Документ 2333428
реклама
БЕЛКИ Белки АМИНОКИСЛОТЫ L входят в состав белка !!! Количественное определение АК Вторичная структура белка (α-­‐ спираль) Вторичная структура белка (β-­‐ складчатый слой) • Биологическая ценность белка характеризуется степенью соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка, а также способностью к перевариванию. Методы определения биологической активности белка (химические) • Метод аминокислотного скора (Х. Митчел, Р. Блок). Аминокислотный скор, %: В одном грамме идеального белка содержится восемь АКн в следующем количестве, мг: изолейцин -­‐ 40; лейцин -­‐ 70; лизин -­‐ 55; метионин + цистин -­‐ 35; фенилаланин + тирозин -­‐ 60; триптофан -­‐ 10; треонин -­‐ 40; валин -­‐ 50. Аминокислота, скор которой наименьший, называется лимитирующей. Значение скора лимитирующей АК определяет биологическую ценность белка и его степень усвоения (самая низкая доска «бочки Либиха») Методы определения биологической активности белка (химические) • Метод определения индекса незаменимых кислот (ИНАК): Коэффициент рациональности аминокислотного состава • Коэффициент рациональности аминокислотного состава (Rc), численно характеризующий сбалансированность незаменимых аминокислот по отношению к эталонному белку, рассчитан по формуле: n Rc = AM min × ∑ AK et i=1 n ∑ AKi i=1 • где AMmin – минимальный аминокислотный скор; АКet – содержание незаменимой аминокислоты в 1 г эталонного белка, мг/г; АКi; – содержание незаменимой аминокислоты в 1 г белка в исследуемом белке или продукте, мг/г белка. Показатель сопоставимой избыточности АК • содержание незаменимых аминокислот, характеризующее суммарную массу незаменимых аминокислот, не используемых на анаболические цели, в количестве белка оцениваемого продукта, эквивалентном их потенциально утилизируемому содержанию в 100 г белка-­‐ эталона n ∑ (AKi − AM min × AKet ) σc = i=1 AM min • где AKi – количество i-­‐ой незаменимой аминокислоты в 1 г исследуемого белка или продукта, мг/г; AMmin – минимальный аминокислотный скор; АКet – количество i-­‐ой незаменимой аминокислоты в 1 г эталонного белка, мг/г Методы определения биологической активности белка (биологические) • Основаны на подсчете прироста массы животного или организма в результате потребления белка по сравнению с контрольными. • Определяют КЭБ (коэффициент эффективности белка) – отношение привеса (г ) к массе потребляемого белка (г). Любое изменение условий среды при производстве пищевых продуктов оказывает влияние на нековалентные связи молекулярной структуры белка и приводит к разрушению его четвертичной, третичной и вторичной структуры. Разрушение нативной структуры, сопровождающееся потерей биологической активности (ферментативной, гормональной), называют денатурацией. Изменение структуры и свойств белков Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 31 • Физический смысл денатурации – разупорядочение конформации полипептидной цепи без изменения первичной структуры. • Денатурация включает диссоциацию полимерных структур, разворачивание мономерных структур, агрегацию белков и гелеобразование. Изменение структуры и свойств белков Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 33 • Большинство белков денатурируют: – В присутствии сильных минеральных кислот или оснований; – При воздействии температуры (нагревании, охлаждении); – При обработке ПАВ (додецилсульфатом), мочевиной, гуанидином, тяжелыми металлами (Ag, Pb, Hg) или органическими растворителями. Изменение структуры и свойств белков Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 35 Биологические функции белков Биологические функции пептидов Выделяют: ◦ Протеины (простые) – только аминокислоты. ◦ Протеиды (сложные) – аминокислоты + вещества небелковой природы (липиды, углеводы, нуклеотиды и др.) БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 38 • По форме молекул: – Фибриллярные (кератин, фибрин шелка, миозин мускулов и др.); – Глобулярные (большинство, содержащихся в растениях, животных и микроорганизмах): • Шар; • Сигара; • Эллипсоид вращения. