2. aminokyseliny, peptidy, bÍlkoviny bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion i1 (kation) ion i2...

23
2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Aminokyseliny funkční skupiny: NH 2 COOH jednotky: aminokyseliny vázané peptidovou vazbou C O NH Peptidy 2-100 aminokyselin Bílkoviny (proteiny) > 100 aminokyselin Aminokyseliny ~ 700 aminokyselin volné látky stavební jednotky peptidů, bílkovin, jiných sloučenin struktura aminoskupina NH 2 volná, substituovaná karboxylová skupina COOH další funkční skupiny hydroxylová -OH sulfhydrylová (merkaptoskupina) -SH sulfidová -S-R guanidylová C NH 2 NH NH fenylová aj. klasifikace podle vzdálenosti aminoskupiny od karboxylové R CH NH 2 [CH 2 ] n COOH n 2-aminokyseliny α-aminokyseliny 0 3-aminokyseliny β-aminokyseliny 1 4-aminokyseliny γ-aminokyseliny 2 5-aminokyseliny δ-aminokyseliny 3 6-aminokyseliny ε-aminokyseliny 4 podle výskytu přítomné ve všech organismech (invariabilní) základní (kódované, proteinogenní) přítomné v některých organismech (variabilní) základní aminokyseliny 19 α-aminokyselin s primární aminoskupinou -NH 2 - COOH C H R NH 2 α COO C H R NH 3 + α

Upload: others

Post on 15-Sep-2020

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Aminokyseliny funkční skupiny: NH2 COOH jednotky: aminokyseliny vázané peptidovou vazbou

CO

NH

Peptidy 2-100 aminokyselin Bílkoviny (proteiny) > 100 aminokyselin Aminokyseliny ~ 700 aminokyselin

volné látky stavební jednotky peptidů, bílkovin, jiných sloučenin

struktura aminoskupina NH2 volná, substituovaná karboxylová skupina COOH další funkční skupiny

hydroxylová -OH sulfhydrylová (merkaptoskupina) -SH sulfidová -S-R

guanidylová

C NH2

NHNH

fenylová aj. klasifikace

podle vzdálenosti aminoskupiny od karboxylové R CH

NH2

[CH2]n COOH

n 2-aminokyseliny α-aminokyseliny 0 3-aminokyseliny β-aminokyseliny 1 4-aminokyseliny γ-aminokyseliny 2 5-aminokyseliny δ-aminokyseliny 3 6-aminokyseliny ε-aminokyseliny 4

podle výskytu přítomné ve všech organismech (invariabilní)

základní (kódované, proteinogenní) přítomné v některých organismech (variabilní)

základní aminokyseliny

19 α-aminokyselin s primární aminoskupinou -NH2 -COOH

CH R

NH2

αCOO

CH R

NH3+

α

Page 2: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

1 α-aminokyselina se sekundární aminoskupinou -NH-

(CH2)nH2αH2 CHN

HCOOH

CC

(CH2)nH2αH2 CHN COO

CCH H

-+

n=0, pyrrolidin 18 aminokyselin = chirální sloučeniny řady L triviální názvy, systematické názvy, symboly (třípísmenné, jednopísmenné) klasifikace základních aminokyselin

podle struktury postranního řetězce a funkčních skupin alifatické s nesubstituovaným řetězcem

COOH

CH C

NH2

CH3

CH3

H

COOH

CH H

NH2

COOH

CH CH3

NH2 glycin alanin valin

H

CH3COOH

CH CH2

NH2

CH

CH3

CH3

COOH

CH C

NH2

CH2 CH3

leucin isoleucin

alifatické hydroxyaminokyseliny COOHCH CH2NH2

OHCOOHCH CNH2 OH

HCH3

serin threonin

alifatické sirné COOHCH CH2NH2

SHCOOHCHNH2

CH2CH2S CH3

cystein methionin

s karboxylovou skupinou v postranním řetězci (monoaminodikarboxylové, kyselé)

COOH

CH CH2

NH2

COOH

COOH

CH

NH2

CH2 CH2 COOH

asparagová kyselina glutamová kyselina

jejich monoamidy (s karboxamidovou skupinou v postranním řetězci) COOH

CH CH2

NH2

CO NH2

COOH

CH

NH2

CH2 CH2 CONH2

asparagin glutamin

s bazickými skupinami v postranním řetězci aminoskupina guanidylová skupina imidazoylový cyklus

2

Page 3: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

COOH

CH

NH2

COOH

CH

NH2

34CH2 CH2 NH2

NH

CNHNH2

lysin arginin

COOH

CH

NH2

CH2

HN

N

histidin

s aromatickým (heterocyklickým) postranním řetězcem

COOH

CH

NH2

CH2

COOH

CH

NH2

CH2 OH

fenylalanin tyrosin

HN

CH2CHCOOH

NH2

tryptofan

HN COOH

prolin

podle polarity postranního řetězce a jeho iontové formy (v neutrálním prostředí)

nepolární, hydrofobní Val, Leu, Ile, Phe, Tyr, Met, Pro; někdy Gly, Ala, Trp (amfifilní)

polární, hydrofilní Ser, Thr, Cys, Asp, Glu, Asn, Gln, Lys, Arg, His

hydrofilní (podle iontové formy postranního řetězce v neutrálním prostředí ) neutrální (nemá elektrický náboj): většina kyselé (záporný náboj): Asp, Glu bazické (kladný náboj): Lys, Arg, His

podle významu ve výživě člověka

esenciální: Val, Leu, Ile, Thr, Met, Lys, Phe, Trp poloesenciální (semiesenciální): Arg, His neesenciální: ostatní

limitující aminokyseliny deriváty základních aminokyselin (proteinogenních)

vznik specifickou modifikací

3

Page 4: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

L-cystin (CySSCy) COOH

CH CH2

NH2

S S C

NH2

CH2 H

COOH

4-hydroxy-L-prolin (Hyp)

N COOH

HO

H

34

5-hydroxy-L-lysin (Hyl)

H C CH2 CH2 CH CH2 NH2

OH

NH2

COOH

3-methyl-L-histidin

COOHCHNH2

CH2

NN

CH3 O-fosfo-L-serin

H C CH2 O PO3H2

COOH

NH2 další aminokyseliny (nebílkovinné) N-substituované α-aminokyseliny

CH3

N

CH2

COO-

CH3H3C+

COOH

N

CH2

CH3

H3C

COOH

N

CH2

CH3

H

N-methylglycin (sarkosin) N,N-dimethylglycin N,N,N-trimethylglycin

-

+N

CH3

CH3H3C

OH

CH2

CH

CH2

COO

L-karnitin (3-hydroxy-4-trimethylaminobutyrát, vitamin Bt)

4

Page 5: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

COOHCH2

CH2

NH2

COOHCH2

CH2

CH2

NH2 β-alanin (3-aminopropionová kyselina) γ-aminomáselná (4-aminomáselná) kyselina (GABA) sirné aminokyseliny

COOH

CH CH2

NH2

S R

OCOOH

CH CH2

NH2

S R

S-alk(en)yl-L-cysteiny S-alk(en)yl-L-cysteinsulfoxidy

bazické aminokyseliny a příbuzné sloučeniny COOH

CH

NH2

[CH2]n CH2 NH2

L-ornithin (n = 2)

[CH2]n

COOH

CH

NH2 O

NH2CNHCH2

L-citrullin (n = 2, karbamoylderivát ornithinu)

CH3 N CNH

NH PO

OHOH

CH2

COOH

kreatin-fosfát

aromatické aminokyseliny

OCH

COOH

NH2

CH2 OH

R

R

R

R

1

2

3

3

5

3,

tetrajodthyronin (thyroxin), R = R1 = R2 = R3 = I

OH

OH

COOH

CH CH2

NH2

3,4-dihydroxy-L-fenylalanin (DOPA) esenciální aminokyseliny

potraviny deficitní některými aminokyselinami Lys obiloviny (rostlinné proteiny obecně) Met mléko, maso Thr pšenice, žito Trp kasein, kukuřice, rýže

