Самый маленький белок – 10 фактов о белках и полипептидах

Содержание

МЫШИНАЯ БЕЛКА, СРЕДА ОБИТАНИЯ, ОПИСАНИЕ, ПИТАНИЕ, ФОТО, ВИДЕО

МЫШИНАЯ БЕЛКА-САМАЯ МАЛЕНЬКАЯ БЕЛКА В МИРЕ

Наш мир такой прекрасный и невероятно красивый, что не хватает слов описать всю земную красоту. В этом мире уживается огромное количество существ, как больших, так и маленьких. И сегодня мы поговорим именно о маленьких существах нашей планеты – мышиные белки. Откуда же они появились? И почему такое название? Давайте разбираться вместе, начиная с характеристики.

Описание мышиной белки

Длина тела крохотной белки 6-7,5 см, ахвост достигает длины 5 см. Название свое белка получила, благодаря схожести размерами с мышью. И правда! По размерам не скажи, что белка, а самая настоящая мышь! Мордочка у белки вытянутая, ушки округлены и выделяются белкой каймой по краям. Окрас у взрослой особи бело-желтый на спине, брюшко полностью белое и оливковый оттенок по всему телу. Эти белки мало изучены, и являются большой редкостью.

ПИТАНИЕ И СРЕДА ОБИТАНИЯ МЫШИНОЙ БЕЛКИ

Чем питается мышиная белка

Питание мышиной белки особо ничем не отличается от питания других белочек. Она так же кушает кору деревьев, побеги деревьев, молодые веточки, разные ягоды, и маленьких насекомых. К сожалению, именно окрас белки выдает ее местонахождение хищникам, и уже в малом возрасте малыши оказываются в зубах и лапах врага, по этим и другим причинам, белку внесли в Красную Книгу.

Где обитает мышиная белка

Так как мышиная белка на данный момент является не изученной, то о ней довольно мало информации. Но все же, кое-что удалось узнать. Мышиные белки обитают в густых, тропических и влажных лесах Габона, около реки Конго, в Камеруне.

ВИДЕО: ДОКУМЕНТАЛЬНЫЙ ФИЛЬМ

В ДАННОМ ВИДЕО, ВЫ УЗНАЕТЕ, МНОГО ПОЛЕЗНОГО И ИНТЕРЕСНОГО В ДОКУМЕНТАЛЬНОМ ФИЛЬМЕ ДИКОЙ ПРИРОДЫ РОССИИ

pitomci.nemo.su

Интересные факты о белках

Не смотря на то, что белки – животные нам привычные, это не делает их менее интересными. Они до сих пор представляют огромный интерес для ученых и исследователей. Стоит отметить, что они практически не изменились за последние 50 миллионов лет. Именно столько они существуют на нашей земле. Эта статья познакомит вас с интересными фактами о белках.

1. Новорожденный бельчонок весит не более 50 грамм, при этом его рост не превышает одного дюйма. После рождения новорожденный не имеет ни зубов, ни волом.

2. 4 передние зуба у белки, как и у многих других грызунов, непрерывно растут. Это позволяет зубам не изнашиваться в процессе использования.

3. А известно ли вам, что белка является самым чистым грызуном? Самец белки тратит на много больше времени на уход за своей шерстью, нежели самка.

4. Африканские карликовые белки – самые маленькие среди своего рода. Длина от носа и до хвоста составляет всего 2,5 сантиметра.

5. На сегодняшний день в мире насчитывается 365 видов белок. Эти виды делятся на 7 семей. К ним так же относятся сурки, луговые собачки, а так же суслики.

6. Обоняние у белок развито просто превосходно. Только представьте: самец способен учуять запах самки на расстоянии одной мили.

7. На момент рождения бельчата абсолютно слепы. Видеть они не могут аж до 6 – 8 недель жизни. Естественно, что весь этот период они полностью зависят от своей матери.

8. Обычно спариваются белки в период зимы. Это время года для белок самое активное. На протяжении всего брачного периода именно самец бегает за самкой и пытается привлечь к себе внимание.

9. Спариваются белки всего два раза в год. Интересный факт: одна самка никогда не спаривается с одним и тем же самцом более одного раза.

10. Многим известно, что белка – летяга не способна летать в общепринятом смысле этого слова. Их крылья всего лишь позволяют им скользить от одного дерева к другому. Эти животные имеют хорошо развитое ночное зрение, что позволяет им безошибочно ориентироваться в темноте.

11. Стоит отметить, что эти животные весьма прожорливы. Всего за одну неделю белка употребляет пищу, масса которой равна массе ее тела.

12. У белок хорошо развиты задние лапы, передние же довольно коротки. Благодаря совместной работе лап, белка способна прыгать на расстояния примерно в 20 футов.

13. Удивительно то, что белка способна упасть с тридцати метровой высоты, при этом остаться совершенно невредимой. Не нанести серьезных травм при падении белкам позволяет не только строение их тел, а так же пушистый и красивый хвост, который белки используют для баланса, по принципу парашюта.

14.

Цвет меха у белки может быть разный: белый, серый, рыжий, коричневый и черный. Не сложно догадаться, что белки, имеющий черный окрас, имеют более высокую температуру, нежели все остальные, так как черный цвет лучше других поглощает тепло.

15. Взрослая особь живет в одиночестве. Исключение являются случаи в периоды сильных морозов. В это время белки гнездятся вместе для сохранения тепла.

