Что в его состав входит в: Какие питательные вещества содержатся в мясе? — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Какие питательные вещества содержатся в мясе?

Традиционно люди называют мясом мышечные ткани других млекопитающих и птиц. Однако по факту к нему относятся также ткани рыб, насекомых и всех остальных живых существ.

Основу мышечного волокна составляют особые моторные белки, объединенные в пучки. Пучки сплетаются по несколько штук и формируют волокно. Между волокнами пролегают сосуды, а по наружной части проходит жировая прослойка. Между волокнами расположена также соединительная ткань, тут же есть огромное количество нервных окончаний. Вся эта конструкция – и есть мышца, или мясо.

Мясо содержит белки, жиры, углеводы, минералы, витамины и другие нутриенты. Рассмотрим его состав подробнее.

Внимание! Мясной белок используется организмом человека в качестве строительного материала для собственных тканей.

Белки

Состав мяса на 11–20% представлен белками.

Большая их часть – полноценные. Они сосредоточены в мышцах. Это:

миозин;
миоглобин;
миоген;
актин;
миоальбумин;
глобулин;
актомизин.

Внимание! Ало-пурпурный цвет мяса обусловлен присутствием в нем миоглобина. Он окрашивает мышцы в этот цвет, образуя оксимиоглобин при взаимодействии с кислородом. В этом он схож с гемоглобином.

Неполноценные белки – эластин и коллаген. Большая их часть содержится в соединительной ткани, меньшая – в мышечной. Коллаген сосредоточен в коллагеновых волокнах. Эластин – в сосудистых стенках, хрящевой и соединительно-сосудистой ткани.

Жиры

От 1 до 50% мяса составляют жиры. Наиболее вкусным признано мясо с равным количеством белка и жира (по 20%). Основу жиров мяса составляют насыщенные жирные кислоты – около 30%.

Жиры из мясных продуктов усваиваются по-разному, на это влияет температура их плавления. Более легкоплавкий свиной усваивается на 97%, тугоплавкий бараний – на 90%.

Жир делится на 3 вида – подкожный, мышечный и висцеральный (внутренний). Состав жира из разных мест различается.

Усвояемость и питательная ценность жира зависит и от глубины его залегания. Чем менее упитанно животное, тем ниже пищевая ценность. Это обусловлено увеличением концентрации воды и соединительной ткани.

Углеводы

Углевод мяса – гликоген. Его концентрация в продукте редко превышает 1%. Вещество накапливается в печени как запасной источник энергии. Его также называют животным крахмалом.

Внимание! Калорийность мяса – 100–490 ккал на 100 г продукта.

Холестерин

В мясе есть холестерин. Его средняя концентрация – 0,06–0,1%. Это вещество обязательно должно входить в рацион человека, без него невозможно полноценное функционирование организма. Однако не стоит злоупотреблять его потреблением, поскольку его избыток чреват атеросклерозом.

Минеральные вещества

Мясо богато микро- и макроэлементами:

калием;
магнием;
натрием;
железом;
хлором;
фосфором;

кальцием.

Вода

В мясе содержится от 50 до 80% воды. Ее количество зависит от видовой принадлежности животного, его упитанности и возраста. Больше всего воды в мясе молодого тощего животного. Чем выше ее концентрация, тем ниже пищевая ценность и меньше срок годности продукта.

Витамины

Витамины мяса – H, PP, A, E, B, D. Больше всего их в почках и печени.

Экстрактивные вещества

В продукте присутствуют экстрактивные вещества. При варке они переходят в бульон, наделяя его ароматом, вызывающим аппетит и улучшающим пищеварение.

Какие питательные вещества входят в состав молока?

Химический состав молока переменчив. Он зависит от вида, породы, возраста, условий кормления и содержания сельскохозяйственного животного. Но даже если эти факторы неизменны на протяжении всего срока доения одной и той же коровы, свойства молока изменятся как минимум трижды за лактационный период, составляющий 300 дней. Продукт, собранный в первую неделю, называют молозивом. В последние 15 суток – стародойным. А промежуточное – обычным молоком.

Примерное соотношение веществ в коровьем молоке выглядит таким образом: 12,5% сухого остатка, 3,9% жиров, 3,2% белков, 4,8% сахаров, 0,8% минералов.

Всего в состав продукта входит более 200 компонентов. Ознакомимся с ними подробнее.

Белки молока

Молочные белки делят на 2 большие группы – казеиновые и сывороточные. Первые присутствуют в продукте в виде сложноустроенных растворимых гранул кальциевой соли. Их размер зависит от количества ионов кальция. Если оно совсем невелико, молекулы распадаются на простые комплексы казеина.

Под действием кислот и ферментов казеиновые белки сворачиваются и оседают на дно молока. Это свойство лежит в основе производства кисломолочных изделий. После отделения свернувшегося казеина в продукте остаются только простые сывороточные белки, представленные глобулином и альбумином. Они полезнее казеиновых, поскольку легче усваиваются организмом человека (до 98%) и содержат больше незаменимых аминокислот.

Внимание! Вместе казеиновые, альбуминовые и глобулиновые белки являются основной питательной ценностью молока. Они обеспечивают поступление в организм умопомрачительного ассортимента незаменимых аминокислот. Вот лишь немногие из них: пролин, валин, лейцин, лизин, аргинин, триптофан, аланин, глицин, серин, треонин, метионин, изолейцин.

Молочный жир

Молочный жир – это эфир трехатомного глицеринового спирта и жирных кислот, находящийся в молоке в виде небольших (до 10 мкм) жирных шариков с лептино-белковой оболочкой.

Помимо триглицеридов и кислот, в его состав входят жироподобные витамины, фосфатиды лецитин и кефалин, стерины эргостерин и холестерин.

Молочный сахар

Молочный сахар называется лактозой и относится к группе олигосахаридов. Он является одним из основных источников энергии в организме и регулирует кальциевый обмен.

Внимание! Лактоза существует в двух изомерных формах – α и β. В молоке преобладает α-лактоза, которая придает ему сладкий вкус, легко усваивается, медленно всасывается желудочными и кишечными стенками.

Другие составляющие

Белки, жиры и углеводы составляют основу молока. Но, помимо них, в его состав входит огромный ассортимент других компонентов:

ферменты – липаза, протеиназа, диастаза, фосфотаза, каталаза;
минералы – натрий, кобальт, медь, цинк, железо, йод, фтор, калий;
азотистые соединения – креатин, холин, мочевина, креатинин;
витамины – A, D, E, K, C, группы B.

Минеральные вещества в продукте делятся на макро- и микроэлементы. Их количественное содержание в коровьем молоке представлено в таблице:

Благодаря разнообразному химическому составу молоко несет огромную пользу здоровью человека. Этот продукт должен входить в питание не только детей, но и взрослых.

§ 14. Химические формулы. Относительная молекулярная масса

1. Что показывает химическая формула? Приведите примеры.

Химическая формула показывает качественный (из атомов каких элементов состоит вещество) и количественный (соотношение атомов этих элементов) состав вещества.

Примеры:
H₂O — молекула воды состоит из 2 атомов водорода и 1 атома кислорода

CuSO₄ — молекула медного купороса состоит из 1 атома меди, 1 атома серы и 4 атомов кислорода
NaHCO₃ — молекула пищевой соды состоит из 1 атома натрия, 1 атома водорода, 1 атома углерода и 2 атомов кислорода.

2. Можно ли выразить массу сульфида железа следующими числами: а) 44 а .е. м.; б) 176 а .е. м.; в) 150 а .е. м.; г) 264 а .е. м.? Почему?

Вопрос с подвохом. В данном случае речь идет о веществе с НЕмолекулярным строением, а значит, речь идет не о молекулярной, а о формульной массе.

Для FeS Mr = Ar (Fe) + Ar (S) = 56 + 32 = 88 а. е. м.

Поэтому правильными будут все ответы, кратные (делящиеся) 88:

б) 176 / 88 = 2 <=> Fe₂S₂

г) 264 / 88 = 3 <=> Fe₃S₃

Ответ а) неверен, т.к. у вещества не может быть половина атома: 44 / 88 = 0,5 <=> Fe_0,5S_0,5, а величина 150 при делении на 88 дает дробь.