5

Page 6: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

fyzikálně-chemické vlastnosti aminokyselin acidobazické (pK a pI ) optické senzorické

acidobazické vlastnosti (Gly)

HOCO

CH2

NH3+

3

-OCO

CH2

NH+

-OCO

CH2

NH2

K1 2K

ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2 pH ≈ 6 pH > 10

závislost iontových forem Gly na pH

= kation (I1) = amfion (I2) = anion (I3)

0

20

40

60

80

100

2 4 6 8 10

I1

I 2 I 3

12pH

%

pK pKpI1 2

optické vlastnosti

Gly = výjimka většina = chirální atom Cα

2 optické isomery (enantiomery) některé 2 chirální centra

Ile, Thr, Hyp, CySSCy L- a D-aminokyseliny, L-aminokyseliny = (S)-stereoisomery, výjimka: L-cystein = (R)-stereoisomer D-aminokyseliny = (R)-stereoisomery obsah

-

C

COO

R

H3N H+

-

C

COO

R

H N 3

H+

L-aminokyselina D-aminokyselina (S)-aminokyselina (R)-aminokyselina

6

Page 7: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

diastereoisomery aminokyselin

H

COOH

C

C

CH2

CH3

H

H N 2

CH3

COOH

C

C

CH2

CH3

H3C

H2N H

H

L-isoleucin D-isoleucin (2S, 3S)-isoleucin (2R, 3R)-isoleucin

COOH

C

C

CH2

CH3

H

H2N H

CH3

COOH

C

C

CH2

CH3

H3C

H N 2

H

H

L-allo-isoleucin D-allo-isoleucin (2S, 3R)-isoleucin (2R, 3S)-isoleucin organoleptické vlastnosti

sladké Gly, Ala, Thr, Pro kyselé Asp, Glu hořké Leu, Ile, Phe, Tyr, Trp indiferentní ostatní

unikátní vlastnosti = chuť umami

COONa

CH

NH3+

CH2 CH2 COO-

natrium-hydrogen-glutamát

7

Page 8: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Peptidy struktura kondenzace aminokyseliny → peptidy

+

α−aminokyselina

H2O-

H2O-

N

N

O

O R

R

1

2

H2N CH COOHR 1 2

H2N CH COOHR

α−aminokyselina

peptidová vazba

2H2N CH C

R

ONH CH

RCOOH

cyklický dipeptid (2,5-dioxopiperazin)

1

H

H

N-koncová C-koncová

lineární dipeptid

• vazba některých aminokyseliny neobvyklým způsobem

Glu distální skupinou COOH = γ-peptidová vazba • vázány D-aminokyseliny • vázány neobvyklé aminokyseliny

COOHCH NH2CH2CH3

COOHCH2CH2NH2

COOHCH2CH2CH2NH2

SO3HCH2CH2NH2

β-alanin α-aminomáselná γ-aminomáselná taurin

(3-aminopropionová) 2-aminomáselná) 4-aminomáselná)

NH2

CCOOH

CH2NH2

C CH CH3

COOHNH

COOHO

2-aminoakrylová (E)-2-aminokrotonová pyroglutamová

(dehydroalanin) (dehydrobutyrin) klasifikace počet vázaných monomerů (aminokyselin) • oligopeptidy (2-10 aminokyselin) • polypeptidy (dříve makropeptidy, 11-100 aminokyselin)

typ řetězce • lineární • cyklické

8

Page 9: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

druh vazeb • homodetní (pouze peptidové vazby) • heterodetní (peptidové i jiné vazby)

disulfidové -S-S- esterové (depsipeptidy) -CO-O-R vázané složky • homeomerní obsahující jen aminokyseliny • heteromerní (peptoidy) obsahující i jiné sloučeniny

nukleopeptidy fosfopeptidy lipopeptidy chromopeptidy glykopeptidy metalopeptidy výskyt

• produkty metabolismu, přirozené peptidy • produkty proteolýzy, enzymová nebo neenzymová hydrolýza • syntetické peptidy, náhradní sladidla

vlastnosti • biologická aktivita • senzorické vlastnosti

produkty metabolismu baktérií mléčného kvašení = bakteriociny nisin (Streptococcus cremoris, syn. Lactococcus lactis ssp. Lactis) konzervační činidlo, stabilizace kysaných výrobků další významné peptidy glutathion (G-SH nebo G-S-S-G)

HOOC CH CH2 CH2 C

O

NHCHCH2

SH

C

O

NHCH2 COOHNH2

γ-L-glutamyl-L-cysteinylglycin (γ-amidová vazba)

výskyt mikroorganismy, rostliny, živočichové

pšeničná mouka 10-15 mg/kg maso 300-1500 mg/kg funkce • detoxikace toxických forem kyslíku • transport (přenos) aminokyselin do buněk • metabolické pochody (biosyntéza leukotrienu) • stabilizace oxidačního stavu SH-proteinů (substrát peroxidas, glutathionreduktasy) • technologie

Chorleywoodský způsob výroby bílého chleba, askorbová kyselina

H2A + ½ O2 → A + H2O (askorbasa)

9

Page 10: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

A + 2 G-SH → H2A + G-S-S-G (glutathiondehydrogenasa)

G-S-S-G bez vlivu na rheologické vlastnosti těsta

G-SH negativní vliv (depolymerace bílkovin lepku)

P-S-S-P + G-SH → P-S-S-G + P-SH β-alanylhistidinové dipeptidy obsah v mase

H2N (CH2)n CH2 CO

NH CH

COOH

Hisβ-Ala

N

N

CH2

karnosin

anserin (n = 1), R =

balenin (n = 1), R = N

NCH3

CH2

H

N

N

CH2CH3

funkce • účast na kontrakci kosterního svalstva • pufrovací kapacita svalu • organoleptické vlastnosti

produkty proteolýzy • proteolýza spontánní (autolýza)

žádoucí zrání masa (konzistence, aróma) výroba autolyzátů kvasinek (aditiva)

nežádoucí

• proteolýza záměrná výroba sýrů (žádoucí konzistence, aróma) výroba sladu (stabilizace pěny piva) výroba hydrolyzátů bílkovin enzymové: sójová omáčka hydrolyzáty odpadních bílkovin (krve, syrovátky, kaseinů) kyselé: polévkové koření aj. přípravky

hořké peptidy enzymových hydrolyzátů a potravin hydrofobní aminokyseliny: Val, Leu, Ile, Phe, Tyr, Trp (M < 6000 Da)

syntetické peptidy náhradní sladidlo Aspartam (Asp-Phe)

CH2CH NH CO

COOCH3

CH CH2 COO-

NH3+

10

Page 11: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Bílkoviny polymery aminokyselin > 100 aminokyselin, Mr ~ 10.000 - miliony Da organizované struktury

konstituce a konformace optimální pro funkce hlavní živiny

peptidové vazby jiné vazby

• disulfidové -S-S- • esterové • amidové

jiné složky než aminokyseliny (fyzikálně nebo chemicky) • voda • anorganické ionty • lipidy, cukry, nukleové kyseliny, barevné sloučeniny

klasifikace podle původu

• živočišné (maso, mléko, vejce), 60 % proteinů potravy • rostlinné (obilniny, luštěniny, ovoce, zelenina), 30 % proteinů potravy • netradiční (řasy, mikroorganismy)

podle funkce

• strukturní (stavební složky buněk, kolagen) • katalytické (enzymy, hormony) • transportní (přenos sloučenin, myoglobin) • pohybové (svalové proteiny, aktin, myosin) • obranné (protilátky, imunoglobuliny, lektiny) • zásobní (ferritin) • senzorické (rhodopsin) • regulační (histony, hormony) • výživové (zdroj esenciálních aminokyselin, zdroj N, hmoty k výstavbě a obnově tkání)

podle struktury (přítomnosti nebílkovinné složky) jednoduché

• globulární, sféroproteiny (albuminy, globuliny) • fibrilární (vláknité), skleroproteiny, stromatické bílkoviny (kolageny, keratiny, elastiny)

složené (konjugované) • nukleoproteiny (nukleové kyseliny) • lipoproteiny (neutrální lipidy, fosfolipidy, steroly) • glykoproteiny (sacharidy) • fosfoproteiny (kyselina fosforečná) • chromoproteiny (deriváty porfyrinu, flavinu) • metaloproteiny (koordinačně vázané kovy

podle rozpustnosti rozpustné

• albuminy mléko: laktalbumin

11

Page 12: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

vaječný bílek: ovalbumin, konalbumin pšenice: leukosin

• globuliny maso: myosin, aktin mléko: laktoglobulin vejce: ovoglobulin

• gliadiny neboli prolaminy pšenice: gliadin ječmen: hordein kukuřice: zein

• gluteliny pšenice: glutenin rýže: oryzenin

• protaminy mlíčí ryb (cyprimin, salmin, klupein, skombrin)