Белку можно встретить на территории Африки, Азии, Европы и Америки. Продолжительность их жизни колеблется от двух до восьми лет. Они относятся к всеядным животным, так как их рацион составляют личинки насекомых, почки деревьев, луковицы растений, лягушки, шишки, орехи и мелкие птицы. Вес взрослой особи не превышает 2 килограмм, а рост – от 5 до 36 дюймов.

econet.ru

введение для айтишников / Habr

Приятно видеть, что хабравчане регулярно интересуется другими предметными областями – например, биологией (более конкретно – структурой и функцией биологических макромолекул). Однако некоторые посты (например, этот), вызывают у специалиста просто физическую боль из-за обилия совершенно диких фактологических ошибок. В этом посте мне хочется рассказать о структуре и функции белка. О том, что мы знаем и о том, чего не знаем, а так же об имеющихся в этой области вычислительных задачах, требующих решения и интересных IT-специалистам. Постараюсь рассказывать сжато и тезисно, чтобы информации было больше, а воды – меньше. Всех, интересующихся структурой белков, прошу под кат, там очень много букв.

1. Почему белки важны?

Как сказал Фридрих Энгельс, “Жизнь есть способ существования белковых тел”. В 19 веке еще не знали о роли ДНК в наследовании генетической информации, но утверждение дяди Фридриха в значительной мере справедливо до сих пор – основную работу в наших клетках совершают именно белки. Это и поддержание структуры (формы клеток), и химический катализ, и моторная функция (сокращение мышц, например), и транспорт (скажем, белок гемоглобин переносит кислород из легких в ткани и углекислый газ в обратном направлении) и сложные регуляторные функции по поддержанию постоянства внутренней среды (скажем, белковые гормоны и всякие внутриклеточные регуляторные системы) и многие другие. Словом, если в нашем организме что-то происходит, в это обязательно вовлечены белки (хотя и не только они).

2. Что такое белок?

С химической точки зрения белок – это линейный (неветвящийся) полимер, состоящий из монотонно повторяющихся одинаковых блоков «основной цепи», к которым приделаны различные «боковые группы». Так как блоки основной цепи несимметричны, вся полипептидная цепь белка имеет направление, различают N- и C-конец полипептидной цепи.

Длина цепи – от 70 до более чем 1000 мономеров (аминокислотных остатков), средняя длина для высших организмов – примерно 500-600 аминокислотных остатков, для бактерий эта величина будет меньше, скорее 300-400 остатков. Всего в природе существует 20 стандартных аминокислот, одинаковых и для бактерии и для человека, то есть из основной цепи могут торчать 20 разных боковых групп.

(Тут возможна поправка – некоторые химические группы могут быть модифицированны после синтеза белка, например, фосфорилированы. Однако это не рассматривается как другая аминокислота, а рассматривается как продукт модификации исходной. Так же у высших организмов возможно встраивание двух неканонических аминокислот, но это редкое событие. То есть, строго говоря, разных аминокислот 22, из них 20 основных и 2 редкие, плюс некоторые боковые группы могут быть изредка химически модифицированы).

Из поколения в поколение генетическая информация передается в виде ДНК, в ней есть так называемые «белок-кодирующие области». В этих местах ДНК однозначным образом (для ботанов – с точностью до альтернативного сплайсинга и редактирования РНК) закодирована информация о линейной последовательности аминокислот для синтеза данного белка, плюс в клетке есть соответствующие машины, способные синтезировать белок по информации, изначально закодированной в ДНК.

Так как белок – линейный полимер, собранный из 20 стандартных мономеров, его так называемую «первичную структуру» легко представить в виде строки, например так:

 
>small ubiquitin-related modifier 3 precursor [Homo sapiens]
MSEEKPKEGVKTENDHINLKVAGQDGSVVQFKIKRHTPLSKLMKAYCERQG
LSMRQIRFRFDGQPINETDTPAQLEMEDEDTIDVFQQQTGGVPESSLAGHSF

Это аминокислотная последовательность маленького человеческого белка в формате FASTA, первая строчка, начинающаяся с «>», описывает его название, после чего следует последовательность аминокислот в соответствии со стандартной кодировкой (например, М –метиони, S – серин и тд, всего 20 букв стандартного однобуквенного кода), слева – N-конец белка, справа – его С-конец. Для разных белков длина строки будет очевидно разной, так как белки имеют разную длину. Последовательности всех известных белков можно найти в открытом доступе здесь: www.ncbi.nlm.nih.gov

3. Структура белка

Хорошо, с первичной структурой разобрались, но разве белок работает в развернутом линейном виде? Конечно нет. Тут надо заметить, что со структурной точки зрения есть разные классы белков: глобулярные, мембранные и фибриллярные. Мембранные белки, как следует из названия, живут только в клеточных мембранах, для стабилизации их структуры нужно особое окружение мембраны, мы не будем их рассматривать в этом обзоре. Фибриллярные белки имеют простое регулярное строение, похожи на вытянутые волокна, они не растворимы в воде и выполняют структурные функции (например, из кератина состоят волосы, к фибриллярным белкам относится белок из натурального шёлка). Недавно стали выделять класс разупорядоченных белков – белков, не обладающих постоянной трехмерной структурой, либо приобретающих ее только на короткое время при взаимодействии с другими белками. Наиболее интересный с практической точки зрения класс белков, который мы и будем рассматривать – глобулярные водорастворимые белки, к этому классу относится большинство белков.