3. Напишите химическую формулу вещества, если известно, что в его состав входят: а) атом железа и три атома хлора; б) два атома алюминия и три атома кислорода; в) атом кальция, атом углерода и три атома кислорода. Вычислите относительные формульные массы данных веществ.

а) FeCl₃

Mr (FeCl₃) = Ar (Fe) + 3*Ar (Cl) = 56 + 3*35,5 = 162,5 а. е. м.

б) Al₂O₃

Mr (Al₂O₃) = 2*Ar (Al) + 3*Ar (O) = 2*27 + 3*16 = 102 а. е. м.

в) CaCO₃

Mr (CaCO₃) = Ar (Ca) + Ar (C) + 3*Ar (O) = 40 + 12 + 3*16 = 100 а. е. м.

Если у вас есть проблемы с пониманием того, что такое относительная атомная масса, рекомендую вернуться к параграфу 11.

4. Что означают записи: 4H, 2H₂, HgO, 5FeS, 3H₂SO₄?

4H — четыре атома водорода

2H₂ — две молекулы водорода

HgO — молекула оксида ртути

5FeS — пять молекул сульфида железа (II) — это нужно указывать, т.к. железо бывает в степени окисления +3 и тогда формула оксида будет выглядеть как Fe₂S₃

3H₂SO₄ — три молекулы серной кислоты

5. Заполните таблицу.

Вещество	Качественный состав	Количественный состав
KMnO₄	Калий (K), марганец (Mn), кислород (O).	Один атом калия, один атом марганца и 4 атома кислорода. Массовые соотношения: Ar (K) : Ar (Mn) : 4 * Ar (O) = 39 : 55 : 64
H₂SO₄;	Водород (H), сера (S), кислород (O).	Два атома водорода, один атом серы, четыре атома кислорода. Массовые соотношения: 2 * Ar (K) : Ar (S) : 4 * Ar (O) = 2 : 32 : 64 = 1 : 16 : 32

6. Сравните качественный и количественный состав а) сернистого газа SO₂ и серного ангидрида SO₃; б) угарного газа CO и углекислого газа CO₂.

а) Качественный состав сернистого газа и серного ангидрида одинаков — сера и кислород. Есть различия в количественном составе.

В сернистом газе на 1 атом серы приходится 2 атома кислорода: Ar (S) : 2 * Ar (O) = 32 : 32 = 1 : 1

В серном ангидриде на 1 атом серы приходится 3 атома кислорода: Ar (S) : 3 * Ar (O) = 32 : 48 = 2:3

б) Аналогично, качественный состав угарного и углекислого газа идентичен. Однако есть различия в количественном составе.

В молекуле угарного газа на 1 атом углерода приходится 1 атом кислорода: Ar (C) : Ar (O) = 12 : 16 = 3 : 4

В молекуле углекислого газа на 1 атом углерода приходится 2 атома кислорода: Mr (C) : 2 * Mr (O) = 12 : 32 = 3 : 8

7. Состав вещества отражает формула K₂SO₄. Определите: а) суммарное число атомов в молекуле; б) число химических элементов, входящих в состав вещества; в) число атомов каждого химического элемента в веществе.

а) Число атомов в молекуле (считаем по индексам — цифрам внизу у каждого элемента): 2 атома калия (K) + 1 атом серы (S) + 4 атома кислорода (O) = 7 атомов.

б) Число химических элементов: калий, сера и кислород — 3 вида химических элементов.

в) Число атомов каждого химического элемента: 2 атома калия (K) + 1 атом серы (S) + 4 атома кислорода (O) = 7 атомов.

8. В каких массовых отношениях следует взять алюминий и серу, чтобы получить соединение, в котором на каждые 2 атома Al приходится 3 атома S?

По условиям задачи на 2 атома алюминия приходится 3 атома серы, значит, формула вещества Al₂S₃

Массовое отношение веществ равно отношению их относительных молекулярных масс (см. § 11 Относительная атомная масса химических элементов).

m (Al) : m (S) = 2 * Ar (Al) : 3 Ar (S) = 2 * 27 : 3 * 32 = 54 : 96 = 9 : 16

Тестовые задания

1. Относительная молекулярная масса оксида железа Fe₂O₃ равна
1) 320; 2) 160; 3) 480; 4) 62

Относительная молекулярная масса равна сумме относительных атомных масс с учетом коэффициентов: Mr (Fe₂O₃) = 2 * Ar (Fe) + 3 * Ar (O) = 2 * 56 + 3 * 16 = 112 + 48 = 160

Ответ: 2) 160 а. е. м.

2. Тот факт, что молекула азота состоит из двух атомов азота, отражает запись:
1) 2N; 2) N₂; 3) N₂O; 4) N₂O₃

Речь идет о молекуле азота, а не оксида. Количество атомов в молекуле отображает нижний индекс.

Ответ: 2) N₂

3. Запись 2O₂ обозначает:
1) четыре атома кислорода;
2) два атома кислорода;
3) две молекулы кислорода;
4) четыре молекулы кислорода.

Цифра перед молекулой означает количество этих молекул. Поэтому:

Ответ: 3) две молекулы кислорода.

4. Верны ли следующие суждения?
А. Для веществ немолекулярного строения подсчитывают не относительную молекулярную массу, а относительную формульную массу.
Б. Для веществ молекулярного строения подсчитывают молекулярную массу.
1) Верно только А; 2) верно только Б; 3) оба суждения верны; 4) оба суждения неверны.

Ответ: 3) оба суждения верны.

Однако, забегая вперед, хочу сказать, что среди органических веществ нередко встречаются полимеры. Одни из самых известных полимеров — полиэтилен, полипропилен, целлюлоза, каучук (и его модификация — резина), а также многие пластмассы. Для них зачастую используют относительную формульную массу, хотя они и имеют молекулярное строение.

Что такое воздух: естествознание для взрослых

Оговоримся сразу, азот в воздухе занимает большую часть, однако и химический состав оставшейся доли весьма интересен и разнообразен. Если коротко, то список основных элементов выглядит следующим образом.

Однако дадим и небольшие пояснения по функциям этих химических элементов.

Содержание азота в воздухе – 78% по объему и 75% по массе, то есть этот элемент доминирует в атмосфере, имеет звание одного из самых распространенных на Земле, и, кроме того, содержится и за пределами зоны обитания человека – на Уране, Нептуне и в межзвездных пространствах. Итак, сколько азота в воздухе, мы уже разобрались, остался вопрос о его функции. Азот необходим для существования живых существ, он входит в состав:

белков;
аминокислот;
нуклеиновых кислот;
хлорофилла;
гемоглобина и др.

В среднем около 2% живой клетки составляют как раз атомы азота, что объясняет, зачем столько азота в воздухе в процентах объема и массы.
Азот также является одним из инертных газов, добываемых из атмосферного воздуха. Из него синтезируют аммиак, используют для охлаждения и в других целях.

Содержание кислорода в воздухе – один из самых популярных вопросов. Сохраняя интригу, отвлечемся на один забавный факт: кислород открыли дважды – в 1771 и 1774 годах, однако из-за разницы в публикациях открытия, почести открытия элемента достались английскому химику Джозефу Пристли, который фактически выделил кислород вторым. Итак, доля кислорода в воздухе колеблется около 21% по объему и 23% по массе. Вместе с азотом эти два газа образуют 99% всего земного воздуха. Однако процент кислорода в воздухе меньше, чем азота, и при этом мы не испытываем проблем с дыханием. Дело в том, что количество кислорода в воздухе оптимально рассчитано именно для нормального дыхания, в чистом виде этот газ действует на организм подобно яду, приводит к затруднениям в работе нервной системы, сбоям дыхания и кровообращения. При этом недостаток кислорода также негативно сказывается на здоровье, вызывая кислородное голодание и все связанные с ним неприятные симптомы. Поэтому сколько кислорода в воздухе содержится, столько и нужно для здорового полноценного дыхания.

Аргон в воздухе занимает третье место, он не имеет запаха, цвета и вкуса. Значимой биологической роли этого газа не выявлено, однако он обладает наркотическим эффектом и даже считается допингом. Добытый из атмосферы аргон используют в промышленности, медицине, для создания искусственной атмосферы, химического синтеза, пожаротушения, создания лазеров и пр.