• histony krev: globiny hemoglobinu a myoglobinu

nerozpustné kolagen, elastin, keratin

podle stavu

• nativní (přírodní, biologické funkce) • denaturované • upravené (modifikované, aditiva)

výživové hledisko

• plněhodnotné (esenciální aminokyseliny v optimálním množství)

vaječné a mléčné • téměř plněhodnotné

(některé esenciální aminokyseliny nedostatkové) živočišné svalové • neplněhodnotné

(některé esenciální aminokyseliny nedostatkové) veškeré rostlinné, živočišných pojivových tkání

potraviny deficitní některými aminokyselinami

Lys obiloviny (obecně rostlinné proteiny)

Met mléko, maso

Thr pšenice, žito

Trp kasein, kukuřice, rýže obsah v potravinách 0-100 % P (v sušině) potraviny živočišné > rostlinné luštěniny, olejniny > ovoce, zelenina vejce 75 % H2O luštěniny 12 % H2O 13 % P (celá) 24 % P (sója 32-45 %) 52 % P v sušině 27 % v sušině

12

Page 13: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

maso (H) 69 % H2O chléb 38 % H2O 21% P 7 % P 68 % v sušině 11 % v sušině mléko 87-90 % H2O brambory 78 % H2O (3,5 % L) 3,4 % P 2 % P 28 % v sušině 9 % v sušině

krytí potřeby energie: ~ 10 % doporučená denní dávka: 1-1,2 g/kg poměr živin:

bílkoviny : lipidy : sacharidy hmotnost = 1 : 1 : 4

energie = < 14 : < 14 : <56 % struktura viz biochemie fyziologie a výživa minimální potřeba plnohodnotného proteinu 0,5-0,6 g.kg-1

doporučovaná dávka 1,0-1,2 g.kg-1 (nevyužity optimálně) ~ 2,4 g.kg-1 období růstu, kojící ženy, rekonvalescenti aj. výživová hodnota (nutriční, biologická) celkový příjem složení aminokyselin dostupnost peptidových vazeb trávicím enzymům další faktory dříve

• BV (Biological Value) g P vzniklé v organismu / 100 g P v potravě

• NPU (Net Protein Utilization) • PER (Protein Efficiency Ratio) aj. (zvířata) závisí na: absolutní obsah esenciálních aminokyselin

relativním poměru poměru k neesenciálním aminokyselinám travitelnosti dnes

aminokyselinové skóre AAS (Amino Acid Score) index esenciálních aminokyselin EAAI (Essential Amino Acid Index), přesnější údaje

si

i

AA 100(%) AAS =

Ai = obsah esenciální aminokyseliny v proteinu Asi = obsah téže aminokyseliny ve standardním (referenčním) proteinu standardní protein = fiktivní protein s optimálním složením esenciálních aminokyselin (AAS = 100%)

n

Sn

n

S2

2

S1

1

A100A. .

A100A.

A100AEAAI=

13

Page 14: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

fyzikálně-chemické vlastnosti rozpustnost, hydratace a botnání disociace optická aktivita vznik gelů vznik emulzí stabilizace pěn denaturace

faktory fyzikální: změny teploty, tlaku, ultrazvuk, pronikavé elmag. záření faktory chemické: soli, změny pH (kyseliny, zásady), povrchově aktivní látky

důsledky • přístupnější digestivním enzymům trávicího traktu • denaturace antinutričních faktorů, toxických látek (inhibitory proteas, amylas, lektiny) • inhibice nežádoucích enzymů a mikroorganismů

maso, masné výrobky, drůbež, ryby 4 hlavní druhy tkání (další krev)

• epitelové • podpůrné (pojivové) • svalové (příčně pruhované, hladké) • nervové

definice části teplokrevných zvířat v čerstvém, zpracovaném stavu v užším smyslu: skeletální svalová tkáň

počet svalů, úpony na kosti, přívod krve, nervy, kůže, chrupavky, kosti, tuk další složky • vitaminy • volné aminokyseliny 0,1–0,3 %

taurin (0,02-0,1 %), složka žlučových kyselin, přenos nervových vzruchů CH2 NH2

CH2 SO3H • kvarterní ammoniové sloučeniny

cholin 0,02-0,06 %, fosfolipidů, transmethylační reakce, acetylcholin, sinapin

CH2

CH2

N

OH

(CH3)3+

karnitin 0,05-0,2 %, transport mastných kyselin

COOH

CH2

CH

CH2 N

OH

(CH3)3+

• guanidinové sloučeniny • glykogen • fosfáty cukrů a volné cukry • kyselina mléčná aj. kyseliny • puriny a pyrimidiny

použití pro potravinářské a nepotravinářské účely

14

Page 15: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

myofibrilární proteiny svalové vlákno myofibrily (kontraktilní vlákna) mikrofilamenty (mikrovlákna)

myosin aktin další proteiny

reakce in vivo reakce post mortem • ATP anaerobní glykolýzou z glykogenu • mléčná kyselina → pokles pH z 6,8 na < 5,8 • inhibice glykolytických enzymů • Ca2+ / reakce aktinu s myosinem, není ATP → posmrtné ztuhnutí (rigor mortis)

vliv na jakost masa zrání masa

• štěpení aktomyosinu endogenními proteasami (hlavně kathepsiny) • štěpení kolagenu kolagenasami

vady masa • DFD (dry-firm-dark) a DCB (dry-cutting-beef)

tmavé, vysoká vaznost, nízká údržnost odstranění mléčné kyseliny při vykrvení, pH~ 6

• PSE (pale-soft-exudative) světlé, nízká vaznost, šedo-zelený povrch zvýšená glykolýza stimulovaná hormony, pH~ 5,6

změny při zpracování ~35° C asociace sarkoplasmatických bílkovin,

snížení vaznosti, zvýšení tuhosti ~45° C viditelné změny, zkrácení =denaturace myosinu ~50-55° C denaturace aktomyosinu ~55-65° C denaturace sarkoplasmatických bílkovin, asociované struktury a gel ~60-65° C změny konformace kolagenu (zkrácení 1/3-1/4) ~80° C oxidace SH-skupin ~90° C želatinace kolagenu (uvolnění

tropokolagenových vláken, sol želatiny) ~100 ° C eliminace NH3, H2S, další látky, aromatické látky, změna barvy mléko a mléčné výrobky obsah živin v mléce voda podle druhu mléka (původu) 63 - 88 %

komplikovaný disperzní systém • globulární bílkoviny syrovátky: koloidní disperze • kaseinové molekuly: micelární disperze • tuk: tukové globule (mikrosomy, φ 0,1-10 μm): emulze • částice lipoproteinů: koloidní suspenze • nízkomolekulární látky (laktosa, aminokyseliny, minerální látky, hydrofilní vitaminy): pravý

roztok zbarvení

15

Page 16: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

složení proteinů kravského mléka obsah aminokyselin mléka kaseiny α-kaseiny = fosfoproteiny, αS1, αS2, fosfoserin