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 39 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 1. Альбумины (растворимы в воде, выпадают в осадок при насыщении раствором сульфата аммония, легко подвергаются тепловой денатурации) Встречаются как у животных (альбумин яйца, плазмы крови, лактальбумин молока), так и растений (растительные альбумины). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 40 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 2. Глобулины (нерастворимы в воде, растворяются в разбавленных растворах солей, выпадают в осадок при насыщении раствором сульфата аммония, коагулируют при нагревании) Встречаются как у животных (глобулины плазмы крови, миозин мышечной ткани), так и растений (эдестин из семян). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 41 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 3. Глутелины (нерастворимы в воде, растворяются в разбавленных растворах кислот и щелочей. Это растительные белки (глутенин пшеницы, оризенин из риса). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 42 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 4. Проламины (нерастворимы в воде, растворах солей и абсолютном спирте (96,6 %), переходят в раствор при обработке 80 % водным спиртом). Это белки зерен растений (зейн, гордеин, глиадин). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 43 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 5. Альбуминоиды (или склеропротеины) (нерастворимы в воде, растворах солей, спирте (96,6 %) и разбавленных растворах кислот и щелочей). Это животные белки (кератин волос, коллаген костей, фиброин шелка). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 44 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 6. Протамины (очень хорошо растворимы в воде, нерастворимы в разбавленных растворах аммиака, не коагулируют при нагревании). Это основные белки с высоким содержанием аргинина (встречаются в сперме рыб – кипренин из спермы карпа). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 45 Протеины по растворимости делят на 7 групп: 7. Гистоны (растворимы в воде, нерастворимы в разбавленных растворах аммиака, не денатурируют при нагревании). Это основные белки и встречаются в виде солеобразных комплексов с кислотными компонентами, чаще всего с нуклеиновыми кислотами. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 46 Протеиды в зависимости от природы небелкового компонента делят на 5 групп: 1. Нуклеопротеиды (состоят из простых основных белков – протаминов или гистонов, соединенных с нуклеиновыми кислотами). Это типичные вещества ядер клеток и рибосом. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 47 Протеиды в зависимости от природы небелкового компонента делят на 5 групп: 2. Гликопротеиды (в состав входят углеводы, белки соединительных тканей, групповые вещества крови и некоторые гормоны – гонадотропный гормон). БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 48 • Протеиды в зависимости от природы небелкового компонента делят на 5 групп: 3. Хроматопротеиды (простые белки и окрашенная простетическая группа). Примеры: гемоглобин, цитохромы, каталаза. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 49 • Протеиды в зависимости от природы небелкового компонента делят на 5 групп: 4. Фосфопротеиды (в состав входит фосфорная кислота). Примеры: казеин молока и вителлин из яиц. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 50 Протеиды в зависимости от природы небелкового компонента делят на 5 групп: 5. Липопротеиды (содержащие липиды, в частности фосфолипиды). Обнаруживаются как в растительном так и в животном мире. Липопротеидные комплексы входят в состав белков мозга, крови, молока, хлоропластов растений. Липопротеидную структуру имеют компоненты внутриклеточных мембран. БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 51 • По функциональному признаку: – Ферменты (трипсин) – Запасные белки(казеиноген) – Транспортные (гемоглобин) – Сократительные (миозин) – Защитные (антитела) – Токсины (дифтерийный) – Гормоны (инсулин) – Структурные белки (гликопротеиды) БЕЛКИ. Классификация. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 52 Белки пищи расщепляются в желудочно-­‐кишечном тракте пищеварительными ферментами до аминокислот. Белки пищи в желудке стимулируют выделение гормона гастрина, который в свою очередь вызывает секрецию соляной кислоты и пепсиногена (рН-­‐1,5÷2,5). БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 53 Глобулярные белки денатурируют, их молекулы разворачиваются, внутренние пептидные связи полипептидных цепей становятся доступными для ферментативного гидролиза и образуются более короткие пептиды. Эта кислая смесь далее поступает в тонкий кишечник, в который из поджелудочной железы выделяется бикарбонат, в результате чего рН смеси становится равной ~7. БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 54 • • Переваривание белков продолжается до получения свободных аминокислот, которые переносятся кровью в печень. В кишечнике человека не все белки полностью перевариваются. БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 55 Большинство животных белков почти полностью гидролизуются до аминокислот. Исключение – некоторые фибриллярные белки (кератин). Многие растительные белки (зерен злаков) полностью не расщепляются из-­‐за покрытия белковой части неперевариваемой целлюлозной оболочкой ( шелухой). БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 56 ◦ Аминокислоты, не использованные непосредственно для ресинтеза белка, подвергаются дальнейшим превращениям: Дезаминированию (восстановительному /+2Н/, окислительному /+½О2/, гидролитическому /+Н2О, внутримолекулярному); БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 57 ◦ ◦ Аминокислоты, не использованные непосредственно для ресинтеза белка, подвергаются дальнейшим превращениям: Трансаминированию (переаминированию); Декарбоксилированию /-­‐СО2/. БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 58 Белки молока и яиц – на 96% Белки мяса и рыбы – на 95% Белки хлеба – на 85% Белки овощей – на 80% Картофеля, бобовых – на 70%. БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 59 Плохая усвояемость растительных белков – содержание клетчатки, снижающей усвояемость и других компонентов пищи (жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ) БЕЛКИ. Усвояемость. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 60 Недостаток: ◦ Замедление роста и умственного развития ◦ Нарушение костеобразования, кроветворения, обмена витаминов ◦ Снижение сопротивляемости к инфекции БЕЛКИ. Роль. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 61 • Избыток: – Нагрузка на печень и почки – Перевозбуждение нервной системы – Гиповитаминоз А и В6 – Мочекаменная болезнь, подагра. БЕЛКИ. Роль. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 62 • Говядина – 9-­‐22; • Свинина – 12-­‐20; • Куры – 18-­‐21; • Яйца куриные – 12-­‐13; • Икра осетровая, кетовая – 29-­‐32; БЕЛКИ. Содержание в ПП, %. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 63 • Молоко коровье – 3; • Творог нежирный – 18; • Сыры твердые – 23-­‐30; • Макаронные изделия – 10-­‐12; • Морковь, лук – 1,2-­‐1,5; • Яблоки, груши, виноград – 0,4-­‐0,6; • Земляника, апельсины, арбуз – 0,7-­‐0,9. БЕЛКИ. Содержание в ПП, %. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 64 ТНПА: ◦ ГОСТ 10846-­‐91. Метод определения белка в зерне и продуктах его переработки. ◦ ГОСТ 23327-­‐98. Метод измерения массовой доли общего азота по Кьельдалю и определение массовой доли белка в молоке и молочных продуктах. ◦ ГОСТ 25011-­‐81. Метод определения белка в мясе и мясных продуктах ◦ ГОСТ 25179-­‐90. Методы определения белка в молоке. БЕЛКИ. Методы определения Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 65 Разделение пептидов хроматографическими методами Разделение пептидов хроматографическими методами • При анализе пищевых продуктов часто под понятием «белок» понимают количество общего азота, определенного по методу Кьельдаля, умноженное на соответствующий коэффициент пересчета (6,25). • Метод Кьельдаля – наиболее широко применяемый из известных. • Это стандартный метод. БЕЛКИ. Методы определения Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 68 • Суть метода: – Анализируемый образец окисляют горячей концентрированной серной кислотой, связанный азот которого превращается в ион аммония; – К полученному раствору добавляют сильное основание, в результате чего