Линейная полипептидная цепь в воде способна самопроизвольно сворачиваться в сложную трехмерную структуру (глобулу) и только в таком свернутом виде белки могут выполнять химический катализ и прочую интересную работу. Поэтому нам принципиально важно знать именно трехмерную укладку белка, так как только на этом уровне становится понятно, как белок работает.

Вопрос: сколько трехмерных структур соответствует конкретному белку?
Ответ: Одна, с точностью до небольшой подвижности маленьких «разупорядоченных» петель. Известно ровно одно исключение, когда одной последовательности соответствуют 2 достаточно разные структуры, это прионы.

Вопрос: Почему у белка только одна трехмерная структура?
Ответ: для химического катализа нам нужно расположить соответствующие химические группы строго определенным образом в пространстве. Для этого нужна жесткая структура. То есть весь белок должен быть жестким, чтобы поддерживать химические группы аминокислот активного центра в нужных местах (в реальности многие белки состоят из двух и более жестких частей, которые могут двигаться друг относительно друга, это нужно для регуляции активности белка (аллостерическая регуляция), чтобы некий сигнал мог включать и выключать химическую активность белка-фермента). Чтобы структура была жесткой и стабильной, природа позаботилась о том, чтобы структура каждого белка соответствовала энергетическому минимуму данной системы атомов и этот минимум был настолько глубоким, чтобы белок из него не «выпрыгнул». Все другие, паразитные структуры, обладают большей энергией и белок все равно сваливается в энергетический минимум, соответствующий нативной структуре.

Вопрос: на чем держится трехмерная структура белка?
Ответ: если коротко, то в основном на большом количестве нековалентных взаимодействий. В принципе, химические группы белка могут образовывать: (1) водородную связь, эти группы есть и в основной цепи и у некоторых боковых групп, (2) ионную связь – электростатическое взаимодействие между разноименно заряженными боковыми группами, (3) Ван-дер-Ваальсово взаимодействие и (4) гидрофобный эффект, на котором держится общая структура белка. Суть в том, что в белке всегда есть гидрофобные ароматические остатки, им энергетически невыгодно контактировать с полярными молекулами воды, а выгодно «слипнуться» друг с другом. Таким образом, при сворачивании белка гидрофобные группы выталкиваются из водного окружения, «слипаясь» друг с другом и формируя «гидрофобное ядро», а полярные и заряженные группы, наоборот, стремятся в водное окружение, формируя поверхность белковой глобулы. Так же (5) боковые группы двух остатков цистеина могут образовать между собой дисульфидный мостик – полноценную ковалентную связь, жестко фиксирующую белок.

Соответственно, все аминокислоты делятся на гидрофобные, полярные (гидрофильные), положительно и отрицательно заряженные. Плюс цистеины, способные образовывать ковалентную связь между собой. Особыми свойствами обладают глицин – у него отсутствует боковая группа, сильно ограничивающая конформационную подвижность других остатков, поэтому он может очень сильно «гнуться» и находится в местах, где белковую цепь надо развернуть. У пролина же, наоборот, боковая группа образует кольцо, ковалентно связанное с основной цепью, жестко фиксируя ее конформацию. Пролины встречаются там, где надо сделать белковую цепь жесткой и негнущейся. Многие заболевания связаны с мутацией пролина на глицин, из-за чего структура белка слегка «плывет».

Вопрос: откуда вообще мы знаем о трехмерных структурах белка?
Ответ: из эксперимента, это абсолютно надежные данные.
Сейчас есть 3 метода для экспериментального определения структуры белка: ядерно-магнитный резонанс (ЯМР), cryo-EM (электронная микроскопия) и рентгеноструктурный анализ кристаллов белка.

ЯМР позволяет определить структуру белка в растворе, но он работает только для очень маленьких белков (для больших невозможно сделать деконволюцию).

Этот метод был важен для общего доказательства того, что у белка только одна трехмерная структура и что структура белка в кристалле идентична структуре в растворе. Это очень дорогой метод, так как требуется получить белок с изотопными метками.

Cryo-EM заключается в простой заморозке раствора белка и микроскопии. Минус метода – низкое разрешение (видна лишь общая форма молекулы, но не видно, как она устроена внутри), плюс плотность белка близка к плотности воды/растворителя, поэтому сигнал тонет в высоком уровне шума. В этом методе активно применяются компьютерные технологии работы с картинками и статистика для вытягивания сигнала из шума.

Отбираются миллионы картинок молекул белка, проводится разделение на классы в зависимости от ориентации молекулы относительно подложки, усреднение по классам, генерация eigenimages, новый раунд усреднения и так пока не сойдется. Потом из информации из разных классов можно восстановить трехмерный вид молекулы с низким разрешением. Если же есть внутренняя симметрия частиц (например, при cryo-EM анализе вирусов), то можно еще каждую частицу поусреднять в соответствии с операторами симметрии – тогда разрешение будет еще лучше, но хуже, чем в случае рентгеноструктурного анализа.

Рентгеноструктурный анализ – основной способ определения структур белка. Главный плюс – потенциально можно получить кристаллы даже очень больших комплексов из многих десятков белков (например, именно так была определена структура рибосомы – Нобелевская премия 2009 года). Минус метода – вначале нужно получить кристалл белка, но далеко не каждый белок хочет кристаллизоваться.