-

-C O

CH

NH

CH2 O P

O

O

O

β-kaseiny = fosfoproteiny γ-kaseiny = produkty degradace β-kaseinů κ-kaseiny = glykoproteiny (2 genetické varianty, B), cukr = tetra-, tri-, di-, mono-, GalNAc, Gal, NeuAc, vazba na Thr (133)

α62

1

3

OCOOHOH

NHCOCH3

C OHC

CH2OH

OHHH

O

OH

NHCOCH3

CH OHC OHH

CH2OH

O

CH2OH

OH

HO

HOO

O

OH

NHCOCH3

CH2

O

3

β1

O

COOHCH CH

CH3 NH

C O

OR

NHCOCH33

β1

O

CH2OHHO O

hlavní složka κ- kaseinů kaseiny αS-, β-, κ-kaseiny agregace do submicel a micel, molekuly kaseinů → submicela → micela změny při skladování a zpracování tepelné zpracování

• shlukování tukových globulí v syrovém mléce, ~ makroglobulin

• bílkoviny syrovátky termolabilní, denaturují, kaseiny prakticky nedenaturují pasterace 72-74 °C (20-40 s): denaturuje asi 50-90 % bílkovin séra inaktivuje se většina enzymů > 75 °C: redukce disufidových vazeb eliminace H2S (β-laktoglobulin)

sulfidy, disulfidy vařivá příchuť (Met) degradace thiaminu vznik laktonů a methylketonů

sterilace 140 °C (4 s) denaturuje 100 % bílkovin reakce laktosy s proteiny syrovátky ztráty Lys (Maillardova reakce), vonné látky syrové a pasterované mléko ∼ 400 vonných látek (1-100 mg/kg)

16

Page 17: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

srážení a proteolýza kaseinů mléko čerstvé: pH 6,5-6,75 srážení kaseinů: pH 4,6 (kontaminující, kulturní mikroby) tvrdé sýry

• mikroorganismy (mléčná kyselina), okyselení (pH 5,5) • proteolytický enzym rennin (chymosin, syřidlo), specifická hydrolýza κ-kaseinu: para-κ-

kasein = hydrofobní část, součást micel, κ-kaseinmakropeptid = hydrofilní část, koagulace • sýřenina, (skladování → tuhost, kyselost, odstředění syrovátky, solení, zrání (u sýru typu

Emmental konverze mléčná → propionová kyselina + CO2), proteolýza, lipolýza → tvrdý sýr měkké sýry, jogurty

• srážení, nízké pH (fermentace laktosy, mléčná kyselina), koagulace kaseinů částečná, u jogurtů asociace micel (gelová struktura)

nerozpustný kyselý kasein sladký kasein (srážení syřidlem) kaseináty (rozpustné:Na, K, NH4; dispergovatelné: Ca, Mg) nerozpustné koprecipitáty syrovátka vejce proteiny bílku 53 %, žloutku 47 % obsah živin v slepičích vejcích složení proteinů bílku a žloutku slepičích vajec proteiny bílku ~ 40 proteinů (globuliny, glykoproteiny a fosfoproteiny)

• enzymy (lysozym, aktivita N-acetylmuramidasy, murein, buněčné stěny bakterií) • bílkovinné složky enzymů (flavoprotein/riboflavin, avidin/biotin) • inhibitory proteas (ovomukoid, ovoinhibitor)

důsledky

• viskozita a gelovitá konzistence bílku: ovomukoid a ovomucin

• stabilita pěny šlehaného bílku: ovoglobuliny G2 a G3 • antimikrobní účinky: lysozym (ovoglobulin G1) • antinutriční působení: avidin

proteiny žloutku (emulze tuku ve vodě) 1/3 = bílkoviny, 2/3 = lipidy glyko-, lipo-, glykofosfo- a glykofosfolipoproteiny granule: lipovitellin a fosvitin plasma: lipovitellenin a livetin změny při skladování a zpracování

• částečná denaturace proteinů bílku při šlehání • denaturace teplem

57 °C: počátek

17

Page 18: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

60-65 °C denaturuje většina bílkovin (ne ovomukoid) 65-70 °C většina bílkovin žloutku (ne fosvitin)

potraviny rostlinného původu hlavní zdroje: semena rostlin omezené zdroje: plody, listy, hlízy, bulvy aj. části rostlin (ovoce, zelenina, okopaniny) cereálie a pseudocereálie základní chemické složení obilovin proteiny obilovin a jejich složení proteiny pšenice mouka 7-13 (až 15) % bílkovin

• 15 % albuminy (ve vodě rozpustné) leukosin • 7 % globuliny (0,4 M-NaCl) edestin • 33 % prolaminy (70 % ethanol) gliadin • 46 % gluteliny (zbytek) glutenin

poměr prolaminy / gluteliny = 2 : 3 mouka silná = chlebová (12-14 %) (těsto elastické, tuhé, nutné intenzivní míchání, zadržuje oxid uhličitý, vzduch, objemnější výrobky) mouka slabá = výroba sušenek, cukrovinek (< 10 %) těsto lepek (gluten) = viskoelastická hmota, 2/3 vody, 1/3 hydratované gluteliny (viskozita), gliadiny (elasticita), sušina lepku = 90 % proteinů, 8 % lipidů, 2 % cukrů bezlepkové výrobky

alergické onemocnění celiakie (∼ 0,05 % dětí v Evropě) změny epithelových buněk střevní stěny, zhoršená absorpce živin prolaminové frakce pšenice, žita, ječmene, sekvence: Pro-Ser-Gln-Gln a Gln-Gln-Gln-Pro limity < 100 mg gliadinu/kg (sušiny)

proteiny žita • není gluten • pekařské vlastnosti: pentosany, některé proteiny (botnající v kyselém prostředí) • vznik kyselin činností mikroorganismů (S. cerevisiae, S. minor, L. plantarum, L. brevis)

proteiny luštěnin a olejnin • vysoký obsah globulinů, funkce při klíčení

obsah aminokyselin využití netradičních zdrojů bílkovin texturované rostlinné proteiny přípravky bohaté na bílkoviny

18

Page 19: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Reakce eliminační, isomerační, adiční, oxidační komplexní reakce vliv složení potravin, podmínek: teplota, pH, O2, další látky důsledky • snížení biologické hodnoty

rozklad esenciálních aminokyselin vznik nemetabolizovatelných produktů snížení travitelnosti vznik antinutričních a toxických látek

• vznik aromatických látek hlavně Cys, Met, Orn, Pro aminy, aldehydy, alkoholy, S-sloučeniny

eliminační reakce dekarboxylace (eliminace oxidu uhličitého)

H2H2 NR C- 2OCH2

HOOH CRNC

aromatické látky biologicky aktivní látky (biogenní aminy)

N

N

CH2 CH2 NH2

H

CH2 CH2 CH2 CH2 CH2

NH2 NH2

histamin (His) kadaverin (Lys)

eliminace amoniaku a vody vznik 2,5-dioxopiperazinů (cyklické dipeptidy)

N

N

R

O

O

R

H

H

2 H2O2

-R CH COOH

NH2

vznik alk-2-enových kyselin

HOH2 COH CRNH2

C- NH3

HOOH CH CR C

β-aminokyselina (Asp) alk-2-enová kyselina vznik γ-laktamů z γ-aminokyselin, γ-aminokyselina Glu, kreatin

