Cisteīns — aminoskābe: definīcija, īpašības, loma organismā un E920

Cisteīns (Cys) — svarīga tiola aminoskābe: definīcija, ķīmiskās īpašības, loma organismā, disulfīdi un izmantošana kā pārtikas piedeva E920.

Cisteīns (saīsināti Cys vai C) ir α-amīnskābe. Tā ķīmiskā formula ir HO₂ CCH(NH₂ )CH₂ SH.

Cisteīns ir daļēji neaizvietojama aminoskābe, kas nozīmē, ka cilvēks to var ražot. Cisteīnu kodē kodoni UGU un UGC. Tiola sānu ķēde cisteīna sastāvā bieži veic enzīmu reakcijas kā nukleofils. Tiols oksidējas, iegūstot disulfīda atvasinājumu cistīnu, kas ir svarīgs daudzu olbaltumvielu struktūrās. Cisteīnam, ko izmanto kā pārtikas piedevu, ir E numurs E920.

Ķīmiskās un fizikālās īpašības

Cisteīns ir sulfhidrilgrupu (tiola, −SH) saturoša aminoskābe. Svarīgākie parametri un īpašības:

• Molekulmasa: aptuveni 121,16 g/mol (L-cisteīns).
• Ķīmiskā struktūra: HS–CH₂–CH(NH₂)–COOH; aminoskābes var eksistēt kā L- vai D-formas, biologiski nozīmīgā ir L-forma.
• Sānu ķēdes pKa (tiola grupa): apm. 8.0–8.5, tāpēc fisioloģiskā pH apstākļos daļa tievu tiolu ir deprotonēta (reaktīva).
• Tiola grupa var oksidēties, veidojot disulfīdu saites (−S–S−) starp divām cisteīna vienībām, rezultātā rodas cistīns.

Bioloģiskā loma un funkcijas organismā

Cisteīnam organizmā ir daudzveidīgas funkcijas:

• Olbaltumvielu struktūra: disulfīda tilti starp cisteīna atlikumiem stabilizē proteīnu telpisko konformāciju — īpaši svarīgi keratīnā (matu, nagu, ādas struktūrā).
• Antioksidanta loma: cisteīns ir glutations (tripeptīds γ-Glu-Cys-Gly) sastāvdaļa; glutationam ir centrāla nozīme šūnu oksidatīvā stresa mazināšanā un detoksikācijā.
• Enzīmu katalītiskās vietas: tiola grupa bieži veic katalītisku funkciju kā nukleofils, tāpēc cisteīns ir svarīgs aktīvajās vietās daudzos fermentos.
• Sānu ķēdes modificēšana: cisteīna atlikumi var tikt modificēti (piem., S-nitrosilēšana, S-palmitoilēšana), kas regulē proteīnu funkciju un signālsignalizāciju.
• Metabolisms un detoksikācija: cisteīns piedalās sēra un taurīna metabolismā, kā arī palīdz detoksikācijā, piesaistot smagos metālus.

Biosintēze, kodēšana un uztura nozīme

Cilvēka organisms spēj sintētizēt cisteīnu no serīna, izmantojot homocisteīnu transsulfurācijas ceļu; tam nepieciešams folāts, B₆ vitamīns un metionīns kā sēra donors. Tāpēc cisteīns tiek uzskatīts par daļēji neaizvietojamu (kondicionāli neaizvietojamu) — pieaugušajiem parasti sintezējas pietiekami, bet bērniem, indikācijās ar akūtām slimībām vai zemu metionīna pieejamību var būt nepieciešams uztura ieguvums.

Galvenie uztura avoti: gaļa, piena produkti, olas, zivis, kā arī daži augu produkti (piem., sojas produkti, kviešu proteīni). Pārtikas bagātināšanas vai uztura papildināšanas veidā lieto arī N-acetilcisteīnu (NAC), kas ir cisteīna atvasinājums ar farmakoloģiskām īpašībām (mukolītisks līdzeklis, antidots paracetamola pārdozēšanas gadījumā).

Cisteīns pārtikā — E920

E920 jeb cisteīns tiek izmantots pārtikas rūpniecībā galvenokārt kā reduktors un mīklas mīkstinātājs (piem., maizē). Tā darbība palīdz ātrāk attīstīt glutēna struktūru, uzlabo mīklas apstrādātību un var saīsināt mīcīšanas laiku. Cisteīns kā pārtikas piedeva var tikt ražots dažādos veidos (fermentatīvi, ķīmiski) — avoti var ietvert dzīvnieku izcelsmes materiālus (piem., spalvas, mati) vai mikrobu fermentāciju; tas var būt nozīmīgs vegāniem/veģetāriešiem, tāpēc daži ražotāji norāda cisteīna izcelsmi uz etiķetes.

Regulējošie aspekti: E920 ir atļauts lietošanai daudzās jurisdikcijās, bet konkrēti ierobežojumi un marķējuma prasības var atšķirties. Kopumā cisteīns tiek uzskatīts par drošu pie noteiktiem lietošanas līmeņiem; dažiem cilvēkiem reta alerģiska reakcija vai pārejoša jutība ir iespējama.

Kliniskie aspekti un drošība

• Trūkums parasti nav izplatīts pie pilnvērtīga uztura, taču palielinātas vajadzības var rasties augšanas periodos, slimību vai traumu gadījumā.
• Pārmērīga pieeja no papildinājumiem nav uzskatāma par parastu risku, tomēr jāpievērš uzmanība atvasinājumiem (piem., NAC) un to mijiedarbībai ar medikamentiem; medikamentozās lietošanas gadījumā konsultējieties ar speciālistu.
• Cisteīna avots pārtikā (piem., no cilvēku matiem vai putnu spalvām) var radīt ētiskas vai uztura ierobežojumu problēmas, tāpēc daļa ražotāju norāda avotu uz produkta sastāva etiķetes.

Kopsavilkums

Cisteīns ir svarīga sulfhidrilgrupu saturoša aminoskābe ar nozīmīgu lomu proteīnu struktūras stabilizācijā (disulfīdu saitēs), šūnu redoksregulācijā (glutationa sintēze) un enzīmu funkcijā. Tā kondicionāli neaizvietojamā daba nozīmē, ka organisms parasti to spēj sintezēt, taču īpašos apstākļos nepieciešams papildu avots uzturā. Pārtikas rūpniecībā cisteīns (E920) tiek lietots kā rūpnieciska piedeva galvenokārt mīklas apstrādē; lietošanas drošība parasti tiek uzraudzīta ar normatīviem aktiem.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir cisteīns?

J: Vai cisteīns ir neaizstājama aminoskābe?

J: Kādi ir kodoni, kas kodē cisteīnu?

J: Kāda nozīme ir tiola sānu ķēdei cisteīnā?

J: Kas notiek, kad tiols cisteīnā oksidējas?

J: Kāds ir cisteīna E-numurs, ja to izmanto kā pārtikas piedevu?

J: Vai cisteīns ir dabiski sastopams pārtikas produktos?

Meklēt pēc burta