Зато после того, как кристалл получен, по дифракции рентгеновского излучения можно однозначно определить положения всех (упорядоченных) атомов в молекуле белка, этот метод дает самое высокое разрешение и позволяет в лучших случаях видеть позиции отдельных атомов. Было доказано, что структура белка в кристалле однозначно соответствует структуре в растворе.

Сейчас действует конвенция – если ты определил структуру белка любым из экспериментальных физических методов, структура должна быть помещена в открытый доступ в банк данных белковых структур (Protein Data Bank – PDB, www.pdb.org ), в настоящее время там находится более 90 000 структур (впрочем, многие из них повторяющиеся, например, комплексы одного и того же белка с разными малыми молекулами, такими, как лекарственные средства). В PDB все структуры лежат в стандартном формате, называющемся, внезапно, pdb. Это текстовый формат, в котором каждому атому структуры соответствует одна строчка, в которой указан номер атома в структуре, название атома (углерод, азот и тд), название аминокислоты, в которую входит атом, название цепи белка (A, B, C и тд, если это кристалл комплекса из нескольких белков), номер аминокислоты в цепи и трехмерные координаты атома в ангстремах относительно ориджина, плюс так называемые температурный фактор и заселённость (это сугубо кристаллографические параметры).

ATOM      1  N   HIS A  17     -12.690   8.753   5.446  1.00 29.32           N  
ATOM      2  CA  HIS A  17     -11.570   8.953   6.350  1.00 21.61           C  
ATOM      3  C   HIS A  17     -10.274   8.970   5.544  1.00 22.01           C  
ATOM      4  O   HIS A  17     -10.193   8.315   4.491  1.00 29.95           O  
ATOM      5  CB  HIS A  17     -11.462   7.820   7.380  1.00 23.64           C  
ATOM      6  CG  HIS A  17     -12.551   7.811   8.421  1.00 21.18           C  
ATOM      7  ND1 HIS A  17     -13.731   7.137   8.194  1.00 28.94           N  
ATOM      8  CD2 HIS A  17     -12.634   8.384   9.644  1.00 21.69           C  
ATOM      9  CE1 HIS A  17     -14.492   7.301   9.267  1.00 27.01           C  
ATOM     10  NE2 HIS A  17     -13.869   8.058  10.168  1.00 22.66           N  
ATOM     11  N   ILE A  18      -9.269   9.660   6.089  1.00 19.45           N  
ATOM     12  CA  ILE A  18      -7.910   9.377   5.605  1.00 18.67           C  
ATOM     13  C   ILE A  18      -7.122   8.759   6.749  1.00 16.24           C  
ATOM     14  O   ILE A  18      -7.425   8.919   7.929  1.00 18.80           O  
ATOM     15  CB  ILE A  18      -7.228  10.640   5.088  1.00 20.22           C  
ATOM     16  CG1 ILE A  18      -7.062  11.686   6.183  1.00 18.52           C  
ATOM     17  CG2 ILE A  18      -7.981  11.176   3.889  1.00 24.61           C  
ATOM     18  CD1 ILE A  18      -6.161  12.824   5.749  1.00 28.21           C  
ATOM     19  N   ASN A  19      -6.121   8.023   6.349  1.00 15.46           N  
ATOM     20  CA  ASN A  19      -5.239   7.306   7.243  1.00 14.34           C  
ATOM     21  C   ASN A  19      -4.012   8.178   7.507  1.00 14.83           C  
ATOM     22  O   ASN A  19      -3.431   8.715   6.575  1.00 18.03           O  
ATOM     23  CB  ASN A  19      -4.825   6.003   6.573  1.00 17.71           C  
ATOM     24  CG  ASN A  19      -6.062   5.099   6.413  1.00 21.26           C  
ATOM     25  OD1 ASN A  19      -6.606   4.651   7.400  1.00 26.18           O  
ATOM     26  ND2 ASN A  19      -6.320   4.899   5.151  1.00 31.73           N

Далее есть специальные программы, которые по данным из этого текстового файла могут графически отображать красивую трехмерную структуру молекулы белка, которую можно покрутить на экране монитора и, как говорил Гай Додсон, «дотронуться мышкой до молекулы» (например, PyMol, CCP4mg, старый RasMol). То есть смотреть на структуры белка просто – ставишь программу, загружаешь нужную структуру из PDB и наслаждаешься красотой природы.

4. Анализируем структуру

Итак, мы поняли основную идею: белок — линейный полимер, сворачивающийся в водном растворе под действием множества слабых взаимодействий в стабильную и единственную для данного белка трехмерную структуру, и способный в таком виде выполнять свою функцию. Различают несколько уровней организации белковых структур. Выше мы уже познакомились с первичной структурой – линейной последовательностью аминокислот, которую можно выписать в строчку.

Вторичная структура белка определяется взаимодействием атомов основной цепи белка. Как уже было сказано выше, в состав основной цепи белка входят доноры и акцепторы водородной связи, таким образом, основная цепь может приобретать некоторую структуру. Точнее, несколько разных структур (детали все-таки зависят от различающихся боковых групп), так как возможно образование разных альтернативных водородных связей между группами основной цепи. Структуры бывают такие: альфа-спираль, бета-листы (состоящие из нескольких бета-тяжей), которые бывают параллельными и анти-параллельными, бета-поворот. Плюс часть цепи может и не иметь выраженной структуры, например в районе поворота петли белка. Эти типы структур имеют свои устоявшиеся схематичные обозначения – альфа-спираль в виде спирали или цилиндра, бета-тяжи в виде широких стрелок. Вторичную структуру удается достаточно достоверно предсказывать по первичной (стандартом является JPred), альфа-спирали предсказываются наиболее точно, с бета-тяжами бывают накладки.