NR OH

H2O-OHR CH

NH2

CO(CH2)2

N

N

HN OH

H3C

NHOOC OH

2-oxopyrrolidin-2-karboxylová kyselina kreatinin

19

Page 20: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

eliminace funkčních skupin postranních řetězců • reakce v kyselém prostředí nebo termické reakce

o deamidace proteinů, hydrolýza • reakce v neutrálním prostředí nebo termické reakce

o vznik neobvyklých vazeb • reakce v alkalickém prostředí nebo termické reakce

o vznik neobvyklých vazeb, neobvyklých aminokyselinD-aminokyseliny (abiogenní) důsledky • snížení travitelnosti • snížení výživové hodnoty • vznik potenciálně toxických aminokyselin • vznik aromatických látek

kyselé prostředí výroba hydrolyzátů bílkovin • enzymy autolýza kvasničné autolyzáty, potravinářské hydrolyzáty, sójová omáčka • kyseliny potravinářské hydrolyzáty

neutrální prostředí vznik příčných vazeb a neobvyklých aminokyselin ε-aminoskupina Lys, karboxamidová skupina Asn, Gln

NH2

NH2

NH

NH+

NH32

NH2 C CH2

OC CH2

O

C

O

CH2 2NH2 C

O

CH2 2

alkalické prostředí ztráty Lys, Cys, Ser, Thr, Arg aj. 1,2-eliminace H-X (Ser, Thr, Cys, SySSCy) a hydrolýza

-X

karbanion

NH CH CO

CH XR

NH C CO

CHR X

-NH C CO

CHR

dehydroprotein

+

HO- - H2O,

H3O, - H2O

X = OH, SH, SR, SSR aj. Cys, Ser→2-aminoakrylová kyselina (dehydroalanin), Thr→2-aminokrotonová kyselina (dehydrobutyrin)

CH2 C COOH

NH2

CH C COOH

NH2

CH3

• adice funkčních skupin aminokyselin

intra- a intermolekulární příčné vazby

20

Page 21: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

C

C

C

CH

CH

CH

R

R

R

NH2

HS

NH3

+

+

CH

CH

CH

CH

CH

CH NH2

R

R

R

NH

S

• hydrolýza zesítěného proteinu a vznik neobvyklých aminokyselin, lysinoalanin, lanthionin

SCH2

CH2

CH

CH

NH2

NH2

COOH

COOH

CH2

NH CH2 CH COOH

NH2

[CH2]3 CH

NH2

COOH

• isomerace a vznik D-aminokyselin, snížená využitelnost

-X

karbanion

NH CH CO

CH XR

NH C CO

CHR X

-

+

HO- - H2O,

H3O, - H2O

NH C CO

CHR

dehydroprotein adiční reakce reakce se sacharidy (aldehydy, ketony), Maillardova reakce

H2NR

COOHCH+

R1

C OR2

sacharid α-aminokyselina

-H2OCR1

R2

N CH COOHR

HO CR1

R2

NH CH COOHR

produkty

karbinolamin imin (Schiffova báze) • barevné látky, aromatické látky, biologicky aktivní látky

oxidační reakce oxidační deaminace a transaminace enzymové reakce

deaminasy nebo transminasy, hydrolasy

NH3-H2O, R CH COOH

NH- H2OO,R CH COOH

NH2 α-aminokyselina α-iminokyselina

21

Page 22: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

dekarboxylasy alkoholdehydrogenasy R CH2 OH

2 HR CH O

- CO2

OHR CHO

CO

2-oxokyselina aldehyd alkohol • aldehydy: aróma ovoce a zeleniny • alkoholy: aróma alkoholických nápojů (alkoholy přiboudliny) Streckerova degradace (oxidační dekarboxylace) tvorba Streckerových aldehydů neenzymová reakce

+CO2 NH3+R CH O1/2 O2

oxidaceR CH COOH

NH2 α-aminokyselina aldehyd (Streckerův aldehyd)

R C CH3O

oxidace

O21/2R CH CH2

NH2

COOH NH3CO2 ++

β-aminokyselina methylketon oxidační činidla • dikarbonylové sloučeniny • sacharidy • chinony • anorganické látky (chlornany)

vznik dalších produktů N- a S-heterocyklické sloučeniny další oxidace oxidované lipidy a fenoly, O2 (fotosenzibilizátory) cystein a cystin • oxidace Cys na sulfenovou, sulfinovou, sulfonovou (cysteovou) kyselinu (nevyužitelná)

COOH

C NH2

CH2 SO3H

H

• oxidace Cys na CySSCy

CHNH2

COOHR = CH2R S S RO

H2O2 R SH

• oxidace CySSCydisulfoxid tetraoxidtrioxid

dioxidmonooxid

O

disulfid

O

O

O O

R S S R

O

OO

OOO

O

OO

O O

O

R S S R R S S R

R S S RR S S RR S S R

OR S S R

22

Page 23: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

• oxidace Met

sulfonsulfoxidsulfid

CH2 CH COOHNH2

R =CH2R S CH3

O

O

OR S CH3

O

OR S CH3

reakce se složkami potravin • reakce s polyfenoly

tmavá barva izolátů ze šrotů nevyužitelné produkty, snížená travitelnost

• reakce s oxidovanými lipidy nevyužitelné produkty, snížená travitelnost

23

Page 24: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Základní chemické složení obilovin (%)

Obilovina Voda Proteiny Lipidy Škrob Minerální látky

pšenice 13,2 11,7 2,2 59,2 1,5 žito 13,7 11,6 1,7 52,4 1,9 ječmen 11,7 10,6 2,1 52,2 2,3 oves 13,0 12,6 5,7 40,1 2,9 rýže 13,1 7,4 2,4 70,4 1,2 kukuřice 12,5 9,2 3,8 62,6 1,3 zpět

Page 25: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah aminokyselin v luštěninách, olejninách a ořeších (v g vztaženo na 16 g dusíku)

Aminokyselina Sója Čočka Hrách Fazole Slunečnice Arašídy Sezam Vlašský ořech

Lískový ořech

Ala 4,3 4,3 4,1 4,2 4,2 3,9 4,5 4,1 4,2 Arg 7,2 8,7 9,5 5,7 8,0 11,2 12,1 12,3 15,0 Asx 11,7 11,6 11,0 12,0 9,3 11,4 8,2 8,3 7,2 Cys 1,3 0,9 1,1 0,8 1,5 1,2 1,8 0,5 0,4 Glx 18,7 16,6 16,1 14,8 21,8 18,3 19,4 20,1 20,5 Gly 4,2 4,2 4,0 3,8 5,4 5,6 4,9 7,0 8,7 His 2,5 2,7 2,3 2,8 2,3 2,4 2,4 2,0 1,8 Ile 4,5 4,3 4,3 4,2 4,3 3,4 3,6 3,9 6,2 Leu 7,8 7,6 6,8 7,6 6,4 6,4 6,7 7,5 6,2 Lys 6,4 7,2 7,5 7,2 3,6 3,5 2,7 1,6 2,9 Met 1,3 0,8 0,9 1,1 1,9 1,2 2,8 1,3 0,8 Phe 4,9 5,2 4,6 5,2 4,4 5,0 4,4 4,1 3,6 Pro 5,5 4,3 3,9 3,6 4,5 4,4 3,7 4,7 5,6 Ser 5,1 5,3 4,3 5,6 4,3 4,8 4,7 6,1 9,6 Thr 3,9 4,0 4,1 4,0 3,7 2,6 3,6 2,7 2,7 Trp 1,3 1,5 1,4 1,4 1,4 1,0 1,0 1,0 1,1 Tyr 3,1 3,3 2,7 2,5 1,9 3,9 3,1 3,1 3,7 Val 4,8 5,0 4,7 4,6 5,2 4,2 4,6 4,4 6,4 Celkem EAA a) 39,3 39,8 38,2 38,6 34,1 32,4 34,8 26,5 33,1 Celkem AA b) 98,5 97,4 93,4 90,9 93,9 94,2 94,7 94,5 106,7 EAAI (%) c) 62 41 50 47 93 69 63 60 35 AAS (%) d) 47 31 37 34 56 43 43 24 22 Limitující AA sirné, Val sirné, Trp sirné, Trp sirné, Trp Lys, sirné sirné, Ile Lys, Ile sirné, Lys sirné, Lys a) EAA = esenciální aminokyseliny. b) AA = aminokyseliny. c) EAAI = index esenciálních aminokyselin. d) AAS = aminokyselinové skóre pro limitující aminokyseliny. zpět

