Аминокислота лизин в продуктах – применение и производство

Аминокислота лизин — незаменимая аминокислота, которая не синтезируется в организме и должна поступать с пищей. В статье рассмотрим источники лизина в продуктах, его функции, такие как поддержка иммунной системы, участие в синтезе белков и коллагена, а также значение для роста и восстановления тканей. Обсудим методы производства лизина и его применение в пищевой и фармацевтической промышленности, что поможет понять влияние этой аминокислоты на здоровье.

Биосинтез лизина

Лизин, являясь незаменимой аминокислотой, не вырабатывается организмом животных, поэтому его необходимо получать из пищи в виде лизина или белков, содержащих эту аминокислоту. В растениях и бактериях лизин синтезируется из аспарагиновой кислоты (аспартата):

• Сначала L-аспартат преобразуется в L-аспартил-4-фосфат с помощью аспартокиназы (или аспартат-киназой). Для этого процесса требуется АТФ в качестве источника энергии.
• Затем β-аспартат полуальдегид дегидрогеназа превращает его в β-аспартил-4-полуальдегид (или β-аспартат-4-полуальдегид), используя энергию от НАДФ.
• Дигидродипиколинатсинтаза добавляет пируватную группу к β-аспартил-4-полуальдегиду, в результате чего удаляются две молекулы воды, что приводит к циклизации и образованию 2,3-дигидродипиколината.
• Этот продукт затем восстанавливается до 2,3,4,5-тетрагидродипиколината с помощью дигидродипиколинат-редуктазы, в ходе чего расходуются молекулы НАДФ.
• Тетрагидродипиколинат N-ацетилтрансфераза открывает кольцо, образуя N-сукцинил-L-2-амино-6-оксогептандионат (или N-ацил-2-амино-6-оксопимелат). В этой реакции участвуют две молекулы воды и фермент ацил-КоА (сукцинил-КоА).
• N-сукцинил-L-2-амино-6-оксогептандионат преобразуется в N-сукцинил-LL-2,6-диаминогептандионат (N-ацил-2,6-диаминопимелат) с помощью фермента сукцинил–диаминопимелат-аминотрансферазы. В процессе используется молекула глутаровой кислоты, а побочным продуктом является оксокислота.
• N-сукцинил-LL-2,6-диаминогептандионат (N-ацил-2,6-диаминопимелат) превращается в LL-2,6-диаминогептандионат (L,L-2,6-диаминопимелат) с помощью сукцинил-диаминопимелат-десукцинилазы (ацилдиаминопимелат деациклазой). В этой реакции используется молекула воды, а побочным продуктом является сукцинат.
• LL-2,6-диаминогептандионат преобразуется в мезо-2,6-диамино-гептандионат (мезо-2,6-диаминопимелат) с помощью диаминопимелат-эпимеразы.
• В завершение, мезо-2,6-диамино-гептандионат превращается в L-лизин с помощью диаминопимелат-декарбоксилазы.

Ферменты, участвующие в этом процессе биосинтеза:

1. Аспартокиназа
2. β-аспартат-полуальдегид-дегидрогеназа
3. Дигидропиколинат-синтаза
4. Δ1-пиперидин-2,6-дикарбоксилат-дегидрогеназа
5. N-сукцинил-2-амино-6-кетопимелат-синтаза
6. Сукцинил-диаминопимелат-аминотрансфераза
7. Сукцинил-диаминопимелат-десукцинилаза
8. Диаминопимелат-эпимераза
9. Диаминопимелат-декарбоксилаза.

Врачи акцентируют внимание на значимости аминокислоты лизина в человеческом рационе, так как она играет важную роль в синтезе белков, поддержании иммунной системы и усвоении кальция. Поскольку лизин не вырабатывается организмом, его необходимо получать из пищи. Основные источники включают мясо, рыбу, молочные продукты и бобовые. Специалисты рекомендуют включать эти продукты в повседневный рацион, особенно для людей, занимающихся спортом или восстанавливающихся после заболеваний, так как лизин способствует регенерации тканей.