Углекислый газ составляет атмосферу Венеры и Марса, его процент в земном воздухе куда ниже. При этом огромное количество углекислоты содержится в океане, он регулярно поставляется всеми дышащими организмами, выбрасывается за счет работы промышленности. В жизни человека углекислый газ используется в пожаротушении, пищевой промышленности как газ и как пищевая добавка Е290 – консервант и разрыхлитель. В твердом виде углекислота – один из самых известных хладагентов «сухой лед».

Тот самый загадочный свет дискотечных фонарей, яркие вывески и современные фары используют пятый по распространенности химический элемент, который также вдыхает человек – неон. Как и многие инертные газы, неон оказывает на человека наркотическое действие при определенном давлении, однако именно этот газ используют в подготовке водолазов и других людей, работающих при повышенном давлении. Также неоново-гелиевые смеси используются в медицине при расстройствах дыхания, сам неон используют для охлаждения, в производстве сигнальных огней и тех самых неоновых ламп. Однако, вопреки стереотипу, неоновый свет не синий, а красный. Все остальные цвета дают лампы с другими газами.

Метан и воздух имеют очень древнюю историю: в первичной атмосфере, еще до появления человека, метан был в куда большем количестве. Сейчас этот газ, добываемый и используемый как топливо и сырье в производстве, не так широко распространен в атмосфере, но по-прежнему выделяется из Земли. Современные исследования устанавливают роль метана в дыхании и жизнедеятельности организма человека, однако авторитетных данных на этот счет пока нет.

Посмотрев, сколько гелия в воздухе, любой поймет, что этот газ не относится к числу первостепенных по важности. Действительно, сложно определить биологическое значение этого газа. Не считая забавного искажения голоса при вдыхании гелия из шарика 🙂 Однако гелий широко применяется в промышленности: в металлургии, пищевой промышленности, для наполнения воздухоплавающих судов и метеорологических зондов, в лазерах, ядерных реакторах и т. д.

Речь не идет о родине Супермена 🙂 Криптон – инертный газ, который в три раза тяжелее воздуха, химически инертен, добывается из воздуха, используется в лампах накаливания, лазерах и все еще активно изучается. Из интересных свойств криптона стоит отметить, что при давлении в 3,5 атмосферы он оказывает наркотический эффект на человека, а при 6 атмосферах приобретает резкий запах.

Водород в воздухе занимает 0,00005% по объему и 0,00008% по массе, но при этом именно он – самый распространенный элемент во Вселенной. О его истории, производстве и применении вполне можно написать отдельную статью, поэтому сейчас ограничимся небольшим списком отраслей: химическая, топливная, пищевая промышленности, авиация, метеорология, электроэнергетика.

Последний в составе воздуха, изначально и вовсе считавшийся только примесью к криптону. Его название переводится как «чужой», а процент содержания и на Земле, и за ее пределами минимальный, что обусловило его высокую стоимость. Сейчас без ксенона не обходятся: производство мощных и импульсных источников света, диагностика и наркоз в медицине, двигатели космических аппаратов, ракетное топливо. Кроме того, при вдыхании ксенон значительно понижает голос (обратный эффект гелию), а с недавнего времени вдыхание этого газа причислено к списку допингов.

таблица норм, что входит — какие элементы, качества, характеристики, характерные элементарные химические особенности элементов

Чистая формула Н2О встречается разве только в условиях лабораторий. И это хорошо, ведь даже для здоровья более полезно наличие ряда микроэлементов, которые поступают в организм с жидкостью. Для показательного примера предположим, что мы взяли одну каплю из родника (или иного водоема природного образования) и оставили ее на предметном стекле. Спустя несколько минут при определенных условиях она испарится (водород и кислород – это газы, которые просто улетучиваются), но на поверхности останутся разводы. Это и будут кристаллы соли, соединения металлов, которые в большом количестве содержатся в живительной для всей природы влаге. Итак, в статье поговорим о том, какой химический состав у питьевой воды, что является нормой, представим свойства в таблице.

Составные элементы

Сразу оговоримся, что в рамках данной темы мы рассматриваем водный ресурс, полученный из источника (скважина, колодец, родник, естественный водоем с водонапорной башней и пр.) и прошедший через многоступенчатую систему водоподготовки. Целью этих очистительных манипуляций является создание раствора, очищенного от вредных и особенно крупных взвесей. Иными словами, состав и концентрация микроэлементов должны соответствовать стандартам.

Нормативные акты (ГОСТы и СанПиН) разрабатываются с учетом санитарных и экологических рекомендаций отдельно для холодного и горячего водоснабжения. Таким образом, в каждом литре h3O находится некоторое количество (в мг) веществ, которые обогащают ее, придают запах, цвет и уровень прозрачности или мутности.

Также имеют значения при проверке еще и такие факторы:

рН. Это уровень кислотности от 0 до 14. Оптимальным показателем, который наиболее соответствует нейтральной кислотно-щелочной среде организма, считается 7.
Жесткость. Это концентрация калиевых и магниевых солей, которые при переизбытке негативно сказываются на качестве водного ресурса. Он плохо отражается на здоровье, способствует образованию камней в почках, а также влияет на бытовую технику, создавая слой накипи.

Кроме всем известных показателей, в лабораториях используют термины «железистость», «хлорирование». Привычный для городских централизованных систем водоподготовки способ обеззараживания может при избыточном хлоре в составе привести к негативным последствиям для состояния кожи, ногтей и волос.

Таким образом, мы понимаем, что все вышеперечисленные характеристики зависят от того, что входит в состав воды и в каком количестве. Постараемся разобраться в нормах и излишках примесей.

Основные (преобладающие) компоненты

Ниже мы приведем таблицу с элементами, которые могут содержаться в качестве взвесей, а также их максимальная концентрация в пересчете на литр водного питьевого раствора – требования взяты из нормативных документов российского законодательства (европейские регламенты обычно намного более жесткие по отношению к допустимым загрязнениям). Но прежде чем перечислить вещества, отметим, что нельзя руководствоваться только цифрами. Дело в том, что сами по себе химикаты могут быть не вредны, но при их взаимодействии образуются соединения, опасные для здоровья. Хотя по отдельности их содержание было в пределах нормы. Поэтому следует заказывать полноценные анализы химических и физических особенностей воды из источника. Итак, что может быть в растворе (мг/л):

NH₃	2
+NO₂ (нитриты)	3,3
+NO₃ (нитраты)	45
+HCl (хлориды)	350
+SO4 (сульфаты)	500
Fe	0,3
F	1,5
Са	140
Mg	85
Na	20
Mn	0,1
Cl	0,5
Нефтепродукты	0,1
Полифосфаты	3,5
Si	10
H₂S	0,003
O₃	0,3
Pb	0,03
Ве	0,0002
Мо	0,25

Далее, подробнее о наиболее важных из них.

Кальций

Обычно говорят скорее о его недостатке, чем о переизбытке. Это микроэлемент, который чрезвычайно полезен для употребления в пищу. Он находится в крови и при правильном усвоении становится участником строения костной ткани, способствует свертываемости и принимает участие в мышечных сокращениях и в передаче нервных импульсов. Малое содержание кальция в рационе может привести к хрупкости костей, а вместе с ними – ногтей, волос.

Магний

Еще один необходимый для клеток элемент. Он в избытке находится в минеральных питьевых водах, а также в некоторых природных источниках. Вещество положительно воздействует на две системы – сердечно-сосудистую и нервную. Недостаток магния испытывал практически каждый человек, и с симптоматикой хорошо знаком. Он теряется во время активных физических нагрузок (через пот), из-за стресса, а также наутро после чрезмерного употребления алкоголя. Результат – повышенная утомляемость, слабость или судороги мышц, тахикардия.

Но избыток магниевых солей приводит к увеличению ее жесткости, что негативно сказывается на здоровье и сроке службы бытовой техники.

Натрий

Это один из самых значимых компонентов так называемых щелочных минералок, поскольку он помогает нейтрализовать повышенную кислотность в желудке и в целом привести в норму баланс рН. Кроме того, минерал способствует ускоренной транспортировке углеводов по ЖКТ, их усвояемости, а также участвует в передаче нервных импульсов.

Стоит отметить, что натриевые соли, наравне с магниевыми, при их избытке в водопроводном ресурсе приводят к увеличенной жесткости.