Третичная структура белка определяется взаимодействием боковых групп аминокислотных остатков, это и есть трехмерная структура белка. Можно представить себе, что вторичная структура сформирована и теперь эти спирали и бета-тяжи хотят уложиться все вместе в компактную трехмерную структуру, чтобы все гидрофобные боковые группы спокойно «слиплись» вместе в глубине белковой глобулы, сформировав гидрофобное ядро, а полярные и заряженные остатки торчали наружу в воду, формируя поверхность белка и стабилизируя контакты между элементами вторичной структуры. Третичную структуру изображают схематически несколькими способами. Если просто отрисовать все атомы, то получится каша (хотя когда мы анализируем активный центр белка, то мы хотим смотреть как раз на все атомы активных остатков).

Если мы хотим посмотреть, как устроен весь белок в общем, можно отобразить только некоторые атомы основной цепи, чтобы увидеть ее ход. Как вариант, можно нарисовать красивую схему, где поверх реального расположения атомов схематично нарисованы элементы вторичной структуры – так с первого взгляда видна укладка белка. После изучения всей структуры в общем, схематичном виде, можно отобразить химические группы активного центра и уже сосредоточиться на них. Задача предсказания третичной структуры белка – нетривиальная и в общем случае не решается, хотя может быть решена в частных случаях. Подробнее – ниже.

Четвертичная структура белка – да, есть и такая, правда не у всех белков. Многие белки работают сами по себе (мономеры, в данном случае под мономером имеется в виду одиночная свернутая полипептидная цепь, то есть белок целиком), тогда их четвертичная структура равна третичной. Однако достаточно много белков работает только в комплексе, состоящем из нескольких полипептидных цепей (субъединиц или мономеров — димеры, тримеры, тетрамеры, мультимеры), тогда вот такая сборка из нескольких отдельных цепей и называется четвертичной структурой. Самый банальный пример – состоящий из 4 субъединиц гемоглобин, самый красивый на мой взгляд пример – состоящий из 11 одинаковых субъединиц бактериальный белок TRAP.

5. Вычислительные задачи

Белок – сложная система из тысяч атомов, поэтому без использования компьютеров в структуре белка не разобраться. Задач, как решенных на приемлемом уровне, так и совсем не решенных, множество. Перечислю наиболее актуальные:

На уровне первичной структуры – поиск белков с похожей аминокислотной последовательностью, построение по ним эволюционных деревьев и тд – классические задачи биоинформатики. Главным хабом является NCBI — The National Center for Biotechnology Information, www.ncbi.nlm.nih.gov. Для поиска белков со сходной последовательностью стандартно используется BLAST: blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi

Предсказание растворимости белка. Речь идет о том, что если мы прочитаем геном какого-нибудь животного, определим по нему последовательности белков, переклонируем эти гены в кишечную палочку или baculovirus expression system, то окажется, что при экспрессии в этих системах примерно треть белков не будет сворачиваться в правильную структуру, и, как следствие, будет нерастворима. Тут выясняется, что большие белки на самом деле состоят из отдельных «доменов», каждый из которых представляет автономную, функциональную часть белка (несущую одну из его функций) и часто «вырезав» из гена отдельный домен, можно получить растворимый белок, определить его структуру и провести с ним опыты. Люди пытаются использовать машинное обучение (нейронные сети, SVM и прочие классификаторы), чтобы предсказывать растворимость белка, однако работает оно достаточно плохо (Гугл много чего покажет по запросу “protein solubility prediction” – есть много серверов, но по моему опыту все они работают отвратительно на моих белках). В идеале я хотел бы видеть сервис, который надежно сказал бы, где в белке находятся те самые растворимые домены, чтобы их можно было вырезать и работать с ними – такого сервиса нет.

На уровне вторичной структуры – предсказание той самой вторичной структуры по первичной (JPred)

На уровне третичной структуры – поиск белков со сходными трехмерными структурами (DALI, en.wikipedia.org/wiki/Structural_alignment ),
Поиск структур по заданной суб-структуре. Например, у меня есть расположение трех аминокислот активного центра в пространстве. Хочу найти структуры, которые содержать такие же три аминокислоты в таком же относительном расположении, либо найти структуры белков, мутирование которых даст возможность расположить нужные аминокислоты нужным образом. (гуглить «protein substructure search»)
Предсказание потенциальной подвижности трехмерной структуры, возможных конформационных изменений – normal mode analysis, ElNemo.

На уровне четвертичной структуры – предположим, известны структуры двух белков. Известно, что они образуют комплекс. Предсказать структуру комплекса (определить, как эти два белка будут взаимодействовать посредством shape matching, например). Гуглить «protein-protein docking»

6. Предсказание структуры белка

Выделил эту вычислительную задачу в отдельный раздел, ибо велика она, фундаментальна и не решается в общем случае.