Промышленное производство лизина также имеет большое значение, поскольку он используется в качестве добавки в кормах для животных и в пищевых добавках. Врачи подчеркивают, что нехватка лизина может привести к проблемам с ростом, развитием и общим состоянием здоровья. Поэтому важно следить за его уровнем в организме и при необходимости корректировать питание или рассматривать добавление добавок, особенно для вегетарианцев и веганов, которые могут испытывать дефицит этой аминокислоты.

Эксперты в области питания и биохимии подчеркивают важность аминокислоты лизина для здоровья человека. Эта незаменимая аминокислота играет ключевую роль в синтезе белков, поддержании иммунной функции и усвоении кальция. Лизин содержится в различных продуктах, таких как мясо, рыба, яйца, молочные изделия и бобовые. Однако многие люди, особенно вегетарианцы и веганы, могут испытывать дефицит этой аминокислоты, что делает ее добавление в рацион особенно актуальным.

Производство лизина в промышленности осуществляется через ферментацию, что позволяет получать его в чистом виде для использования в пищевых добавках и кормовых добавках для животных. Это способствует улучшению качества питания как людей, так и животных. В последние годы наблюдается рост интереса к лизину как к компоненту спортивного питания, поскольку он способствует восстановлению мышечной ткани и улучшению физической выносливости. Таким образом, лизин остается важным объектом исследований и разработок в области диетологии и нутрициологии.

#Коллаген: #аминокислоты #пролин #лизин #глицин

Лизин и метаболизм

Лизин метаболизируется в организме млекопитающих, чтобы дать ацетил-КоА, с помощью начального трансаминирования α-кетоглутаратом. В результате бактериального расщепления лизина образуется кадаверин путем декарбоксилирования.

Аллизин является производным лизина, используемого в производстве эластина и коллагена. Он производится путем действия ферментов лизилоксидазы на лизин во внеклеточном матриксе и играет важную роль в формировании перекрестных связей, которые стабилизируют коллаген и эластин.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о лизине, его применении и производстве:

1. Необходимая аминокислота: Лизин является одной из девяти незаменимых аминокислот для человека, что означает, что организм не может синтезировать его самостоятельно и должен получать его из пищи. Он играет ключевую роль в синтезе белков, производстве гормонов и ферментов, а также в усвоении кальция.

2. Продукты, богатые лизином: Лизин в большом количестве содержится в продуктах животного происхождения, таких как мясо, рыба, яйца и молочные продукты. Однако в растительных источниках, таких как бобовые (например, чечевица и фасоль), орехи и семена, его содержание может быть ниже, что делает важным сочетание различных источников белка для вегетарианцев и веганов.

3. Применение в медицине и спорте: Лизин используется в медицине для лечения герпеса, так как он может подавлять размножение вируса. В спортивной диетологии лизин также ценится за свою роль в восстановлении мышечной ткани и поддержании иммунной функции, что делает его популярным среди атлетов и активных людей.

Эти факты подчеркивают важность лизина как в питании, так и в медицинских и спортивных приложениях.

L-лизин – что это и Для чего? Л – Лизин польза и вред. В каких продуктах содержится l – Лизин

Синтез лизина

Синтетический рацемический лизин известен уже давно. Практическое производство начинается с капролактама. В промышленности L-лизин обычно получают методом ферментации с использованием Corynebacterium glutamicum; объемы производства превышают 600 000 тонн в год.

Аминокислота лизин играет ключевую роль в человеческом организме, способствуя синтезу белков и поддержанию иммунной системы. Многие люди отмечают, что лизин, содержащийся в таких продуктах, как мясо, рыба, молочные продукты и бобовые, способствует улучшению общего состояния здоровья. В последние годы наблюдается растущий интерес к добавкам с лизином, особенно среди спортсменов и активных людей. Они утверждают, что лизин способствует восстановлению мышц и снижению уровня стресса. Производство лизина в промышленных масштабах также активно развивается, используя ферментацию и другие технологии. Это обеспечивает доступность аминокислоты в различных формах, включая порошки и капсулы, что делает её популярной среди потребителей, стремящихся улучшить своё здоровье и физическую форму.