Калий

Основную помощь он оказывает сердечно-сосудистой системе, поскольку сердечные стенки – это наиболее активно работающая мышца, которая нуждается в постоянной подпитке этим минералом. Нагрузку повышенной степени испытывают спортсмены и пожилые люди. Последние в связи с тем, что химическое вещество хуже усваивается организмом. Первыми симптомами, свидетельствующими о недостатки калия, являются мышечные спазмы, а также усталость и нарушения сердечного ритма.

Элементы, входящие в состав воды, – хлориды

Это соединение неметаллов с хлором, которое способствует нормализации баланса рН. Без них было бы проблематичным производство желудочной кислоты. Но в чистом виде он опасен для организма при передозировке. Заметить избыток можно по специфическому запаху и вкусу. Это результат чрезмерного хлорирования, как способа нейтрализации патогенных бактерий.

Сульфаты

По сути, это соли серной кислоты. Они активно вступают в реакцию с магнием и натрием, которых, как мы уже узнали, в любом водном растворе в избытке. Такое соединение помогает «запустить» пищеварение. Дополнительно сульфатная группа способствует предотвращению мочекаменной болезни и выведению из почек токсинов и иных отложений.

Жесткость – одна из основных характеристик безопасности питьевой воды по химическому составу

С данным показателем очень важно поддерживать верную пропорцию, поскольку один и тот же компонент, а в данном случае это совокупность натриевых и магниевых солей с малой долей иных примесей, может быть и полезным для организма, и вредным. При содержании 1-4 мг на литр это отличная добавка, которая очень благотворно воздействует на обмен веществ, а также просто улучшает вкусовые качества напитка. В среднем в сутки человек получает до 2 мг этих микроэлементов из питья. Дополнительно микроэлементы поступают из еды, но они усваиваются намного хуже, чем в растворенном виде, когда молекулы (ионы) в более инертном состоянии.

Вторая сторона жесткости – это превышение рекомендуемого показателя. В таком случае:

после купания и умывания кожа будет терять блеск и эластичность, волосы и ногти – прочность;
при отставании можно наблюдать появление мутного осадка;
на бытовой технике (особенно чайнике) образуется накипь.

Исправить ситуацию можно с помощью установки умягчителей – это система тонкой очистки, которая позволяет оставить только необходимое количество микроэлементов. Их можно монтировать как магистральные, при входе в дом/квартиру, а как сменные кассеты на кран или крупные скважинные установки. .

Нормы качества питьевой воды по химическому составу

Нормативными документами, определяющими допустимые границы содержания примесей, являются СанПиН и ГОСТ. Они регламентируют формулу Н2О и ее чистоту исходя из санитарно-гигиенических нормативов, а также из максимально допустимых параметров для здоровья и для нормальной работы водопроводной схемы, бытовой техники. Отметим, что водоканал и технический ресурс, подаваемый на предприятия, имеют совершенно разные нормы. В этой статье мы касаемся только параметров питья. Но самыми жесткими оказываются требования, предъявляемые, например, к чистоте жидкости для нефтяной, фармацевтической и пищевой промышленности.

Какие характеристики участвуют в анализе:

Физические. Это цвет и запах, мутность.
Химические. Наличие примесей.
Биологические. Отсутствие патогенных микроорганизмов – бактерий, грибков, вирусов.

Дополнительно оценивается альфа и бета-радиоактивность.

Ежегодно после массовых проверок составляется список российских городов, которые могут похвастаться лучшими качествами в соответствии с ГОСТом. Так, получили лидирующие места Йошкар-Ола и Саранск, а в отстающих остались Нефтеюганск, Ставрополь, Керчь и Петрозаводск.

Однако европейские регламенты несколько более требовательны к жидкости, в том числе водопроводной, поэтому даже самый совершенное питье по нашему СанПиН уступает по результатам проверок Швеции, Норвегии, Германии и множеству других стран Евросоюза.

Узнать конкретные нормы по разным примесям можно из

СанПиН 2.1.4.1074-01.

Как определить, какие химические элементы входят в состав воды

Лучший, единственно точный способ – это обращение в специализированную лабораторию. После анализа заказчик получает готовую справку, где написано процентное (или в мг на литр) содержание веществ. Также могут предложить второй столбик для сравнения – сколько должно быть по нормативу.

Иногда можно понять по вкусу или запаху. Например, превышение сероводорода, что очень опасно для здоровья, может выражаться как привкус тухлых яиц.

Стабилизация pH

Кислотно-щелочной баланс – один из самых важных показателей для жидкости. В обычной влаге из водопровода обычно поддерживается нейтральный уровень – около 7 единиц. Более 7,5 рН – считается слабощелочным напитком, он полезен для людей с повышенной кислотностью желудка и для профилактики. Можно купить бутилированную минеральную или сделать ее самостоятельно, добавив ложку пищевой соды на литр воды.

Органические вещества

От органики при водоподготовке стараются избавиться, поскольку через водопроводные трубы могут попасть бактерии, грибки и вирусы, способствующие возникновению заболеваний. Провести дезинфекцию можно несколькими способами, самым распространенным в России является хлорирование. Но более качественным – озонирование или использование ультрафиолета.

Газы

В состав в большей или меньшей степени включены:

Кислород. Он является наиболее мощным окислителем.
Диоксид углерода. Его обычно выделяют бактерии в результате жизнедеятельности.
Растворенный молекулярный азот. Он плохо усваивается биологическими существами.
Метан. Часто находится в глубоких скважинах в породах.
Сероводород. Появляется из-за распада некоторой органики, живущей в анаэробной среде.

Мезоэлементы

Так называют азот, фосфор, кремний, алюминий, железо и фтор, которые содержатся в малой концентрации. Большинство из этих добавок хорошо влияют на здоровье. Они попадают в виде примесей из земляных пластов и подземных источников.

Микроэлементы

Они встречаются еще реже и в столь малом количестве (измерения происходят в микрограммах на литр), что их влияние сложно определить. К ним относятся литий, свинец, бериллий, медь, никель, молибден и пр.

Какие факторы влияют на состав

Основное влияние оказывают:

почвенные слои;
глубина заложения скважины;
качество водопроводной системы;
способ очистки;
близкое нахождение заводов, очистных сооружений, свалок;
климат.

Как улучшить химические показатели

Есть несколько вариантов, как можно довести водный раствор до должного состояния. Основным является фильтрация, но есть и более простые в использовании.

Отстаивание

Действует при удалении хлора. Открытую наполненную емкость (банку, бутылку) нужно оставить на 5-6 часов. Затем аккуратно перелить верхние ¾ жидкости. Мутный осадок слить.

Кипячение

Способствует смягчению, устранению солей. Предварительно раствор нужно отстоять. Затем кипятить в течение часа на небольшом огне. Есть небольшой минус – концентрация металлических соединений возрастает, что плохо для сердечной мышцы.

Очистка аскорбиновой кислотой

0,5 г растворяют на 5 литров, оставляют на час, чтобы произошла реакция. У способа много противников, которые утверждают, что синтетические вещества, которые лежат в основе таблеток, не могут заменить естественный витамин.

Обогащение минералами

Это добавление кремния и шунгита. Это помогает скорому заживлению ран и лечению некоторых заболеваний. Но не может применяться для повседневного использования.

Использование фильтров

Это самый эффективный метод, позволяющий одновременно бороться с разными загрязнителями. Для монтажа фильтрации стоит обратиться в компанию «Вода Отечества».

Замораживание

Подразумевается употребление талой жидкости. Ряд примесей при замораживании поднимается (изотоп водорода), а также скапливается в центре. Эти фрагменты необходимо исключить из напитка.

Активированный уголь

Это классический материал для сорбционной фильтрации. Большинство промышленных и домашних систем используют сорбент для устранения хлора, ряда взвесей и неприятного запаха.

Очистка серебром

Благородный металл имеет доказанные бактерицидные свойства. Поэтому применения серебряной посуды спасает от ряда заболеваний бактериальной природы.

В статье мы рассказали, какой элементный состав воды и ее характерные особенности. Помните, что одни и те же вещества могут быть и полезны, и вредны, в зависимости от концентрации.