образуется аммиак; – Количество аммиака определяют титриметрическим или фотометрическим методом. БЕЛКИ. Методы определения Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 69 Другие методы: ◦ Метод Дюма (получение газообразного азота и с последующим измерением его объема); ◦ Нейтронно-­‐активационный метод (получение изотопа 13N, регистрируют количество гамма-­‐ лучей); ◦ Метод инфракрасной спектроскопии (поглощение белками света с определенной длиной волны и измерение интенсивности его отражения в приборах-­‐анализаторах). БЕЛКИ. Методы определения Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 70 0,6 г белка в день на 1 кг массы тела – эксперты ФАО/ВОЗ. Расхождение – 12,5%. Безопасный уровень потребления в день на 1 кг массы тела человека – 0,88 г. 30% -­‐ белки животного происхождения. БЕЛКИ. Рекомендации по потреблению. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 71 При недостатке фенилаланина и метионина незаменимыми становятся: • – – Цистеин; Тирозин. Аминокислоты, незаменимые аминокислоты. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 72 Аминокислотный состав Зерновые – относительно малое содержание лизина, метионина и триптофана; Масличное сырье -­‐высокое содержание триптофана, тирозина и фенилаланина. У некоторых культур -­‐лизина (рапс), серосодержащих аминокислот (кунжут, подсолнечник, рапс) и треонина (подсолнечник, рапс). Наиболее ценны белки рапса, подсолнечника и кунжута. Аминокислоты, незаменимые аминокислоты. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 73 Аминокислотный состав Крупы – лимитирующая кислота лизин. Семена бобовых -­‐ лимитирующие кислоты метионин и цистин. Мука – белки ячменной муки по сравнению с пшеничной и кукурузной относительно богаты лизином, валином, метионином и цистеином. Аминокислоты, незаменимые аминокислоты. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 74 Аминокислотный состав Картофель – по аминокислотному составу белка мало уступает животному, из незаменимых аминокислот больше всего лизина, валина и лейцина. Капустные овощи – белки с повышенным содержанием серы (особенно брюссельская капуста). Аминокислоты, незаменимые аминокислоты. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 75 Аминокислотный состав Орехи – входят все 8 незаменимых аминокислот, особенно много лейцина, фенилаланина, валина. Фундук – лизин, метионин. Молоко – содержит 18 аминокислот, в т.ч. 8 незаменимых. Мясо – хорошо сбалансированный продукт по содержанию аминокислот. Аминокислоты, незаменимые аминокислоты. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 76 О б щ е е к о л и ч е с т в о а м и н о к и с л о т определяют фотометрическим методом: ◦ ◦ Биуретовая реакция (щелочной раствор биурета и разбавленных водных растворов солей меди (II)– ее дают все белки и продукты их неполного гидролиза (пептоны и полипептиды), а также концентрированные растворы аминокислот и амидов. Нингидриновая реакция – цветная реакция на α-­‐ аминокислоты (глицин, изолейцин, лейцин, серин, фенилаланин, цистеин, тирозин, триптофан). Аминокислоты, методы определения. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 77 О б щ е е к о л и ч е с т в о а м и н о к и с л о т определяют фотометрическим методом: ◦ ◦ ◦ ◦ Реакция с l-­‐нафтолом – для определения аргинина, гистидина и тирозина. Реакция Сакагучи – для определения аргинина. Реакция Миллона – на тирозин (эту реакцию д а ю т в с е б е л к и , з а и с к л ю ч е н и е м н е содержащих тирозин (желатин, клупеин и др.). Р е а к ц и я Ф о л я – н а с е р о с о д е р ж а щ и е аминокислоты. Аминокислоты, методы определения. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 78 ◦ ◦ ◦ Ксантопротеиновая реакция – на фенилаланин, тирозин, триптофан. Реакция Адамкевича – на триптофан. Другие реакции. Определение аминокислотного состава: ◦ О б щ е е к о л и ч е с т в о а м и н о к и с л о т определяют фотометрическим методом: Бумажная хроматография – для идентификации компонентов смеси аминокислот с ди-­‐ и трипептидами, получаемой при частичном гидролизе белков и полипептидов. Аминокислоты, методы определения. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 79 Определение аминокислотного состава: • – – – Тонкослойная хроматография – для разделения и определения аминокислот -­‐ адсорбционная и распределительная. Ионнообменная хроматография; Высоковольтный электрофорез на инертных носителях – инертные носители (полоски бумаги или тонкие слои целлюлозного порошка) Аминокислоты, методы определения. доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 80 Классификация ферментов Ферменты – специфические высокоэффективные катализаторы химической реакции, протекающей в живой клетке. Фермент-­‐субстратное взаимодействие ◦ ◦ Энзимы – биологические катализаторы белковой природы, которые образуются в любой живой клетке и обладают способностью активировать различные химические соединения. По химической природе ферменты: однокомпонентные (простые) – состоящие исключительно из белка, обладающего каталитическими свойствами; двухкомпонентные (сложные) – состоящие из белковой части (апофермента) и небелковой части (простетической группы) Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 84 Простетические группы, легко отделяющиеся от белковой части фермента называют коферментами (французский биохимик Г. Бертран). В качестве простетической группы выступают: ◦ ◦ Примеры ферментов: ◦ ◦ Молекулы витаминов; Остатки фосфорной кислоты. Однокомпонентный – пепсин желудочного сока; Двухкомпонентные – каталаза (расщепляет перекись водорода), нитратредуктаза (окисляет нитраты до нитритов). Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 85 1. 2. Отличие от химических катализаторов: Для ферментов характерна высокая специфичность (сахараза разлагает сахарозу и не действует на родственные дисахариды, например, мальтозу) и чрезвычайная согласованность: продукты катализа одного фермента становятся субстратом для другого. Скорость ферментативной реакции велика и в несколько раз больше химического катализа: 1 моль ионов железа при 0°С в течение 1 с разлагает 0,00001 молей перекиси водорода, а 1 моль каталазы при этих же условиях – 100000 молей перекиси водорода. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 86 3. Отличие от химических катализаторов: Ферменты очень лабильны, т.е. зависят от ряда факторов: концентрации водородных ионов, температуры, окислительно-­‐восстановительных условий, концентрации метаболитов (продуктов обмена веществ), ионов металлов и т.п. В настоящее время известно более 2 тыс. разных ферментов. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 87 1) Классификация: Оксидоредуктазы (окислительно-­‐ восстановительные ферменты) – катализируют окислительно-­‐ восстановительные реакции (дегидрогеназы – отнимает водород от конкретного вещества и передает другому веществу, оксидазы – отнимает водород от конкретного вещества и передает кислороду воздуха). Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 88 • 2) Классификация: Трансферазы (ферменты переноса) – катализируют перенос целых атомных группировок (остатков фосфорной кислоты, остатков моносахаридов и аминокислот, аминных или метильных групп) от одного соединения к другому: фосфотрансфераза, аминотрансфераза. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 89 • 3) Классификация: Гидролазы – катализируют расщепление сложных органических веществ при участии воды до более простых, т.е. гидролиз: эстеразы катализируют реакции расщепления и синтеза сложных эфиров, карбогидралазы катализируют гидролиз и синтез гликозидов, ди-­‐, три-­‐, полисахаридов. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 90 • 4) Классификация: Лиазы – катализируют реакции негидролитического отщепления каких-­‐ либо групп от субстратов, при этом образуются двойные связи иди наоборот , происходит присоединение группы к двойной связи: катализируют отщепление воды, углекислого газа, аммиака. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 91 • 5) 6) Классификация: Изомеразы – катализируют превращение органических соединений в их изомеры. Лигазы (синтетазы) – катализируют соединение двух молекул, сязанное с расщеплением пирофосфатной связи в аденозинтрифосфорной кислоты (АТР) или других нуклеозидтрифосфатов. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 92 Эти шесть классов подразделяются на подклассы и еще более мелкие группы. В новой классификации каждый фермент кроме рабочего (тривиального) названия имеет рациональное название и шифр, состоящий из четырех цифр: ◦ ◦ ◦ ◦ Класс; Подкласс; Еще более мелкая группа (подподкласс); Порядковый номер фермента в пределах данного подподкласса: 1.1.1.1. Алкоголь – НАД-­‐оксидоредуктаза. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 93 • • • Активность фермента измеряется единице ферментов Е, т.е. количество фермента, которое катализирует превращение 1 микромоля субстрата в минуту при заданных условиях: Температура 30 °С; рН среды, концентрация субстрата – оптимальны для данного фермента. Ферменты доцент кафедры ФХМСП Егорова З.Е. 94 Специфические физиологически активные вещества, вырабатываемые специальными эндокринными органами или тканями, секретируемые в кровь или лимфу и действующие на строение и функции вырабатывающего их организма вне места своего образования. Существует два типа классификации гормонов: 1. Гормоны объединяют в группы согласно их происхождению (щитовидной железы, надпочечников, половые, поджелудочной железы и т.д.) 2. Химическая классификация (стероидные, пептидные и прочие). Гормоны Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 95 Пример: Инсулин – при недостатке повышается содержание глюкозы в крови, глюкоза выделяется с мочой – сахарный диабет. Тироксин – гормон щитовидной железы, повышает основной обмен, тканевое дыхание, необходим для нормального зародышевого развития животного организма. Эстрогены – женские половые гормоны, необходимы для нормальной репродуктивной функции женского организма. Гормоны Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 96 • Пример: • Тестостерон – мужские половые гормоны (температура плавления 155°С), обуславливает нормальное развитие особей мужского пола, недостаток – ожирение, утрата волосяного покрова, усиление новообразования белков. • Гормоны характерны для животного организма. • Есть данные о наличие гормональных веществ у растений. • Например, в шишках хмеля. Гормоны Доцент кафедры ФХМСП БГТУ Егорова З.Е. 97 Гормоны белковой природы Инсулин (структура проинсулина) Соматотропин Белки мышц и соединительных тканей миозин коллаген Пептиды -­‐ токсины • Токсины бледной поганки Пептиды -­‐ антибиотки Получение генетически модифицированных организмов (ГМО) связано со «встраиванием» в ДНК растений или животных чужого гена от других организмов (бактерий, растений, животных или человека) с целью изменения свойств и параметров (т.е. производят транспортировку гена трансгенизацию) Почему ГМ-продукты могут быть опасными? Для выявления опасности ГМО важным является: • какие гены встраивают • какие белки образуются • какие технологии встраивания генов • и другие «Сложность технологии получения ГМ организмов сочетается с ее фантастическим несовершенством, что и является причиной наличия биологических рисков при коммерческом выращивании ГМО и использовании ГМ продуктов» (стр.5). Кузнецов В.В., Куликов А.М., Митрохин И.А. и Цыдендамбаев В.Д. «Генетически модифицированные организмы и биологическая безопасность». Экоинформ, №10, 2004. Для встраивания гена используют вирусы, плазмиды (кольцевые ДНК) и др., способные проникнуть в клетку организма и затем использовать клеточные ресурсы для создания множества собственных копий или внедриться в клеточный геном (как и «выпрыгнуть» из него) (World scientific statement…, 2000). Онкология и ГМО Doerfler W. Введение чужеродной ДНК в геном млекопитающих и его последствия: концепция онкогенеза. (The insertion of foreign DNA into mammalian genomes and its consequences: a concept in oncogenesis. Adv Cancer Res. 66, 313-44, 1995). Ewen S.W, Pusztai A. Эффект диеты, содержащей генетически модифицированный картофель с Galanthus nivalis лектином на тонкий кишечник (Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine. Lancet. 