Пищевые источники

Суточная потребность в миллиграммах лизина на килограмм массы тела, составляет: младенцы (3-4 месяца) – 103, дети младшего возраста (2 года) – 64, дети старшего возраста (10-12 лет) – 60 до 44 лет, взрослые – 12. Для взрослого с весом 70 кг, 12 мг лизина на килограмм массы тела составляет всего 0,84 грамма лизина. Обратите внимание, что рекомендации были впоследствии пересмотрены в сторону повышения, например, 30 мг/кг для взрослых.

Хорошими источниками лизина являются продукты с высоким содержанием белка такие, как яйца, мясо (особенно красное мясо, баранина, свинина, птица), соя, сыр (особенно пармезан), и некоторые виды рыбы (например, треска и сардины).

Лизин является ограничивающей аминокислотой (незаменимая аминокислота, находящаяся в наименьшем количестве в определенных продуктах питания) в большинстве зерновых культур, но в изобилии в большинстве бобовых). Следовательно, появились блюда, которые сочетают зерновые и бобовые культуры, такие как индийский дал с рисом, ближневосточный хумус, фул медамес, фалафель с лавашем, мексиканские бобы с рисом или тортилла, чтобы обеспечить весь белок в рационе, который, по собственному желанию или по необходимости, является вегетарианским. Считается, что пища содержит достаточно лизина, если она имеет, по – крайней мере, 51 мг лизина на грамм белка (так, чтобы белок на 5,1% состоит из лизина).

Продукты питания, содержащие значительное количество лизина, включают:

• Сом, канальный, выращиваемый, сырой: 9,19% белка составляет лизин.
• Курица, обжаренная, мясо и кожа, сваренная: 8,11% белка составляет лизин.
• Говядина, фарш, на 90% постная /10% жира, приготовленная: 8,31% белка составляет лизин.
• Соя, зрелые семена, сырые: 7,42% белка составляет лизин.
• Соя, зрелые семена, рассада: 5,74% белка составляет лизин (прорастание уменьшает содержание лизина).
• Крылатые бобы (известные как бобы Гоа или спаржевый горох), зрелые семена, сырые: 7,20% белка составляет лизин.
• Чечевица, розовая, сырая. 6,97% белка составляет лизин.
• Чечевица, пророщенная, сырая: 7,95% белка составляет лизин (прорастание увеличивает содержание лизина).
• Сыр пармезан, тертый: 7,75% белка составляет лизин.
• Бобы адзуки, зрелые семена, сырые: 7,53% белка составляет лизин.
• Молоко, обезжиренное: 7,48% белка составляет лизин.
• Яйца, целые, сырые: 7,27% белка составляет лизин.
• Горох, лущеный, зрелые семена, сырые: 7,22% белка составляет лизин.
• Фасоль, зрелые семена, сырые: 6,87% белка составляет лизин.
• Нут (бобы гарбанзо, бенгальский горох), зрелые семена, сырые: 6,69% ​​белка составляет лизин.
• Фасоль обыкновенная, зрелые семена, сырые: 5,73% белка составляет лизин.
• Амарант, зерна, сырые: 5,17% белка составляет лизин.
• Лебеда: 5% белка составляет лизин.

Лизин Как Принимать и На Что следует обратить Внимание при выборе

Свойства лизина

L-лизин представляет собой ключевой компонент, необходимый для формирования всех белков в организме. Он играет значимую роль в усвоении кальция, способствует увеличению мышечной массы, помогает в восстановлении после хирургических вмешательств или спортивных травм, а также участвует в синтезе гормонов, ферментов и антител.

Модификации

Лизин может подвергаться различным модификациям, таким как ацетилирование (ацетиллизин), метилирование (метиллизин), убиквитинирование, сумоилирование, неддилирование, биотинилирование, пупилирование и карбоксилирование. Эти изменения направлены на трансформацию функций белка, в состав которого входят модифицированные остатки лизина.

Клиническое значение

Некоторые исследования показали, что лизин может быть полезен для носителей инфекций простого герпеса. Однако, это не было подтверждено рандомизированными контролируемыми исследованиями.