Белки как молекулы. Состав, структура и функции белков

Белки выполняют ведущую роль в жизни организмов, преобладая в них и количественно. В теле животных они составляют 40-50% сухой массы, в растениях – 20-35%. Это самая разнообразная группа молекул – как химически, так и функционально. Состав и структура белков определяет огромное разнообразие их функций в клетке: их так много, что невозможно перечислить и описать их все. Однако можно сгруппировать эти функции в следующие восемь категорий. Но этот список также будет неполным.

1. Ферментативная (каталитическая). Ферменты имеют белковое происхождение. Это трёхмерные глобулярные (свёрнутые) белки, плотно прилегающие к молекуле для её расщепления или сборки. Такая подгонка ускоряет специфические химические реакции в клетке.
2. Защитная. Другие глобулярные белки используют свою форму для распознавания чужеродных микроорганизмов и раковых клеток. Эти приёмные устройства формируются эндокринной и иммунной системами. Многие живые организмы выделяют белки, ядовитые для других. Токсины синтезируют ряд животных, грибов, растений, микроорганизмов. В свою очередь, некоторые организмы способны вырабатывать антитоксины, которые подавляют действие этих ядов.
3. Транспортная. Глобулярные белки присоединяют и транспортируют мелкие молекулы и ионы. Например, транспортный белок гемоглобин переносит кислород и углекислоту с потоком крови. Мембранные транспортные белки помогают молекулам и ионам двигаться через плазмалемму. Альбумины крови транспортируют жирные кислоты, глобулины – ионы металлов и гормоны.
4. Структурная. Белковые молекулы входят в состав всех клеточных мембран и органоидов. Из белков построены элементы цитоскелета, сократительные структуры мышечных волокон. Структурными являются кератин в волосах, фибрин в сгустках крови, коллаген в коже, связках, сухожилиях и костях. В состав связок, стенок артерий и лёгких входит также структурный белок эластин.
5. Двигательная. Сократительные белки обеспечивают способность клеток, тканей, органов и целых организмов изменять форму, двигаться. Мышцы сокращаются за счёт движения двух видов белковых нитей: актина и миозина. Контрактильные (лат. contraho, contractum – стягивать, сокращать) протеины играют ключевую роль в цитоскелете и передвижении веществ внутри клетки. Белок тубулин также входит в состав микротрубочек веретена деления, ресничек и жгутиков эукариотических клеток.
6. Регуляторная. Крошечные белки, называемые гормонами, служат межклеточными посланниками в теле животных. Другие белки регулируют синтез РНК на ДНК, включая и выключая гены. Кроме того белки получают информацию, действуя в качестве рецепторов клеточной поверхности (эту функцию иногда считают отдельной, называя рецепторной).
7. Запасающая. Кальций и железо хранятся в организме в виде ионов, связанных с белками хранения. В семенах растений запасаются резервные белки, которые используются зародышем при прорастании, а затем и проростком как источник азота.

Энергетическая. После расщепления до аминокислот белки могут служить источником энергии в клетке. При полном окислении 1 г белка выделяется 17,6 кДж энергии. Однако белки расходуются на энергетические нужды лишь в крайних случаях, когда исчерпаны запасы углеводов и липидов.

Сравнительный размер молекул белков. Слева направо: антитело (IgG) (150 кДа), гемоглобин (66,8 кДа), гормон инсулин, фермент аденилаткиназа и фермент глютаминсинтетаза.
Автор: en:User:Gareth White, CC BY-SA 2.0

Функции белков
Функция	Класс белка	Образцы	Примеры использования
Каталитическая	Ферменты	Карбогидразы	Расщепляют полисахариды
		Протеазы	Разрушают белки
		Полимеразы	Синтезируют нуклеиновые кислоты
		Киназы	Фосфорилируют сахара и белки
Защитная	Иммуноглобулины	Антитела	Маркируют чужеродные белки для элиминации (удаления)
	Токсины	Змеиный яд	Блокирует нервные импульсы
	Клеточные белки-антигены	МНС-белки (главный комплекс гистосовместимости)	Опознание чужеродных белков
Транспортная	Циркуляционные транспортёры	Гемоглобин	Переносит кислород и углекислый газ крови
		Миоглобин	Переносит кислород и углекислый газ в скелетных мышцах и мышце сердца
		Цитохромы	Транспортируют электроны
	Мембранные транспортные белки	Натриево-калиевый насос	Возбуждение мембраны
		Протонный насос	Хемиосмос
		Транспортёр глюкозы	Транспортирует глюкозу в клетки
Структурная	Волокна	Коллаген	Образует хрящ
		Кератин	Формирует волосы, ногти, перья и др.
		Фибрин	Образует сгустки крови
Двигательная	Мускулы	Актин	Сокращение мышечных волокон
		Миозин	Сокращение мышечных волокон
Регуляционная	Осмотические белки	Сывороточный альбумин	Поддерживает осмотическую концентрацию крови
	Регуляторы генов	Репрессор	Регулирует транскрипцию
	Гормоны	Инсулин	Контролирует уровень глюкозы в крови
		Вазопрессин	Увеличивает задержку воды почками
		Окситоцин	Регулирует сокращение матки и выделение молока
Запасающая	Ион-связывание	Ферритин	Хранит железо, особенно в селезёнке
		Казеин	Хранит ионы в молоке
		Кальмодулин	Связывает ионы кальция

Белки – это полимеры

Белки, или протеины – это нерегулярные (не имеющие определённой закономерности в последовательности мономеров) полимеры, состоящие из мономеров, называемые аминокислотами. Протеины, в состав молекул которых входит от пятидесяти до нескольких тысяч остатков аминокислот, называются белками. Молекулы с меньшим количеством мономеров именуются пептидами.

Общие сведения о пептидах и белках

Белок состоит из одной или нескольких длинных неразветвлённых цепей. Каждая цепь называется полипептидом и состоит из аминокислот, скреплённых пептидными связями. Термины «белок» и «полипептид» часто используются свободно, что может вызывать путаницу. Для белка, который включает только одну полипептидную цепь, оба термина являются синонимами.

В природе существуют около 500 аминокислот. В образовании белков обычно (но не всегда) участвуют только 20 из них – их называют белокобразующими. Порядок соединения мономеров в белке определяет его структуру и функции. Многие учёные считают, что аминокислоты были первыми органическими молекулами, появившимися на Земле. Возможно, океаны, которые существовали в начале истории нашей планеты, содержали большое их разнообразие.

Белокобразующие аминокислоты

Автотрофные организмы синтезируют все необходимые им аминокислоты из продуктов фотосинтеза и азотсодержащих неорганических соединений. Для гетеротрофов источником аминокислот являются продукты питания. В организме человека и животных некоторые аминокислоты могут синтезироваться из продуктов обмена веществ (в первую очередь — из других аминокислот). Такие аминокислоты называются заменимыми.

Другие же, так называемые незаменимые аминокислоты, не могут быть собраны в организме и поэтому должны постоянно поступать в него в составе белков пищи. Протеины, содержащие остатки всех незаменимых аминокислот, называются полноценными. Неполноценные белки – это те, в составе которых отсутствуют остатки тех или иных незаменимых аминокислот.

Незаменимыми аминокислотами для человека являются: триптофан, лизин, валин, изолейцин, треонин, фенилаланин, метионин и лейцин. Для детей незаменимыми являются также аргинин и гистидин.

Полипептидные цепи могут быть очень длинными и включать самые разные комбинации аминокислотных остатков. Каждый конкретный белок характеризуется строго постоянным составом и последовательностью аминокислот.

Димер мембранного белка кальсеквестрина.
Deposition authors: Wang, S., Trumble, W.R., Liao, H., Wesson, C.R., Dunker, A.K., Kang, C., CC BY 3.0

Белки, образованные только остатками аминокислот, называются простыми. Сложными являются протеины, имеющие в своём составе компонент неаминокислотной природы. Это могут быть ионы металлов (Fe²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺), липиды, нуклеотиды, сахара и др. Простыми белками являются альбумины крови, фибрин, некоторые ферменты (трипсин) и др. Сложные белки – это большинство ферментов, иммуноглобулины (антитела).

Состав аминокислот

Аминокислоты, как следует из их названия, содержат основную аминогруппу (— NH₂), а также кислотную карбоксильную группу (—COOH), обе они связаны с центральным атомом углерода. Углерод дополнительно скреплен с водородом и функциональной белковой группой, называемой радикалом (R). Эти компоненты полностью заполняют все связи центрального атома углерода.