354, 9187, 1999). Трансгенный картофель Крысенок с опухолью, мать которого подкармливали трансгенной соей В корм крыс добавляли ГМ-­‐сою Динамика смертности от злокачественных новообразований 1993-­‐2003 12 Разные органы гортань число случаев 10 пищевод 8 ободочная кишка 6 прямая кишка 4 поджелудоч ная железа 2 0 1993 1999 2000 2001 2002 2003гг предстатель ная железа Динамика заболеваемости злокачественными новообразованиями 1993-­‐2003гг гортань 20 пищев од 15 ободочная кишка прямая кишка 10 предстательная железа 5 Разные органы. Женщины 0 1993 1995 1996 1998 1999 2000 2001 2002 2003 14 Число заболеваний Число заболеваний Разные органы. Мужчины 12 10 пищев од 8 легкие 6 ободочная кишка прямая кишка 4 матка 2 0 1993 1995 1996 1998 1999 2000 2001 2002 2003 ГМ картофель А. Pusztai (Великобритания, 1998) (ГМ-картофель с геном лектина подснежника) угнетение иммунной системы, уменьшение веса и патологические изменения во внутренних органах у крыс: разрушение печени, изменения зобной железы и селезенки. S. Ewen и A. Pusztai (Великобритания, 1999) - изменения в желудочнокишечном тракте крыс: быстрая пролиферация клеток слизистой оболочки. Институт питания РАМН в России (ГМ-картофель, и Russett Burbank, устойчивый к колорадскому жуку) (1998) - морфологические изменения в печени, почках, толстой кишке; понижение гемоглобина; усиление диуреза; изменение массы сердца предстательной железы у крыс. ГМ-соя (RR, линия 40.3.2) M. Malatesta с соавторами (Италия, 2002, 2003) - изменения в печени, поджелудочной железе и семенниках у подопытных мышей. И. Ермакова (Россия, 2005-2006) – повышенная смертность новорожденных крысят в первом поколении. Патологические изменения в печени и семенниках у взрослых самцов. ГМ-горох V. Prescott с соавт. (Австралия, 2005) воспаление легких и изменения состояния иммунной системы у мышей. ГМ-кукуруза Seralini et al., 2007 Патологические изменения в печени, почках, поджелудочной жнлезе и др. Чужеродный генетический материал попадает в клетки кишечника, потом в белые кровяные тельца и разносится по всему организму, проникая в клетки разных органов. Из лекции Werner Muller «Влияние чужеродных ДНК/РНК на иммунную систему человека в связи с генетически модифицированными растениями Nov. 21st 2007. В экспериментах была использована соя, устойчивая к раундапу (Roundup-Ready soya, линия 40.3.2) в виде: 1. СОЕВАЯ МУКА -Генетически модифицированная соя, устойчивая к гербициду раундапу (Roundup-Ready (RR) soya), линия 40.3.2. Трансген CP4 EPSPS (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase, from Agrobacterium sp., strain CP4). Поставщик компания ADM (Archer Daniels Midland, USA), Нидерланды. -Традиционная соя (Arcon SJ 91-330). Поставщик: компания ADM, Нидерланды. - Изолят белка ГМ-сои (RR, линия 40.3.2). Поставщик ADM, США. 2. СЕМЕНА -Генетически модифицированная соя, Аргентина -Традиционная соя, Волгоградская обл. 3. СОЕВЫЙ ШРОТ -Генетически модифицированная соя, Аргентина -Традиционная соя 4. ВИВАРНЫЙ КОРМ С ГМ-СОЕЙ • Контроль • Государственное управление Смертность крысят (данные 3-х серий экспериментов) 60 50 % 40 30 20 10 0 Контроль ГМ-соя 1 Изолят белка ГМ-сои Трад соя НЕГАТИВНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГМ-­‐ ПРОДУКТОВ Онкология Бесплодие Аллергия, токсикозы Ожирение Генетические уродства Неизвестные заболевания Исчезновение разных видов животных и растений • Разрушение окружающей среды • • • • • • • Трансгенные культуры за десять лет (1996-2006гг) не принесли никаких выгод (доклад в Европейском Союзе): -НЕ увеличили прибыли фермеров в большинстве стран мира; - НЕ улучшили потребительские качества продуктов; - НЕ спасли никого от голода; - НЕ уменьшили объем применения гербицидов и пестицидов, а, наоборот, увеличили; - НЕ принесли пользы окружающей среде; - сокращают биоразнообразие; - оказывают негативное воздействие на здоровье человека и животных. Новое заболевание Morgellon’s связывают с плазмидами агробактерий, используемых для внедрения создания ГМО Зоны, свободные от ГМО (ЗСГМО) в разных странах 1. Австралия — 5 штатов и один муниципалитет; 2. Австрия — полностью свободна от ГМО, 3. Бельгия — 39 муниципалитетов во Фландрии и 81 муниципалитет в Валлонии; 4. Болгария — г. Сатовча; 5. Великобритания — 60 ЗСГМО создано в Англии, 4 в Шотландии, Уэльс провозгласил себя свободным от ГМО; 6. Венгрия —запреты на выращивание некоторых ГМ-культур, 2 региона и десятки муниципалитетов