ( GJC2 ).

Дефектный контроль качества белка и нервно-мышечные заболевания

Некоторые из основных процессов жизни — репликация ДНК, транскрипция генов в информационную РНК (мРНК), синтез белка в рибосомах — важны для правильной биологической функции, но они могут быть неожиданно подвержены ошибкам .В свою очередь, организмы разработали сложные, высокоэффективные системы исправления ошибок, позволяющие устранять проблемы по мере их возникновения. Действительно, эти системы биологического контроля качества настолько важны, что дефекты в их работе могут привести к дисфункции и заболеванию.

Давно признано, что нейроны, включая нейроны мозга и мотонейроны, которые иннервируют наши мышцы, очень чувствительны к дисфункции и накоплению белка. Возможно, наиболее известными примерами являются бета-амилоидные бляшки и тау-клубни, связанные с болезнью Альцгеймера, но дефектный контроль качества белка способствует широкому спектру нейродегенеративных процессов.В статье, опубликованной в Nature Communications , группа под руководством доцента JAX Грега Кокса, доктора философии. Изучает генетику дегенеративных мышечных заболеваний на мышах, моделирующих СМА, БАС, мышечную дистрофию и многое другое. Грег Кокс, доктор философии, и аспирант Пейдж Мартин представляет, как дефекты определенного пути, связанного с рибосомами контроля качества (RQC), приводят к дегенерации двигательных нейронов и нервно-мышечным заболеваниям.

Трансляция мРНК в белок в рибосомах может остановиться по нескольким причинам, включая повреждения мРНК или отсутствие «заряженных» РНК-переносчиков, необходимых для доставки аминокислот для построения белка.Без исправления остановка может вызвать серьезные проблемы.

«Когда рибосомы останавливаются, они могут застрять и начать сталкиваться друг с другом на мРНК, как пробка на автостраде», — говорит Кокс. «На создание рибосом уходит много энергии, и клетке они нужны для работы и производства белков. Таким образом, RQC является важной функцией контроля качества, которая имеет схожие системы по всей природе ».

Предыдущая работа с дрожжами, проведенная соавтором Клаудио Жоазейро, доктором философии, из Исследовательского института Скриппса и Гейдельбергского университета, идентифицировала белок LTN1, который подготавливает неполные пептиды на рибосоме для деградации.В новом исследовании «Мутации NEMF, нарушающие контроль качества, связанный с рибосомами, связаны с нервно-мышечными заболеваниями», исследуется другая часть системы RQC, известная как NEMF у млекопитающих или Rqc2 у дрожжей. Считалось, что дефекты NEMF могут также нарушать функцию LTN1 с аналогичными последствиями.

Команда работала с двумя моделями мышей с мутациями, вызванными N-этил-N-нитрозомочевиной (ENU) в гене Nemf , а также с мышами, специально сконструированными с помощью CRISPR для отсутствия белка NEMF.

«Мутанты ENU были присланы мне коллегами из JAX, которые искали другие признаки, но знали, что меня будут интересовать нервно-мышечные дефекты», — говорит Кокс. «Однако, когда мы нашли ген, мы не знали, что он делает. NEMF ранее был известен как SDCCAG1 — серийно определенный антиген 1 рака толстой кишки — только потому, что он был впервые обнаружен в раковых клетках. Именно благодаря нашему сотрудничеству с Клаудио мы обнаружили его роль в RQC ».

Все три линии мышей с мутацией NEMF демонстрируют относительно низкую массу тела, нарушения двигательной функции и укороченную продолжительность жизни.Больше всего пострадали мыши с нулевым NEMF, с ранними отклонениями в росте и очень короткой продолжительностью жизни. Более подробно изучив задействованные молекулярные механизмы, исследователи обнаружили, что мутации мешают процессу, который добавляет определенный вид аминокислотного «хвоста» к незрелым пептидным цепям

«Это странное занятие, — говорит Кокс. «У дрожжей хвосты состоят из аланина и треонина, поэтому их называют CAT-хвостами. Мы еще не до конца понимаем их биологическую функцию у млекопитающих, но считается, что хвост выталкивает неполный пептид из рибосомы, чтобы помочь с деградацией.Он также может действовать как сигнал клеточного бедствия, так что трансляция белка замедляется и рибосомы не накапливаются, пока проблема решается ».

Работая с клиническими данными человека в системе под названием GeneMatcher, Кокс и Мартин идентифицировали девять пациентов из семи неродственных семей по всему миру с вариантами NEMF , которые могут быть патогенными. Пациенты проявляют умственную отсталость и / или признаки заболевания двигательных нейронов различной степени тяжести и прогрессирования, хотя симптомы начали проявляться в возрасте от одного до двух лет у всех пациентов, кроме одного.

Дефект RQC — лишь одно из многих нарушений, которые приводят к нервно-мышечным заболеваниям. Двигаясь вперед, Кокс надеется расширить свои исследования и сотрудничество, чтобы собрать множество независимых частей в последовательные пути и общие темы, которые могут дать цели для эффективных методов лечения.

«Мы хотим выяснить, почему двигательные нейроны так подвержены дегенерации», — говорит он.

Полноценные и неполноценные белки — Vegan lifestyle — LiveJournal

Белки полноценные и неполноценные — Справочник химика 21

Полноценные и неполноценные белки – в чем разница?

Рассмотрим более подробно виды белков:

Полноценные и неполноценные белки. Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме и должны обязательно поступать в организм с — Yurii.ru

Полноценные и неполноценные белки. Питание и долголетие

Читайте также

Белки

Белки

Жиры – это полноценные питательные вещества

БЕЛКИ

Белки

Белки

Белки

Глава 7 Кулинарные рецепты: полноценные блюда для вашего скелета

Белки

Белки

Белки

Белки

Белки

Белки

Белки

Полноценные сон и отдых – слагаемые здоровья

Полноценные и неполноценные белки

Как выбирать крупы

дефектных белков, преобладание и рецессивность — современный генетический анализ

Рисунок 3-29

СООБЩЕНИЕ

Значение трансляции: дефекты синтеза белка при наследственном заболевании

Неправильная упаковка белка и дегенеративные заболевания

Что происходит при дефекте белков?

Как вариации приводят к болезни

Понимание средств удаления отходов организма

Прогнозирование риска заболевания

Система контроля качества белка вызывает муковисцидоз

Обнаружен механизм известного детского заболевания

Лучшее понимание дефектного белка, вызывающего кистозный фиброз — ScienceDaily

Дефект белка — обзор

Гипомиелинизирующая лейкодистрофия типа 1 (HLD1) или

Дефектный контроль качества белка и нервно-мышечные заболевания

Ответить Отменить ответ