Общая структура α-аминокислот, составляющих белки (кроме пролина).
Автор: User:X-romix

Уникальный характер каждой аминокислоты определяется природой группы радикала. Обратите внимание, что если группа радикала не содержит атома водорода (Н), как в глицине, то аминокислота хиральна и может существовать в форме двух энантиомеров: d или L. В белках живых систем содержатся обычно α (L)-аминокислоты, а β (d)-аминокислоты встречаются крайне редко.

Группа радикала определяет химические свойства аминокислот – они могут быть полярными или неполярными, гидрофобными или гидрофильными. Серин с радикалом -CH₂OH является полярной молекулой, Аланин, который имеет –CH₃как группу радикала – неполярен.

Существуют также основные аминокислоты (более чем с одной аминогруппой) и кислые аминокислоты (более чем с одной карбоксильной группой). Наличие дополнительной амино- или карбоксильной группы оказывает влияние на свойства аминокислоты, которые играют определяющую роль в формировании пространственной структуры белка.

В состав радикала некоторых аминокислот (например, цистеина) входят атомы серы. Все 20 аминокислот сгруппированы в пять химических классов, основанных на группе их радикала.

Неполярные аминокислоты, такие как лейцин, часто имеют в качестве радикала —CH₂ или —CH₃.
Полярные незаряженные аминокислоты, такие как треонин, с радикалом, содержащим кислород или гидроксильную группу (-OH).
Заряженные аминокислоты, такие как глутаминовая кислота, с радикалом, имеющим кислоты или основания, способные к ионизации.
Ароматические аминокислоты, такие как фенилаланин, имеющий группу радикала, содержащую органическое (углеродное) кольцо с чередованием одиночных и двойных связей. Они также неполярны.
Аминокислоты, обладающие особыми функциями и свойствами. Например, метионин, который часто является первой аминокислотой в цепи белков, пролин, вызывающий перегибы в цепях, цистин, связывающий цепи вместе.

Каждая аминокислота влияет на форму белка по-разному, в зависимости от химической природы боковых групп. Например, части белковой цепи с многочисленными неполярными аминокислотами сворачиваются внутрь своей цепи путём гидрофобного исключения.

Белки и пептидные связи

В дополнении к группе радикала каждая аминокислота имеет положительно заряженную аминогруппу (NH₃ +) на одном конце и отрицательно заряженную гидроксильную группу (COO -) на другом. Амино- и карбоксильные группы у пары аминокислот могут подвергаться реакции дегидрации (выделение молекулы воды) с образованием ковалентной связи. Ковалентная связь, скрепляющая две аминокислоты, называется пептидной. Скреплённые таким способом аминокислоты не могут свободно вращаться вокруг N-C связи. Этот факт является основным фактором образования конструкции белковых молекул.

Пептидная связь

Наличие как основной, так и кислотной групп обусловливает амфотерность (проявление как кислотных, так и основных свойств) и высокую реакционную способность аминокислот.

При соединении двух аминокислот образуется дипептид. На одном конце молекулы дипептида находится свободная аминогруппа, на другом — свободная карбоксильная группа. Благодаря этому дипептид может присоединять к себе другие аминокислоты, образуя олигопептиды. Если таким образом соединяется более 10 остатков аминокислот, то образуется полипептид.

Новаторская работа Фредерика Сангера в начале 1950-х годов доказала, что каждый вид белка имеет определённую аминокислотную последовательность. Для отщепления аминокислот он использовал химические методы, после этого определял их. Сангер преуспел в расшифровке аминокислотной последовательности инсулина. Он продемонстрировал, что все молекулы инсулина имеют одинаковый состав аминокислот.

Уровни структурной организации белков

Форма белка определяет его функцию. Один из способов изучить что-то столь же маленькое как белок – посмотреть на него при помощи коротковолнового излучения, которое представлено рентгеновскими лучами. Рентгеновские лучи пропускают через белок для получения дифракции его узора. Эта картинка кропотливо анализируется и позволяет исследователю построить трёхмерное изображение молекулы с положением каждого её атома. Первым белком, проанализированным таким образом, был миоглобин; вскоре такому же анализу был подвергнут связанный с ним белок гемоглобин.

Когда было изучено достаточное количество протеинов, стал очевиден общий принцип их строения: в каждом исследованном белке все внутренние аминокислоты, такие как лейцин, валин и фенилаланин, неполярны. Тенденция воды к исключению неполярных молекул буквально толкает такие части цепи аминокислот внутрь протеина. Неполярные аминокислоты вынуждены тесно контактировать друг с другом, оставляя мало свободного места внутри молекулы. Полярные и заряженные аминокислоты концентрируются на поверхности белка, за исключением немногих, играющих ключевые функциональные роли.

Структура белков, как правило, описывается как иерархия четырёх уровней: первичного, вторичного, третичного и четвертичного. Мы рассмотрим эту точку зрения, а затем интегрируем её с более современным подходом, вытекающим из расширяющихся знаний о белковой структуре.

Уровни организации молекул белка

Первичная структура белков

Первичная структура белка – это его аминокислотная последовательность, т. е. это цепочка из множества аминокислотных остатков, соединённых пептидными связями. Это наиболее важная структура, так как именно она определяет форму, свойства и функции белка. На основе первичной структуры создаются другие формы молекулы.

Группы радикалов, которыми отличаются аминокислоты, не играют роли в пептидной цепи белков и протеин может включать любую последовательность аминокислот. Так как любая из 20 аминокислот может появиться в любом месте, белок, содержащий 100 мономеров, может образовать любую из 20 100 различных аминокислотных последовательностей. Это важное свойство белков позволяет им быть разнообразными, но каждый из них функционирует только при определённой аминокислотной последовательности.

Вторичная структура белка

Боковые и пептидные группы полипептидных цепей могут образовывать водородные связи. Вторичная структура белка возникает в результате связывания атомов водорода NH-групп и кислорода CO-групп. Полипептидная цепь при этом спирально закручивается. Водородные связи слабые, но благодаря их большому числу они обеспечивают стабильность этой структуры. Спиральную конфигурацию имеют, например, молекулы кератина, миозина и коллагена.

Водородные связи пептидов могут образовываться с водой. Если связей с водой будет слишком много, белки не смогут приобрести глобулярной структуры. Лайнус Полинг предположил, что пептидные группы могут взаимодействовать друг с другом, если пептид свёрнут в спираль, которую он назвал α-спиралью. Этот вид регулярного взаимодействия в пептиде формирует его вторичную структуру.

Вторичная структура инсулина

Другая форма вторичной структуры формируется между зонами пептида, расположенными в один ряд, в результате чего получается плоская молекула, собранная в складки, называемая β-листом. Части белка могут быть либо параллельными, либо антипараллельными – в зависимости от того, являются ли смежные участки пептида ориентированными в одном или в противоположном направлении.

Эти два вида вторичной структуры создают зоны белка – цилиндрические (α-спирали) и плоские (β-листы). Конечная структура белка может включать области каждого типа вторичной структуры. Например ДНК-связывающие белки обычно имеют области α-спирали, которые могут лежать поперёк ДНК и взаимодействовать непосредственно с основаниями ДНК. Белки порины, образующие отверстия в мембранах, состоят из β-листов. В гемоглобине α и β-структуры (глобины) имеют в молекуле свои зоны.

Вторичная структура белков

Третичная структура белков

Окончательная структура химически связанных белков называется третичной. Третичная структура формируется за счет образования водородных, ионных и других связей, возникающих в водной среде между разными группами атомов белковой молекулы вторичной структуры.

У некоторых белков важную роль в образовании третичной структуры играют S – S связи (дисульфидные) между остатками цистеина (аминокислоты, содержащей серу). При этом полипептидная спираль укладывается в своеобразный клубок (глобулу) таким образом, что гидрофобные аминокислотные радикалы погружаются внутрь глобулы, а гидрофильные располагаются на поверхности и взаимодействуют с молекулами воды. Третичной структурой определяются специфичность белковых молекул, их биологическая активность. Её имеют многие белки, например миоглобин (белок, который участвует в создании запаса кислорода в мышцах) и трипсин (фермент, расщепляющий белки пищи в кишечнике).

Третичная структура стабилизируется рядом сил, в том числе:

водородными связами между радикалами различных аминокислот;
электростатическим притяжением радикалов с противоположными зарядами;
гидрофобным исключением неполярных радикалов;
ковалентными дисульфидными связами.