Лизин известен своим анксиолитическим действием через его воздействие на рецепторы серотонина в желудочно-кишечном тракте. Одно из исследований на крысах показало, что гиперстимуляция 5-HT4 рецепторов в кишечнике связана с кишечной патологией, вызываемой тревогой. Лизин, действует как антагонист серотонина и, следовательно, снижая гиперактивность этих рецепторов, уменьшает признаки беспокойства и диареи, вызванной тревогой в обследуемой популяции. Другое исследование показало, что дефицит лизина приводит к патологическому увеличению серотонина в миндалине, структуре мозга, которая участвует в эмоциональной регуляции и реакции на стресс.

Исследования на людях также показали корреляции между снижением потребления лизина и тревогой. Исследование на основе популяций в Сирии включало 93 семьи, чей рацион в первую очередь основывался на зерне и поэтому, вероятно, имел дефицит лизина. Обогащение зерен лизином привело к снижению маркеров тревоги, в том числе уровней кортизола, а также привело к потенцированию бензодиазепиновых рецепторов (распространенные мишени для анксиолитических препаратов, таких как «Xanax» и «Ativan»).

Существуют конъюгаты лизина, которые обещают перспективы в лечении рака, вызывая самоуничтожение раковых клеток, когда препарат сочетается с использованием фототерапии, в то время как нераковые клетки остаются невредимыми.

В то время как химически неважно для самого лизина, стоит отметить, что лизин присоединяется к декстроамфетамину, чтобы образовать предшественник лекарства лисдексамфетамина («Vyvanse»). В желудочно-кишечном тракте, молекула лизина отщепляется от декстроамфетамина, тем самым делая пероральный прием необходимым.

По данным исследований на животных, недостаток лизина вызывает иммунодефицит. Одной из причин относительного дефицита лизина является цистинурия, где имеется нарушение печеночной резорбции оснований или положительно заряженных аминокислот, в том числе лизина. Сопутствующее наличие в моче цистеина возникает, так как тот же транспортер дефицитной аминокислоты обычно присутствует также и в почках.

Ограниченные исследования показывают, что рацион, богатый лизином или добавки монохлорида L-лизина могут оказывать модерирующее воздействие на артериальное давление и частоту инсульта.

Использование лизина в корме для животных

Производство лизина для животноводческих кормов представляет собой одну из ключевых отраслей мировой экономики, достигнув в 2009 году почти 700 тысяч тонн с рыночной стоимостью свыше 1,22 миллиарда евро. Лизин играет важную роль в кормлении животных, способствуя оптимальному росту таких видов, как свиньи и куры, поскольку он является ограничивающей аминокислотой. Использование добавок лизина позволяет применять более доступные растительные белки, такие как кукуруза вместо сои, при этом обеспечивая высокие темпы роста и снижая уровень загрязнения, связанного с выбросами азота. Однако стоит отметить, что использование кукурузы в качестве корма для птицы и свиней также приводит к значительным экологическим последствиям, связанным с загрязнением фосфатами.

Лизин производится промышленным способом через микробную ферментацию, в основном из сахара. Исследования в области генной инженерии активно направлены на повышение эффективности бактерий, используемых в производственном процессе, что позволяет получать лизин из различных субстратов.

В популярной культуре

В 1993 году фильм «Парк Юрского периода», который основан на романе Майкла Крайтона 1990 года «Парк Юрского периода», показывает, что динозавры были генетически изменены так, что они не могут производить лизин. Это было известно как «ограничение лизина», и должно было предотвратить выживание клонированных динозавров за пределами парка, заставляя их быть зависимыми от добавок лизина, предоставляемых ветеринарами – сотрудниками парка. Организм большинства позвоночных не может производить лизин по умолчанию (это незаменимая аминокислота).

В 1996 году, лизин оказался в фокусе случая фиксации цен, крупнейшего в истории Соединенных Штатов. Компания «Archer Daniels Midland» заплатила штраф в 100 миллионов долларов США, и трое из ее руководителей были осуждены и отбыли тюремный срок. Также были признаны виновными в случае ценового сговора две японские фирмы («Ajinomoto», «Kyowa Hakko») и южнокорейская фирма («Sewon»). Секретные записи видео заговорщиков, договаривающихся о цене лизина, можно найти в Интернете или путем запроса видео из антитрестовского отдела Министерства юстиции США. Этот случай послужил основой для фильма «The Informant!», и книги с одноименным названием.