Экспериментально мы знаем, что если взять белок, полностью развернуть его и бросить в воду, то он свернется обратно в исходное состояние за время от миллисекунд до секунд (это утверждение справедливо по крайней мере для небольших глобулярных белков без всяких патологий). Это значит, что вся информация, необходимая для определения трехмерной структуры белка, в неявном виде содержится в его первичной последовательности, поэтому так хочется научиться предсказывать трехмерную структуру белка по последовательности аминокислот in silico! Однако эта задача в общем случае не решена до сих пор. В чем же дело? Дело в том, что в первичной последовательности отсутствует в явном виде информация, необходимая для построения структуры. Во-первых, нет информации о конформации основной цепи – а она обладает значительной подвижностью, хотя и несколько ограниченной по стерическим причинам. Плюс каждая боковая цепь каждой аминокислоты может находиться в разных конформациях, для длинных боковых групп типа аргинина, это может быть больше десятка конформаций.

Что же делать? Есть достаточно известный хабравчанам самый общий подход, называемый «молекулярная динамика» и подходящий для любых молекул и систем. Берем развернутый белок, приписываем всем атомам случайные значения скоростей, считаем взаимодействия между атомами, повторяем до тех пор, пока система не придет в стабильное состояние, соответствующее свернутому белку. Почему это не работает? Потому что современные вычислительные мощности позволяют за месяцы работы кластера считать десятки наносекунд для системы из тысяч атомов, какой является белок, помещенный в воду. Время же сворачивания белка – миллисекунды и больше, то есть вычислительных мощностей не хватает, разрыв – в несколько порядков. Впрочем, пару лет назад американцы совершили некоторый прорыв. Они использовали специальное железо, оптимизированное для векторных вычислений и после оптимизации на аппаратном уровне у них за месяцы работы машины получилось посчитать молдинамику до миллисекунд для очень маленького белка и белок свернулся, структура соответствовала экспериментально определенной ( http://en.wikipedia.org/wiki/Anton_(computer) )! Однако праздновать победу еще рано. Они взяли очень маленький (его размер раз в 5-10 меньше среднего белка) и один из самых быстросворачивающихся белков, классический модельный белок, на котором изучалось сворачивание. Для больших белков время расчетов увеличивается нелинейно и потребуются уже годы, то есть еще есть над чем работать.

Другой подход реализован в Rosetta. Они разбивают последовательность белка на очень короткие (3-9 остатков) фрагменты и смотрят, какие конформации для этих фрагментов присутствуют в PDB, после чего запускают Монте-Карло по всем вариантам и смотрят, что получится. Иногда получается что-то годное, но в моих случаях через несколько дней работы кластера получаешь такой бублик, что возникает немой вопрос: «Кто писал их оценочную функцию, ставящую какую-то хорошую оценку вот этой загогулине?».

Есть инструменты и для моделирования вручную – можно предсказать вторичную структуру и попробовать вручную крутить ее, находя лучшую укладку. Некие гениальные люди даже выпустили игрушку FoldIt, представляющую белок схематично и позволяющую укладывать его, как-бы собирая головоломку (для интересующихся структурой – рекомендую!). Есть абсолютно официальное соревнование для предсказателей белковых структур, называемое CASP. Суть в том, что когда экспериментаторы определяют новую структуру белка, не имеющую аналогов в PDB, они могут не выкладывать ее сразу в PDB, а выставить последовательность этого белка на конкурс предсказаний CASP. Через некоторое время, когда все закончат свои предсказательные модели, экспериментаторы выкладывают свою экспериментально определенную структуру белка и смотрят, насколько хорошо сработали предсказатели. Самое интересное, что игроки FoldIt, не будучи учеными, как-то выиграли CASP у профессионалов моделирования белковых структур и предсказали структуру белка точнее. Однако даже эти успехи не позволяют утверждать, что проблема предсказания структуры белка решается – очень часто модель очень далека от реальной структуры.

Все это относилось к моделированию белков ab initio, когда нет никакой априорной информации о структуре. Однако очень часто бывают ситуации, когда для некоторого белка в PDB присутствует его отдаленный родственник с уже известной структурой. Под родственником подразумевается белок с похожей первичной последовательностью. Считается, что для белков со сходством по первичной последовательности больше 30% одинаковая укладка основной цепи (хотя одинаковая укладка наблюдалась и для белков, не проявляющих никакого статистически достоверного сходства по первичной последовательности). В случае наличия гомолога (похожего белка) с известной структурой, можно сделать «гомологичное моделирование», то есть попросту «натянуть» последовательность твоего белка на известную структуру гомолога, а потом погонять минимизацию энергии, чтобы как-то все это дело утрясти. Такое моделирование показывает хорошие результаты при наличие очень близких гомологов, чем дальше гомолог – тем больше ошибка. Инструменты для гомологичного моделирования – Modeller, SwissModel.

Можно решать и другие задачи, например, пытаться моделировать, что произойдет, если внести в белок ту или иную мутацию. Например, если заменить гидрофильную аминокислоту на поверхности белка на другую гидрофильную, то скорее всего структура белка не изменится вообще. Если заменить аминокислоту из гидрофобного ядра на другую гидрофобную, но другого размера, то скорее всего укладка белка останется той же, но слегка «съедет» на доли ангстрема. Если же заменить аминокислоту из гидрофобного ядра на заряженную, то скорее всего белок просто «взорвется» и не сможет свернуться.