На стадии третичной структуры по форме молекул белки можно разделить на две группы:

глобулярные – имеют округлую форму. Такую форму имеют глобулины и альбумины крови, фибриноген, гемоглобин;
фибриллярные – характеризуются вытянутой, нитевидной формой молекул. Это кератин, коллаген, миозин, эластин и др.

Четвертичная структура белка

Когда два или более полипептида связываются с образованием функционального белка, отдельные его цепи называются субъединицами. Расположение этих субъединиц и есть четвертичная структура. Субъединицы в таких белках чаще всего неполярны, поэтому они не связаны химически и отвечают за отдельные виды деятельности. Прочность четвертичной структуры обеспечивается взаимодействием слабых межмолекулярных сил.

Четвертичная структура характерна для белка гемоглобина. Вспомните, что гемоглобин состоит из двух α-цепей и двух β-цепей, а ещё в его состав входит небелковый компонент – гем.

Субъединицы располагаются в их окончательной четвертичной структуре. Это конечная структура некоторых, но не всех белков. У протеинов, которые состоят только из одной полипептидной цепи, например у фермента лизоцима, конечной структурой является третичная.

Мотивы и домены – структурные элементы белков

Ручное определение последовательности аминокислот в белке – трудоёмкая работа. Эту ситуацию изменило открытие способности хранения информации о белке молекулой ДНК. Первоначально геном человека был расшифрован вручную. Появление технологий следующего поколения привело к заметному ускорению секвенирования.

Сегодня расшифрованы более 40 000 бактериальных геномов и почти 8 000 геномов эукариот, в том числе 80 последовательностей генов млекопитающих. Так как состав ДНК имеет непосредственное отношение к последовательности аминокислот в белках, у биологов теперь есть огромная база данных строения протеинов.

Новая информация заставила задуматься о логике генетического кода и основных закономерностях структуры белка. Исследователи до сих пор рассматривают иерархическую систему из четырёх уровней как важную, но в лексикон биологов вошли и новые термины: мотив укладки и белковый домен.

Мотив укладки белковых молекул

Когда биологи обнаружили третичную структуру белка (ещё более трудоёмкая работа, чем определение последовательности аминокислот в цепи), они заметили сходные элементы, расположенные в непохожих белках. Подобные структуры называются мотивами, а иногда «сверхсекундными структурами». Термин «мотив» заимствован из искусства и относится к тематическому повторяющемуся элементу в музыке или дизайне.

Один общий мотив β-α-β образует так называемую «складку Россмана» у большого количества протеинов. Вторым часто встречающимся мотивом является β-баррель, который представляет собой β-лист, сложенный по кругу, чтобы сформировать трубку. Третий тип мотива – спираль-поворот-спираль, состоит из двух α-спиралей, разделённых изгибом. Его используют белки для связывания с молекулой ДНК.

Логику структуры мотивов укладки исследователи до сих пор не могут понять. Вероятно, если аминокислоты являются буквами в языке белков, то мотивы представляют собой повторяющиеся слова или фразы. Мотивы укладки помогли определить неизвестные функции белков, а база данных белковых мотивов используется для поиска новых неизвестных протеинов.

Мотивы укладки являются довольно консервативными и встречаются в белках, которые не имеют ни функциональных, ни эволюционных связей. Определение мотивов укладки лежит в основе физической, или рациональной классификации белков.

Белковые домены

Домены – это функциональные единицы в виде глобулы внутри более крупной структуры белков. Их можно рассматривать как субструктуры внутри третичной структуры белка. В языке белков это «абзацы». Большинство белков состоит из нескольких доменов, которые выполняют различные части функций протеинов.

Во многих структурах эти домены могут быть физически разделены. Например, так устроены факторы транскрипции – белки, которые связываются с ДНК и инициируют построение РНК по комплементарной ей ДНК. Было выяснено, что если ДНК-связывающие области поменять местами с факторами транскрипции, специфичность фактора может быть изменена без изменения его способности стимулировать транскрипцию. Эксперименты по замене доменов были проведены со многими факторами транскрипции, и они указывают, что активационные и ДНК-связывающие домены действуют отдельно.

Эти образования также могут помогать протеинам складываться. По мере того, как полипептидная цепь приобретает свою структуру, домены принимают правильную форму. Это действие может быть продемонстрировано экспериментально. Искусственное продуцирование фрагмента полипептида, который образует домен в интактном белке, показывает, что фрагмент складывается, чтобы сформировать такую же структуру, как у прототипа.

Процесс складывания, белки-шапероны

Первоначально биохимики думали, что новоиспечённые белки сворачиваются спонтанно, пробуя различные конфигурации, как гидрофобные взаимодействия с водой толкают неполярные аминокислоты внутрь белков до тех пор, пока не будет достигнута их окончательная структура. Оказалось, что эта точка зрения слишком проста. Цепи протеинов могут быть сложены многими способами, поэтому пробы и ошибки заняли бы слишком много времени. По мере того как первичная цепь складывается, приобретая финальную структуру, неполярные «липкие» внутренние участки во время промежуточных стадий обнажаются. Если эти промежуточные формы поместить в пробирку со средой, идентичной той, что внутри клетки, они прилипают к другим, и нежелательные белки-партнёры образуют клейкую массу.

Как клетки избегают того, чтобы их белки слипались в массу? Ответ на вопрос появился во время изучения необычных мутаций, которые спасают бактериальные клетки от размножения внутри них вирусов. При этом белки вирусов, произведённые внутри клетки, не могут сложиться как следует. Дальнейшее исследование помогло выяснить, что клетки содержат белки-шапероны, помогающие другим белкам складываться правильно.

Свёртывание белков

В настоящее время молекулярные биологи выявили массу белков, действующих как шапероны. Это большой класс полимеров, который можно разделить на подклассы. Представители шаперонов были найдены в каждом исследуемом организме. Некоторые из них, называемые тепловыми шоковыми белками, вырабатывается в ответ на повышение температуры тела. Высокие температуры служат фактором денатурации белков, шоковые белки-шопероны помогают белкам правильно сворачиваться и в такой ситуации.

Один из хорошо изученных классов этих белков, названных шаперонинами, был изучен у кишечной палочки (Escherichia coli). У мутантов при инактивации шаперонинов 30% бактериального белка не складывались должным образом. Шаперонины собираются в комплекс, напоминающий цилиндрический контейнер. Белки могут заходить в этот контейнер, и даже неправильно сложенные молекулы складываются там заново.

Исследователи склонны думать о белках как о фиксированных структурах, но это не относится к шаперонинам. Их гибкость поразительна. Видимо, это нужно им для выполнения своих функций. Клетки используют эти белки для складывания некоторых молекул протеинов и восстановления их неправильной структуры.

Денатурация инактивирует белки

Еще одной важной особенностью белков является то, что они проявляют свою активность лишь в узких температурных рамках и в определённом диапазоне кислотности среды.

Если условия, окружающие белок, изменяются, то он может частично потерять свою структуру или полностью развернуться. Этот процесс называется денатурацией. Белки могут быть денатурированы, когда рН, температура или ионная концентрация окружающего раствора изменена. Денатурация происходит вследствие разрыва водородных, ионных, дисульфидных и других связей, стабилизирующих пространственную структуру белковых молекул. При этом может утрачиваться их четвертичная, третичная и даже вторичная структуры.

Денатурированные белки как правило биологически неактивны. Это особенно значимо в отношении ферментов: так как почти каждая химическая реакция происходит при их помощи, жизненно важно, чтобы они функционировали нормально.

До появления морозильников и холодильников единственным способом предохранения продуктов от размножения в них микроорганизмов было хранение их внутри раствора, содержащего высокую концентрацию соли или уксуса, которые денатурировали ферменты микроорганизмов и предотвращали их рост.

Большинство ферментов функционирует в очень узком диапазоне условий окружающей среды. У каждого энзима этот диапазон специфичен. Ферменты крови, которые работают при рН около 7,4, быстро денатурируют в кислой среде желудка. И наоборот, протеолитические ферменты желудка, работающие при рН=2 или менее, разбираются в основной среде крови. Аналогично у организмов, живущих вблизи океанических гидротермальных источников, есть ферменты, которые хорошо работают только в экстремальных температурах (до 100°С). Эти организмы не могут выжить в более прохладных водах, потому что их энзимы не функционируют должным образом при относительно низких температурах.