Page 26: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah D-aminokyselin v některých potravinách

Potravina Obsah D-aminokyseliny v % z celkového obsahu obou optických isomerů

Ala Asp Glu Leu Met Phe Pro Val

hamburger (povrchová vrstva) 2,8 5,5 2,4 3,2 2,9 2,7 1,8 1,5 hovězí maso původní 3,2 6,2 4,9 3,1 2,4 2,8 2,0 1,6 pasterované mléko 1,8 7,3 5,1 kondenzované mléko 2,5 kravské mléko původní 1,9 7,3 4,8 kyselé mléko a) 38,6 14,1 4,0 18,4 6,8 kefír a) 37,4 17,6 4,9 22,6 5,6 jogurt a) 61,3 20,9 12,4 toast (povrchová vrstva) 2,8 10,5 3,2 2,7 1,7 2,4 2,1 1,1 bílý chléb původní 2,4 5,6 2,8 3,2 2,3 2,3 0,9 0,9 extrudovaná sójová mouka 2,7 7,6 3,9 2,7 2,4 1,6 0,8 sójová mouka původní 2,5 4,4 3,1 1,4 2,8 2,3 1,0 mandle pražené 7,2 4,7 6,5 1,3 1,1 mandle původní 0,0 2,6 3,0 1,1 0,0 a) Aminokyseliny jsou převážně mikrobiálního původu zpět

Page 27: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Aldehydy vznikající Streckerovou degradací některých α-aminokyselin

Aminokyselina Produkt degradace

glycin methanal (formaldehyd) alanin ethanal (acetaldehyd) threonin, 2-hydroxypropanal 2-aminomáselná kyselina

propanal

valin 2-methylpropanal norvalin butanal leucin 3-methylbutanal isoleucin 2-methylbutanal norleucin pentanal methionin methional cystein 2-merkaptoethanal fenylalanin 2-fenylethanal (fenylacetaldehyd)tyrosin 4-hydroxyfenylacetaldehyd ornithin 4-aminobutanal zpět

Page 28: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Průměrný obsah živin v slepičích vejcích

Složka Obsah v %

skořápka bílek žloutek proteiny celkem 3,3 a) 10,6 16,6 tuky - 0,03 32,6 sacharidy - 0,9 1,0 minerální látky 95,1 b) 0,6 1,1 voda 1,6 87,9 48,7 % celkové hmotnosti 10,3 56,9 32,8 a) Komplex proteinů s mukopolysacharidy v poměru 50 :1. b) Uhličitan vápenatý s malým množstvím uhličitanu hořečnatého a fosfátů. zpět

Page 29: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Složení proteinů bílku a žloutku slepičích vajec

Proteiny Podíl v % Obsah v g.kg-1

proteiny bílku celkem 100 106 ovalbumin 54 57 ovotransferrin (konalbumin) 12 13 ovomukoid 11 12 lysozym (globulin G1) 3,5 4 globulin G2 4 4 globulin G3 4 4 ovomucin 1,5 2 flavoprotein 0,8 1 ovoglykoprotein 0,5 < 1 ovomakroglobulin 0,5 < 1 ovoinhibitor 0,1 < 1 avidin 0,05 < 1 proteiny žloutku celkem 100 166 granule 50 83 lipovitellin (HDL a) ) 36 60 fosvitin 13 21 LDL b) 1 2 plasma 43 71 lipovitellenin (LDL b) ) 16 26 livetin 27 45 a) Lipoproteinové frakce vysoké hustoty (HDL, z angl. High Density Lipoprotein). b) Frakce nízké hustoty (LDL, z angl. Low Density Lipoprotein).

Page 30: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Obsah aminokyselin v slepičích vejcích (v g vztaženo na 16 g dusíku)

Aminokyselina Vejce

celá bílek žloutek

Ala 5,9 6,1 5,5 Arg 6,1 5,7 7,5 Asx 9,6 11,0 10,6 Cys 2,4 2,4 1,7 Glx 12,7 12,2 14,0 Gly 3,3 3,6 3,1 His 2,4 2,4 2,5 Ile 6,3 6,1 5,1 Leu 8,8 8,3 8,5 Lys 7,0 6,6 7,7 Met 3,4 4,0 2,6 Phe 5,7 6,0 4,2 Pro 4,2 3,6 4,3 Ser 7,6 7,3 9,0 Thr 5,1 4,8 5,5 Trp 1,6 1,4 1,9 Tyr 4,2 3,5 4,0 Val 6,8 4,8 7,2 Celkem EAA a) 51,3 47,9 48,4 Celkem AA a) 107,1 99,8 104,9 EAAI (%) c) 100 94 95 AAS (%) d) 100 71 74 Limitující AA žádná žádná žádná a) EAA = esenciální aminokyseliny. b) AA = aminokyseliny. c) EAAI = index esenciálních aminokyselin. d) AAS = aminokyselinové skóre. zpět

Page 31: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Proteiny obilovin a jejich složení

Obilovina Albumin Globulin Gliadin Glutelin

pšenice leukosin 14,7 %

edestin 7,0 %

gliadin 32,6 %

glutenin 45,7 %

žito 44,4 %

10,2 %

sekalin 20,9 %

sekalinin 24,5 %

ječmen 12,1 %

8,4 %

hordein 25,0 %

hordenin 54,5 %

oves 20,2 %

avenalin 11,9 %

gliadin 14,0 %

avenin 53,9 %

rýže 10,8 %

9,7 %

oryzin 2,2 %

oryzenin 77,3 %

kukuřice 4,0 %

2,8 %

zein 47,9 %

zeanin 45,3 %

Page 32: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Obsah aminokyselin v cereáliích a pseudocereáliích (v g vztaženo na 16 g dusíku)

Aminokyselina Pšenice Žito Ječmen Oves Rýže Kukuřice Proso Pohanka Laskavec

Ala 3,6 4,3 4,0 4,5 6,0 7,5 7,9 4,7 3,4 Arg 4,6 4,6 4,7 6,3 8,3 4,2 5,3 9,8 7,4 Asx 4,9 7,2 5,7 7,7 10,3 6,3 8,0 8,9 8,3 Cys 2,5 1,9 2,3 2,7 1,1 1,6 2,4 2,4 1,4 Glx 29,9 24,2 23,6 20,9 20,6 18,9 18,6 17,3 15,4 Gly 3,9 4,3 3,9 4,7 5,0 3,7 3,8 5,0 8,7 His 2,3 2,2 2,1 2,1 2,5 2,7 2,4 2,1 2,3 Ile 3,3 3,5 3,6 3,8 3,8 3,7 4,1 3,4 3,6 Leu 6,7 6,2 6,7 7,3 8,2 12,5 9,6 5,9 5,3 Lys 2,9 3,4 3,5 3,7 3,8 2,7 3,4 3,8 5,0 Met 1,5 1,5 1,7 1,7 2,3 1,9 2,5 1,5 1,8 Phe 4,5 4,4 5,1 5,0 5,2 4,9 4,8 3,8 3,6 Pro 9,9 9,4 10,9 5,2 4,7 8,9 6,1 4,3 3,6 Ser 4,6 4,3 4,0 4,7 5,4 5,0 4,9 5,0 7,1 Thr 2,9 3,3 3,3 3,3 3,9 3,6 3,9 3,6 3,5 Trp 0,9 1,0 0,9 1,1 0,8 0,7 2,0 1,4 1,5 Tyr 3,0 1,9 3,1 3,3 3,5 3,8 3,2 2,4 3,4 Val 4,4 4,8 5,0 5,1 5,5 4,8 5,5 6,7 4,3 Celkem EAA a) 32,8 31,6 35,8 37,1 38,5 40,2 41,1 34,8 28,4 Celkem AA b) 96,5 92,0 94,6 93,3 101,2 97,5 98,1 93,3 89,4 EAAI (%) c) 68 75 78 79 76 55 67 76 76 AAS (%) d) 44 46 54 57 57 41 53 51 54 Limitující AA Lys Trp, Ile Lys, Leu Ile, Lys Ile, Lys Lys Lys Lys, Ile Lys Ile a) EAA = esenciální aminokyseliny. b) AA = aminokyseliny. c) EAAI = index esenciálních aminokyselin. d) AAS = aminokyselinové skóre pro limitující aminokyseliny. zpět