Может показаться, что все не так уж и плохо и мы достаточно хорошо пониманием сворачивание белка. Да, мы понимаем кое-что, например до некоторой степени мы понимаем общие физические принципы, лежащие в основе сворачивания полипептидной цепи – они рассматриваются в замечательном учебнике Птицына и Финкельштейна «Физика белка». Однако это общее понимание не позволяет нам ответить на вопросы «Свернется ли данный белок или не свернется?», «Какая структура будет у этого белка?», «Как сделать белок с желаемой структурой?».

Вот одна из иллюстраций: мы хотим локализовать один из доменов большого белка, это стандартная задача. У нас есть фрагмент, который сворачивается и растворим, то есть это живой и здоровый белок. Мы же хотим найти его минимальную часть и начинаем методами генетической инженерии с обоих концов удалять по 2-3 аминокислоты, экспрессировать такой обрезанный белок в бактерии и смотреть его сворачиваемость экспериментально. Мы делаем десятки конструкций с такими маленькими делециями и видим такую картину – полностью растворимый и живой белок отличается от полностью мертвого и несворачивающегося на 3 аминокислоты. Повторюсь, это объективный экспериментальный результат. Проблема в том, что сейчас не существует вычислительного метода, который предсказал бы сворачиваемость белка хотя бы на уровне «да/нет» и сказал мне, где проходит граница между сворачивающимся и несворачивающимся белком, потому мы вынуждены клонировать и экспериментально проверять десятки вариантов. Это лишь одна из иллюстраций того, что наше понимание структуры белка весьма далеко от совершенства. Как говорил Ричард Фейнман, «Чего не могу воссоздать, того не понимаю».

Так что, господа программисты, физики и математики, нам еще есть над чем работать.

На этой оптимистичной ноте разрешите откланяться, благодарю всех, кто осилил сей опус.

Для глубоко знакомства с предметной областью рекомендую следующий минимум:
1) «Физика белка» Птицын и Финкельштейн. Большую часть материала Алексей Витальевич Финкельштейн выложил в онлайн, чем и рекомендую с благодарностью воспользоваться: phys.protres.ru/lectures/protein_physics/index.html (а я утащил оттуда несколько картинок)
2) Патрушев, «Искусственные генетические системы», особенно часть II «Белковая инженерия». Есть на торрентах в формате Djvu
3) Для информации, опубликованной в биологических научных журналах, есть официальный поисковик PubMed ( www.pubmed.org ) — у него стоит попросить почитать про «protein engineering» и тому подобное.

habr.com

Незаменимый белок или сушка: вход воспрещен. Список продуктов, богатых белком.

Для того, чтобы сбросить лишний вес или же удержать имеющийся необходимо изучить основы правильного питания. Из этой статьи вы узнаете, как правильно рассчитать рацион, чтобы поддерживать фигуру в желаемой форме и состоянии здоровья. На сегодняшний день каждый знает триаду важнейших компонентов, из которых и состоит наша пища: белки, жиры, углеводы. Качественная жизнедеятельность невозможна без достаточного количества оных.

Содержание статьи

Белки
Белок , от греческого «протео», что означает «занимающий первое место», или «первенствующий». Да-да, протеин это не химия, а всего лишь белок 🙂
Функции белка
строительная
Мембрана наших клеток состоит из белка, через них в клетки проникают полезные вещества и витамины, способствуя их росту, восстановлению и защищая их от разрушения. Если у вас ломкие волосы и ногти — это может быть следствие недостаточного потребления белка. Беременные женщины, кормящие матери, больные с ожогами, ранами и травмами нуждаются в первую очередь в белке.
Белок строит новые клетки (а соответственно и мышцы), заменяет износившиеся, участвует в обмене веществ.

защитная
Если организм не получает полноценное количество белка, то снижается уровень образования антител иммунной системы, что приводит к снижению иммунитета и уменьшению сопротивляемости организма инфекционным заболеваниям.
транспортная
Белки-переносчики участвуют в транспортировке кислорода, питательных веществ, гормонов по крови к клеткам организма , т.е. в обмене веществ (метаболизме).
гормональная
Все наши гормоны и ферменты включают в себя белок.

незаменимая
Источник незаменимых аминокислот.
Для нашего организма являются необходимыми 22 аминокислоты, из которых 12 – это заменимые аминокислоты и 10 – незаменимые. Даже исходя из названия, можно сделать вывод, что незаменимые аминокислоты — это те, которые заменить нечем (где лодка, капитан очевидность 🙂 ), они просто напросто НЕ синтезируются в нашем организме самостоятельно. В этом и есть их главное отличие от заменимых аминокислот.
Вредные упражнения в зале: разгибания ног, боковые наклоны, жим/тяга блока из-за головы, присед в Смите и другие
Рассмотрим поподробнее два вида белков
Полноценные (животные) белки – это белки, в составе которых присутствуют все незаменимые аминокислоты. Если же в белке отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота или она представлена в недостаточном количестве, то такой белок считается уже неполноценным.
Полноценные белки – это (в первую очередь) белки животного происхождения , которые содержатся в мясе, рыбе, морепродуктах, яйцах, молочке и сое. Да, соя хоть и растительного происхождения, но содержит полноценный белок. Злоупотреблять ею не стоит, но и в ужасе кричать «Ето ГМО!1!» тоже не нужно. Вполне достаточно употреблять ее пару раз в неделю для разнообразия меню.
Неполноценные белки – это белки растительного происхождения : орехи, бобовые, крупы и некоторые овощи. Например: чечевица, нут, горох, овес, ячмень, рис.
Растительная пища, богатая белком
Рацион питания следует выстраивать следующим образом: 50-60% всех потребляемых белков за день должны быть ПОЛНОЦЕННЫМИ , а значит, ЖИВОТНОГО происхождения и 40% — неполноценными . Так вы не перегрузите организм животной пищей и при этом получите все для него необходимое.
Эталоном по перевариванию белка организмом считается яйцо : белок из него усваивается на 97%, на 90% — белок из рыбы и курицы. На 80% — белок из мяса. На 60-70% — белок из бобовых и сои.
Полная и частичная амплитуда. Работа внутри амплитуды. Пампинг.