Рынок и производство лизина

Лизин, одна из незаменимых аминокислот, играет ключевую роль в метаболизме человека и животных. Он необходим для синтеза белков, а также участвует в производстве гормонов, ферментов и антител. В связи с этим, спрос на лизин в последние десятилетия значительно возрос, что привело к активному развитию его производства и расширению рынка.

Основные производители лизина сосредоточены в странах с развитыми аграрными секторами, такими как Китай, США, Бразилия и некоторые европейские страны. Китай является лидером по производству лизина, обеспечивая более 50% мирового объема. Это связано с высокой концентрацией предприятий, специализирующихся на ферментации и синтетическом производстве аминокислот.

Производственный процесс лизина обычно включает два основных метода: ферментацию и химический синтез. Ферментация, основанная на использовании микроорганизмов, таких как бактерии и грибы, считается более экологически чистым и эффективным способом. В процессе ферментации углеводы, полученные из растительных источников, преобразуются в лизин. Этот метод позволяет получать высококачественный продукт с минимальными затратами энергии.

Химический синтез, хотя и менее распространен, также используется для производства лизина. Он включает несколько стадий, начиная с простых органических соединений и заканчивая получением конечного продукта. Однако этот метод требует больших затрат на сырье и энергию, что делает его менее конкурентоспособным по сравнению с ферментацией.

Спрос на лизин в основном обусловлен его использованием в кормовой промышленности. Лизин добавляется в корма для животных, особенно для свиней и птицы, чтобы обеспечить их полноценное питание и ускорить рост. Кроме того, лизин находит применение в фармацевтической и косметической отраслях, где его используют в производстве различных препаратов и косметических средств.

В последние годы наблюдается тенденция к увеличению потребления лизина в растительных продуктах, что связано с ростом интереса к вегетарианству и веганству. Это создает новые возможности для производителей, которые могут предлагать лизин, полученный из растительных источников, что отвечает требованиям потребителей, стремящихся к более здоровому и экологически чистому образу жизни.

Таким образом, рынок лизина продолжает развиваться, и его производство становится все более разнообразным и инновационным. Устойчивый спрос на эту аминокислоту в различных отраслях экономики способствует внедрению новых технологий и методов, что, в свою очередь, ведет к улучшению качества и доступности лизина для конечных потребителей.

Вопрос-ответ

Что такое лизин и почему он важен для организма?

Лизин – это одна из незаменимых аминокислот, которая играет ключевую роль в синтезе белков, производстве гормонов и ферментов, а также в поддержании иммунной системы. Он необходим для роста и восстановления тканей, а также способствует усвоению кальция и образованию коллагена.

В каких продуктах содержится лизин?

Лизин в больших количествах содержится в таких продуктах, как мясо (особенно в говядине и свинине), рыба, яйца, молочные продукты, бобовые (например, чечевица и фасоль) и орехи. Вегетарианцы могут получать лизин из соевых продуктов и некоторых злаков, таких как киноа.

Как производится лизин для добавок и кормов?

Лизин для добавок и кормов обычно производится с помощью ферментации, где микроорганизмы, такие как бактерии или дрожжи, используются для синтеза аминокислоты из углеводов. Этот процесс позволяет получать высококачественный лизин в больших объемах, который затем очищается и используется в пищевых добавках и кормовых смесях.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите источники лизина в вашем рационе. Лизин содержится в таких продуктах, как мясо, рыба, яйца, молочные продукты и бобовые. Включение этих продуктов в ежедневное меню поможет обеспечить достаточное количество этой важной аминокислоты.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на вегетарианские и веганские источники лизина. Если вы придерживаетесь растительной диеты, добавьте в рацион такие продукты, как киноа, соя, чечевица и орехи, чтобы получить необходимое количество лизина.

СОВЕТ №3

Принимайте во внимание потребности вашего организма. Спортсмены и люди, занимающиеся физической активностью, могут нуждаться в большем количестве лизина. Рассмотрите возможность добавления добавок с лизином, если ваш рацион не обеспечивает достаточное количество этой аминокислоты.

СОВЕТ №4

Следите за балансом аминокислот в рационе. Лизин работает в синергии с другими аминокислотами, поэтому важно обеспечить разнообразие в питании, чтобы поддерживать оптимальное здоровье и функционирование организма.