Page 33: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Hodnoty pK a pI aminokyselin

Aminokyselina pK1 pK2 pK3 a) pI

základní glycin 2,34 9,78 6,1 alanin 2,35 9,87 6,0 valin 2,29 9,74 6,0 leucin 2,33 9,74 6,0 isoleucin 2,32 9,76 6,0 serin 2,19 9,21 5,7 threonin 2,09 9,10 5,6 cystein 1,92 10,78 8,33 5,1 methionin 2,28 9,21 5,7 asparagová kyselina 1,99 9,90 3,90 3,0 glutamová kyselina 2,10 9,47 4,07 3,1 asparagin 2,10 8,84 5,5 glutamin 2,17 9,13 5,7 lysin 2,16 9,18 10,79 10,0 arginin 1,82 8,99 12,48 10,9 histidin 1,80 9,33 6,04 7,7 fenylalanin 2,16 9,18 5,7 tyrosin 2,20 9,11 10,13 5,7 tryptofan 2,43 9,44 5,9 prolin 1,99 10,60 6,3 jiné 4-hydroxyprolin 1,82 9,65 5,7 β-alanin 3,55 10,24 6,9 γ-aminomáselná kyselina 4,03 10,56 7,3 a) U cysteinu je pK3 disociační konstantou thiolu, u cystinu jsou disociační konstanty obou karboxylových skupin a aminoskupin 1,04 a 2,10, resp. 8,02 a 8,71, isoelektrický bod má hodnotu 6,1, u asparagové a glutamové kyseliny je pK3 disociační konstantou distální karboxylové skupiny, u lysinu distální aminoskupiny (ε-aminoskupiny), u argininu guanidylové skupiny, u histidinu iminoskupiny imidazolového cyklu, u tyrosinu fenolové hydroxyskupiny. zpět

Page 34: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah D-aminokyselin v některých potravinách

Potravina Obsah D-aminokyseliny v % z celkového obsahu obou optických isomerů

Ala Asp Glu Leu Met Phe Pro Val

hamburger (povrchová vrstva) 2,8 5,5 2,4 3,2 2,9 2,7 1,8 1,5 hovězí maso původní 3,2 6,2 4,9 3,1 2,4 2,8 2,0 1,6 pasterované mléko 1,8 7,3 5,1 kondenzované mléko 2,5 kravské mléko původní 1,9 7,3 4,8 kyselé mléko a) 38,6 14,1 4,0 18,4 6,8 kefír a) 37,4 17,6 4,9 22,6 5,6 jogurt a) 61,3 20,9 12,4 toast (povrchová vrstva) 2,8 10,5 3,2 2,7 1,7 2,4 2,1 1,1 bílý chléb původní 2,4 5,6 2,8 3,2 2,3 2,3 0,9 0,9 extrudovaná sójová mouka 2,7 7,6 3,9 2,7 2,4 1,6 0,8 sójová mouka původní 2,5 4,4 3,1 1,4 2,8 2,3 1,0 mandle pražené 7,2 4,7 6,5 1,3 1,1 mandle původní 0,0 2,6 3,0 1,1 0,0 a) Aminokyseliny jsou převážně mikrobiálního původu zpět

Page 35: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah histidinových dipeptidů v čerstvém mase

Maso Obsah v mg.kg-1

karnosin anserin balenin vepřové 1040-3380 70-160 180 hovězí 1520-3650 110-552 17 skopové 670-1898 430-1992 24 kozí 520-1030 750-2016 0 koňské 3820-4023 30-48 0 králičí 497 4536 0 kuřecí 100-1117 550-3350 krůtí 1600-2400 6150 zpět

Page 36: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah proteinů v některých potravinách živočišného původu

Potravina Obsah v % (od - do)

Obsah v % (průměr)

maso, masné výrobky maso hovězí 13,1 - 27,0 20,8 maso vepřové 9,1 - 20,2 15,5 maso skopové 14,9 - 18,0 16,4 maso telecí 18,3 - 28,0 21,8 vnitřnosti 10,4 - 22,7 17,2 uzeniny 12,8 - 28,0 20,8 drůbež 12,8 - 23,7 21,1 kuře 20,5 krůta 20,1 kachna 16,1 husa 15,9 zvěřina 20,8 - 24,3 22,8 ryby 16,0 - 29,0 18,7 mléko, mléčné výrobky mléko kravské 3,0 - 3,4 3,2 tvaroh 18,0 - 20,6 19,4 sýry měkké 12,5 - 20,2 15,0 sýry tvrdé 23,8 - 40,6 24,8 máslo 0,4 - 0,6 0,5 vejce slepičí 13,0 bílek 11,0 žloutek 17,0

Page 37: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Obsah proteinů v některých potravinách rostlinného původu

Potravina Obsah v % (od - do)

Obsah v % (průměr)

obiloviny, cereální výrobky pšeničná mouka 8,1-12,8 10,1 žitná mouka 5,1-12,0 9,6 rýže bílá 7,5 rýže hnědá 7,6 chléb žitnopšeničný 4,7-11,6 6,7 bílé pečivo 7,3-9,7 8,5 cukrářské pečivo 3,5-7,8 5,6 těstoviny 9,8-12,5 11,8 luštěniny, olejniny, ořechy 21,4-44,7 24,2 sójové boby 44,7 mák 19,5 brambory 2,0 zelenina plodová 0,7-1,7 1,2 košťálová 0,7-1,8 1,4 listová 1,3-3,9 2,6 kořenová 1,0-3,3 2,0 ovoce syrové 0,3-1,5 1,0 sušené 1,4-4,0 2,3 další potraviny houby 2,6 droždí 10,6 kakaový prášek 18,0 čokoláda 4,9-8,1 6,8 zpět

Page 38: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah aminokyselin v čistých živočišných proteinech (v g vztaženo na 16 g dusíku) Amino- kyselina

Aktin a) Myosin a) Kolagen a) Elastin a) Keratin b) α-Kasein c) α-Lakt-albumin c)

β-Lakto-globulin c) Ovalbumin d)

Ala 6,1 9,3 11,0 21,1 5,0 4,9 2,6 9,2 8,9 Arg 6,3 5,4 4,9 1,2 7,2 2,8 0,7 1,9 3,9 Asx 10,4 8,6 5,0 1,0 6,0 7,6 15,0 9,9 8,2 Cys 1,3 1,5 0,0 0,3 11,2 0,5 5,7 1,9 1,8 Glx 14,2 19,3 7,6 2,4 12,1 17,9 9,3 15,4 13,2 Gly 4,8 3,2 31,4 25,5 8,2 3,4 4,6 2,2 4,8 His 2,8 2,0 0,5 0,1 0,7 2,4 2,0 1,2 1,8 Hyl 0,0 0,0 0,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Hyp 0,0 0,0 10,1 1,5 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Ile 7,2 5,3 1,2 3,7 2,8 6,1 5,6 6,2 6,3 Leu 7,9 10,0 2,8 8,6 6,9 7,6 9,4 13,7 8,3 Lys 7,3 10,4 2,6 0,5 2,3 8,0 8,4 9,3 5,1 Met 4,3 2,9 0,5 stopy 0,5 2,2 0,7 2,5 4,1 Phe 4,6 3,4 1,6 5,9 2,5 3,5 2,9 2,5 5,5 Pro 4,9 2,1 11,8 11,6 7,5 9,0 1,8 5,2 3,7 Ser 5,6 5,3 3,8 0,9 10,2 7,6 4,8 4,1 9,1 Thr 6,7 5,5 2,0 1,1 6,5 4,4 4,9 4,9 4,0 Trp 2,0 0,5 0,0 0,0 1,2 1,2 3,7 1,5 0,7 Tyr 5,6 2,4 0,3 1,3 4,2 5,0 3,2 2,5 2,4 Val 4,7 2,8 2,1 16,5 5,0 6,0 4,3 6,0 7,1 a) Protein hovězího masa. b) Protein ovčí vlny. c) Protein kravského mléka. d) Protein slepičích vajec.