свободны от ГМО; 7. Венесуэла —полностью свободна от ГМО; 8. Германия — запреты на выращивание некоторых ГМ-культур, фермерами создано 100 ЗСГМО общей площадью более 900 тыс. га с/х земель, 80 муниципалитетов объявили себя ЗСГМО; 9. Греция — страна полностью свободна от ГМО; 10. Индия — деревня в районе Варангал объявила себя свободной от ГМО; 11. Ирландия — 9 графств и 5 городов объявили себя свободными от ГМО, в стране действует сеть, объединяющая 1000 ЗСГМО разного уровня; 12. Испания —229 ЗСГМО различного уровня, 30 муниципалитетов; 13. Италия — 15 из 20 областей, 27 провинций и 2446 муниципалитетов; 14. Канада – 2 графства провинции Британская Колумбия; 15. Кипр — власти 6 из 9 муниципалитетов приняли декларации о придании им статуса ЗСГМО; 16. Люксембург —запреты на выращивание некоторых ГМ-культур, 17 из 116 муниципалитетов объявили себя ЗСГМО; 17. Нидерланды — муниципалитет Кюлемборга (провинция Утрехт); 18. Новая Зеландия — общая площадь 144 тыс.га. В целом, ЗСГМО созданы в 62 муниципалитетах и районах; 19. Польша — страна полностью свободна от ГМО; 20. Португалия — округ Алгарве, являющийся наиболее посещаемым туристическим местом, то же сделали 26 муниципалитетов; 21. Россия – 3 региона считают себя ЗСГМО, еще в 11 областях идет процесс; 22. Румыния —2 города и 24 общины объявили себя ЗСГМО; 23.Словения — на территории Альпы–Адрия, 23 муниципалитета объявили себя ЗСГМО; 24. США — 4 графства Калифорнии приняли решения о запрете ГМкультур, более 80 городов штата Вермонт выступили с призывами о моратории на выращивание ГМ-культур, в штате Мэн свободными от ГМО себя объявили 2 города и десятки фермерских хозяйств; 25. Филиппины — выращивание ГМ-культур запрещено на территории 3-х островов; 26. Финляндия —2 города и 2 муниципалитета ввели запрет на использование ГМО в общественных учреждениях; 27. Франция — более 1250 глав административных единиц провозгласили свои территории свободными от ГМО, 15 регионов и 6 департаментов также приняли декларации о ЗСГМО; 28. Хорватия — ЗСГМО являются 12 из 20 графств; 29. Чили – продажа продуктов питания, содержащих ГМО, в стране запрещена; 30. Швейцария — страна полностью свободна от ГМО, проведен общенациональный референдум; 31. Эфиопия — штат Гамбелла объявлен зоной, свободной от ГМО; 32. Япония — с/х территория более 5 тыс. га. Из книги «Зоны, свободные от ГМО. Опыт России», 2008г., Ред.В.Копейкина. ОРГАНИЧЕСКОЕ ЗЕМЛЕДЕЛИЕ В мае 2007 года на конференции ООН «Органическое сельское хозяйство и продовольственная безопасность» в Италии было заявлено, что крупномасштабный переход мирового сельского хозяйства на органические технологии может не только остановить голод, но и улучшить состояние окружающей среды. Эксперты подсчитали – при помощи этого вида сельского хозяйства вполне достижимы 4,381 Ккал на человека в день, что намного больше существующего уровня производства – 2,786 Ккал. В странах ТС • Информирование населения об опасности ГМО. • Есть зоны, свободные от ГМО: 3 региона считают себя ЗСГМО, еще в 11 областях идет процесс создания зон. • Разрабатываются новые способы введения генов • Начинает развиваться органическое земледелие • Вводится маркировка на продуктах с ГМО. Особенно опасна генетически модифицированная соя (ГМ-соя), которую нельзя употреблять даже в небольших дозах Открытое письмо ученых мира всем правительствам относительно генетически модифицированных организмов (ГМО) Ученые чрезвычайно обеспокоены опасностью ГМО для окружающей среды, продовольственной безопасности, здоровья человека и животных и требуют моратория на распространение ГМ-организмов в соответствии с предупреждающим принципом*. (*Предупреждающий принцип для неприемлемых уровнях риска; обеспечивает правовую базу для Европейского Агентства пищевой безопасности) Письмо было подписано 828 учеными из 84 стран мира Open Letter from World Scientists to All Governments Concerning Genetically Modified Organisms (GMOs) The scientists are extremely concerned about the hazards of GMOs to biodiversity, food safety, human and animal health, and demand a moratorium on environmental releases in accordance with the precautionary principle. 1.9.2000