Если нормальные показатели окружающего раствора восстанавливаются, небольшой белок, не потерявший первичной структуры, может восстановиться. Этот процесс называется ренатурацией, он происходит благодаря взаимодействию неполярных аминокислот и воды. Первоначально этот процесс был установлен для энзима рибонуклеазы, его ренатурация привела к выводу, что первичная структура определяет третичную структуру белка. Более сложные белки редко складываются вновь из-за их сложной окончательной структуры. Их денатурация носит необратимый характер.

Важно отличать денатурацию от диссоциации. Субъединицы белков с четвертичной структурой могут быть диссоциированы (разделены) без потери своей индивидуальной третичной структуры. Например, молекула гемоглобина может диссоциировать на 4 молекулы (2 α-глобина и 2 β-глобина) без денатурации свёрнутых глобиновых белков. Они легко восстанавливают свою четвертичную структуру из четырёх субъединиц.

Вам будет интересно

Что включено в доход | HealthCare.gov

Когда вы заполняете заявку на Marketplace, вам нужно будет оценить, какой, вероятно, будет доход вашей семьи за год.

Накопления на Marketplace основаны на ожидаемых семейных доходах за год, в который вы хотите получить страховое покрытие, а не на прошлогоднем доходе. Вы должны сделать наиболее точную оценку, чтобы иметь право на получение нужной суммы сбережений.
У вас может быть возможность указать свой ежемесячный или годовой доход.Вас могут попросить подтвердить годовую сумму, если мы получили информацию где-то еще.
Нужна помощь в оценке вашего дохода? Воспользуйтесь этим калькулятором дохода.

Чей доход включить в вашу оценку

Для большинства людей семья состоит из подателя налоговой декларации, их супруга, если таковой имеется, и их налоговых иждивенцев, включая тех, кому страховое покрытие не требуется .

Торговая площадка считает предполагаемый доход всех членов семьи.

Узнайте больше о том, кто учитывается в семье на Торговой площадке.

Какой доход считать

Marketplace использует число доходов, называемое модифицированным скорректированным валовым доходом (MAGI), для определения права на сбережения. Это не строка в вашей налоговой декларации.

В приведенной ниже таблице показаны распространенные типы доходов и указаны ли они как часть MAGI. Если вы ожидаете, что типы дохода не указаны, или у вас есть дополнительные вопросы, ознакомьтесь с подробной информацией о том, что IRS считает доходом.

Типы доходов, которые следует включить в вашу оценку
Тип дохода	Включить как доход?	Примечания
Федеральная налогооблагаемая заработная плата (с вашей работы)	Да	Если в вашей квитанции о заработной плате указано «федеральная налогооблагаемая заработная плата», используйте это.Если нет, используйте «валовой доход» и вычтите суммы, которые ваш работодатель берет из вашей оплаты ухода за детьми, медицинского страхования и пенсионных планов.
Советы	Да
Доход от самозанятости	Да	Включите ожидаемый «чистый доход от самозанятости» — что вы получите от своей бизнес за вычетом коммерческих расходов. Примечание. Вам будет предложено описать тип работы, которую вы выполняете.Если у вас есть доход от сельского хозяйства или рыболовства, укажите его как доход от «сельского хозяйства или рыболовства» или «самозанятость», но не как то и другое вместе.
Компенсация по безработице	Да	Включите все выплаты по безработице, включая компенсацию по безработице в результате чрезвычайной ситуации, связанной с коронавирусом 2019 (COVID-19). Узнайте больше в Министерстве труда США.
Социальное обеспечение	Да	Включите налогооблагаемый и необлагаемый налогом доход по социальному обеспечению.Введите полную сумму до вычетов.
Социальный доход по инвалидности (SSDI)	Да	Но не включает Дополнительный доход по страхованию (SSI).
Выход на пенсию или пенсионный доход	Да	Включите большую часть снятия IRA и 401k. (См. Подробную информацию о пенсионном доходе в инструкциях к публикации 1040 IRS). Примечание. Не включайте квалифицированные распределения с указанного аккаунта Roth в качестве дохода.
Алименты	Зависит от	Развод и развод завершены до 1 января 2019 г .: Включить в качестве дохода. 1 января 2019 г. или после этой даты: Не включайте в качестве дохода.
Алименты на ребенка	Нет
Прирост капитала	Да
Инвестиционный доход	Да	Включая ожидаемые проценты и дивиденды заработанные от инвестиций, включая не облагаемые налогом проценты.
Доходы от аренды и роялти	Да	Используйте чистый доход от аренды и роялти.
Исключенный (не облагаемый налогом) иностранный доход	Да
Платежи за экономическое воздействие / стимулирование (поступают от IRS в результате чрезвычайной ситуации COVID-19)	Нет
Подарки	№
Дополнительный доход по страхованию (SSI)	№	Но действительно включает дохода по инвалидности (SSDI).
Выплаты ветеранам по нетрудоспособности	№
Компенсация работникам	№
Поступления от займов (например, студенческих ссуд, жилищных кредитов или банковских ссуды)	№

Нужно ли мне включать доход людей в моей семье, которым не нужна страховка?: Да.; Рыночные сбережения основаны на общем доходе семьи, а не только на доходах членов семьи, нуждающихся в страховке.; Если кто-либо из членов вашей семьи имеет страховое покрытие по плану на основе работы, плану, который он купил самостоятельно, государственной программе, такой как Medicaid, CHIP или Medicare, или другому источнику, укажите их и их доход в своем заявлении.; При подаче заявления вы можете указать, каким членам семьи требуется страховое покрытие.

Могу ли я делать какие-либо вычеты из моего дохода?: Торговая площадка позволяет снизить доход с помощью определенных вычетов.Узнайте об этих удержаниях и о том, как о них сообщить.

Что делать, если мой доход трудно предсказать (например, если я работаю ненормированный рабочий день или сезонно)?: Иногда бывает сложно предсказать ваш доход, например, если вы работаете сезонно, у вас нерегулярный график работы или недавно сменили работу. А пока сообщите о своем текущем доходе. Мы покажем вам годовую оценку. Вы можете сообщать об изменениях в вашем приложении по мере их появления. Важно сделать это сразу, потому что ваши варианты покрытия и сбережения могут измениться.

Сообщить об изменениях доходов на торговой площадке

Когда у вас есть медицинское страхование Marketplace, очень важно как можно скорее сообщать о любых изменениях дохода.

Если вы не сообщите об этих изменениях, вы можете упустить сбережения или вам придется возвращать деньги при подаче федеральной налоговой декларации за год.

Узнайте, как сообщать об изменениях на торговой площадке.

Типы компьютерных сетей: LAN, MAN, WAN, VPN

Home
Testing
- - Back
  - Agile Testing
  - BugZilla
  - Cucumber
  - Database Testing
  - Назад
  - JUnit
  - LoadRunner
  - Ручное тестирование
  - Мобильное тестирование
  - Mantis
  - Почтальон
  - QTP
  - Центр контроля качества
  - SAP
  - Центр контроля качества
  - Selenium
  - SoapUI
  - Управление тестированием
  - TestLink
SAP
- - Назад
  - AB AP
  - APO
  - Начинающий
  - Basis
  - BODS
  - BI
  - BPC
  - CO
  - Назад
  - CRM
  - Crystal Reports
  - QM8O
  - Заработная плата
  - Назад
  - PI / PO
  - PP
  - SD
  - SAPUI5
  - Безопасность
  - Менеджер решений
  - Successfactors
  - SAP Tutorials
  - Назад
  - Java
  - JSP
  - Kotlin
  - Linux
  - Kotlin
  - Linux
  - js
  - Perl
  - Назад
  - PHP
  - PL / SQL
  - PostgreSQL
  - Python
  - ReactJS
  - Ruby & Rails
  - Scala
  - SQL
  - UML
  - VB.Net
  - VBScript
  - Веб-службы
  - WPF
Обязательно учите!
- - Назад
  - Бухгалтерский учет
  - Алгоритмы
  - Android
  - Блокчейн
  - Business Analyst
  - Создание веб-сайта
  - Облачные вычисления
  - COBOL