Page 39: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

Obsah aminokyselin v potravinách živočišného původu (v g vztaženo na 16 g dusíku)

Aminokyselina Maso hovězí

Maso vepřové

Vnitřnosti vepřové

Maso skopové

Maso koňské Maso kuřecí Ryby

Ala 5,8 5,5 6,1 6,6 5,4 3,4 6,0 Arg 6,3 6,4 6,4 6,9 7,2 5,6 5,7 Asx 9,0 8,9 8,2 8,8 8,3 9,2 10,4 Cys 1,3 1,1 1,4 1,3 1,3 1,3 1,2 Glx 15,3 14,5 11,7 14,8 12,2 15,0 14,1 Gly 4,9 5,7 6,7 5,9 4,3 5,3 4,8 His 3,4 3,3 2,6 2,7 2,8 2,6 3,5 Ile 4,8 5,1 6,1 5,0 6,5 5,3 4,8 Leu 8,1 7,6 8,3 7,7 9,5 7,4 7,7 Lys 8,9 8,1 8,5 8,2 10,0 8,0 9,1 Met 2,7 2,7 2,5 2,5 2,8 2,5 2,9 Phe 4,4 4,2 4,8 4,0 3,8 4,0 3,9 Pro 3,8 4,6 5,3 4,7 4,0 4,1 3,7 Ser 4,0 4,2 4,7 4,2 4,2 3,9 4,3 Thr 4,6 4,9 4,5 4,7 3,9 4,0 4,6 Trp 1,1 1,4 1,3 1,3 1,0 1,0 0,6 Tyr 3,6 3,6 3,4 3,3 3,7 3,3 3,7 Val 5,0 5,2 6,0 5,1 5,0 5,1 6,1 Celkem EAA a) 44,5 43,8 46,8 42,9 47,2 41,9 45,0 Celkem AA b) 97,0 96,8 98,5 97,4 95,7 91,0 97,5 EAAI (%) c) 80 81 78 81 69 79 80 AAS (%) d) 69 69 71 67 63 64 70 Limitující AA Val Ser Ser Ser Trp Trp Trp a) EAA = esenciální aminokyseliny. b) AA = aminokyseliny. c) EAAI = index esenciálních aminokyselin. d) AAS = aminokyselinové skóre pro limitující aminokyselinu. zpět

Page 40: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah živin v mléce

Složka Obsah v % v mléce

kravském kozím ovčím lidskémproteiny celkem 3,2 3,2 4,6 0,9 a)

kaseiny 2,6 2,6 3,9 0,4 proteiny syrovátky 0,6 0,6 0,7 0,5 tuky 3,9 4,5 7,2 4,5 sacharidy 4,6 4,3 4,8 7,1 minerální látky 0,7 0,8 0,9 0,2 a) Během kojení roste obsah proteinů na 1,6 %. zpět

Page 41: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Složení proteinů kravského mléka

Proteiny Podíl v %

Obsah v g.dm-3

kaseiny celkem 80 25,6 αS-kasein 42 13,4 β-kasein 25 8,0 γ-kasein 4 1,3 κ-kasein 9 2,9 proteiny syrovátky celkem 20 6,4 α-laktalbumin 4 1,3 sérový albumin 1 0,3 β-laktoglobulin 9 2,9 imunoglobuliny 2 0,6 polypeptidy (proteosy, peptony) 4 1,3 zpět

Page 42: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Obsah aminokyselin v proteinech mléka (v g vztaženo na 16 g dusíku)

Aminokyselina Mléko e)

kravské kozí ovčí lidské Ala 3,5 2,7 3,2 3,9 Arg 3,3 1,3 2,9 3,9 Asx 7,7 7,6 7,0 8,5 Cys 0,8 1,6 1,4 1,3 Glx 22,2 18,3 22,1 15,2 Gly 2,0 1,4 1,9 2,5 His 2,7 3,6 2,5 2,5 Ile 4,7 5,2 4,6 4,1 Leu 9,5 9,2 9,3 8,8 Lys 7,8 5,2 7,2 6,8 Met 2,5 1,3 1,6 1,6 Phe 5,4 3,8 4,9 3,5 Pro 9,1 8,3 10,8 7,1 Ser 5,8 4,1 5,6 4,7 Thr 4,5 4,4 3,7 4,5 Trp 1,4 1,3 1,9 1,8 Tyr 4,8 3,2 5,0 3,3 Val 5,8 6,5 6,2 4,5 Celkem EAA a) 47,2 41,7 45,8 40,1 Celkem AA b) 103,5 89,0 101,8 88,5 EAAI (%) c) 100 99 60 69 AAS (%) d) 75 73 53 53 Limitující AA sirné Ile sirné Lys sirné Ile sirné Ilea) EAA = esenciální aminokyseliny, b) AA = aminokyseliny, c) EAAI = index esenciálních aminokyselin, d) AAS = aminokyselinové skóre pro limitující aminokyseliny. e) Mlezivo (kolostrum) má jiné zpět

Page 43: 2. AMINOKYSELINY, PEPTIDY, BÍLKOVINY Bílkoviny.pdf · 2012. 2. 9. · ion I1 (kation) ion I2 (amfion) ion I3 (anion) volný náboj +1 volný náboj 0 volný náboj -1 pH < 2

zpět Přehled triviálních a systematických názvů základních aminokyselin a používaných zkratek

Triviální název Systematický název Třípísmenný symbol

Jednopísmennýsymbol

glycin aminooctová kyselina Gly G L-alanin L-2-aminopropionová kyselina Ala A L-valin L-2-amino-3-methylmáselná kyselina Val V L-leucin L-2-amino-4-methylvalerová kyselina Leu L L-isoleucin L-2-amino-3-methylvalerová kyselina Ile I L-serin L-2-amino-3-hydroxypropionová kyselina Ser S L-threonin L-2-amino-3-hydroxymáselná kyselina Thr T L-cystein L-2-amino-3-merkaptopropionová kyselina Cys C L-methionin L-2-amino-4-methylthiomáselná kyselina Met M L-asparagová kyselina a) L-aminojantarová kyselina Asp D L-glutamová kyselina b) L-2-aminoglutarová kyselina Glu E L-asparagin a) L-2-amino-4-karbamoylmáselná kyselina Asn N L-glutamin b) L-2-amino-5-karbamoylvalerová kyselina Gln Q L-lysin L-2,6-diaminohexanová kyselina Lys K L-arginin L-2-amino-5-guanidylvalerová kyselina Arg R L-histidin L-2-amino-3-(4-imidazolyl)propionová kyselina His H L-fenylalanin L-2-amino-3-fenylpropionová kyselina Phe F L-tyrosin L-2-amino-3-(4-hydroxyfenyl)propionová kyselina Tyr Y L-tryptofan L-2-amino-3-(3-indolyl)propionová kyselina Trp W L-prolin L-pyrrolidin-2-karboxylová kyselina Pro P a) Společným třípísmenným symbolem pro asparagovou kyselinu a asparagin je Asx, jednopísmenným symbolem je B. b) Podobně se pro glutamovou kyselinu nebo glutamin používají symboly Glx a Z. zpět