Польза
Относительно низкая калорийность .
Возьмите за правило питаться белковой пищей — мясом нежирных сортов птицы и животных: индейка, курица, постная говядина, телятина, кролик. Не обязательно есть только куриную грудку без соли, от сочных, куриных ножек вас не разнесет, уж поверьте, если вы сварите или запечете в духовке без масла. Так вы будете получать незаменимые аминокислоты и удовольствие от пищи.
Таблица белков продуктах
Низкий гликемический индекс.
При употреблении пищи, богатой белками, резкий подъем сахара в крови и выброса большого количества инсулина не происходит. Хотя в очередной раз напоминаем, что для похудения это не имеет никакого значения (подробно читайте в статье «Гибкая диета или резиновая? Сложные и простые углеводы»
Чувство сытости.
Белки перевариваются дольше, чем углеводы, поэтому вы дольше ощущаете себя сытым.

Продукты, богатые полноценным
Полноценный белок также называют высококачественным. Он содержится в мясе, рыбе, птице, сое, яйце, сыре и молочных продуктах. 8 незаменимых аминокислот, которые содержатся в полноценном белке:
1. триптофан;
2. лизин;
3. валин;
4. лейцин;
5. изолейцин;
6. фенилаланин;
7. метионин;
8. треонин;
9. гистидин (для детей).
Как было сказано выше, полноценные белки содержатся в продуктах животного происхождения, а также некоторой растительной пище (горох, фасоль, соя). Стоит отметить тот факт, что 200 г говядины или 200 г трески или 1,5 л молока способны обеспечить организм человека массой 70 кг всеми незаменимыми аминокислотами, так что совсем не обязательно употреблять дополнительно специальное спортивное питание (протеин, ВСАА, аминокислоты и т.д.). Наиболее богаты полноценными белками (до 20%) говядина, свинина, а также мясо кролика и птицы.
Говядина
Говядина содержит полноценные белки, в состав которых входят почти все необходимые организму заменимые и незаменимые аминокислоты. В среднем в ста граммах мяса содержится примерно от 18 до 25 граммов белка.Для употребления наиболее рекомендовано мясо высшего сорта (спина, грудинка, филе, огузок, оковалок, кострец).
Телятина
Телятина более нежная, чем говядина, включает больше полноценных белков и легче усваивается организмом. Телятина 1-ой и 2-ой категории содержит около 20% белка и 1- 2% жира.
Свинина
В свинине меньше соединительной ткани, чем в говядине, что обусловливает ее большую мягкость и нежный вкус. По сортам свинина делится на беконную, мясную и жирную; последняя содержит до 50% жира и всего 12% белка. В повседневном питании лучше использовать мясную свинину, содержащую в среднем 14% белка и 33% жира. При этом важно учесть, что вырезка свинины содержит 19% белка и 7% жира, а грудинка — соответственно 8% и 63%.
Мясо кролика
Это прекрасный диетический продукт, отличающийся высоким содержанием белка (21%), железа, витаминов группы В. В него входят в достаточном количестве калий, фосфор, магний и другие минеральные вещества
Курица
Мясо кур и бройлерных цыплят содержит более полноценные и лучше усвояемые белки, чем мясо. Белки куриного мяса имеют оптимальный набор незаменимых аминокислот. Количество жира в мясе кур и цыплят довольно велико (в среднем — 16- 18%), однако этот жир легко усваивается организмом, так как включает определенное количество ненасыщенных жирных кислот и обладает сравнительно низкой температурой плавления. Куриное мясо содержит необходимый набор минеральных веществ и витаминов.
Рыба
Рыба также является отличным источником высококачественного белка. Белки рыбы содержат все необходимые для организма незаменимые аминокислоты. В отличие от мяса в белках рыбы имеется в большом количестве такая важная незаменимая аминокислота, как метионин.
Преимуществом белков рыбы является низкое содержание соединительнотканных образований. Кроме того, белки соединительной ткани рыб представлены в основном коллагеном, который более легко переходит в растворимую форму — желатин (глютин). Благодаря этому рыба быстро разваривается, ткани ее становятся рыхлыми, легко поддаются воздействию пищеварительных соков, что обеспечивает более полное усвоение пищевых веществ.
Содержание белка в рыбе зависит в основном от ее вида. Так, макрурус содержит 7% белка, а тунец — 24%. В среднем, количество белка в рыбе составляет 16%: треска, хек, камбала, карп содержат именно такое количество белка.
Икра
Икра рыбы является ценным пищевым продуктом с высоким содержанием белка (до 30% и более) и жира (около 15%). Икра богата фосфором и калием, водо- и жирорастворимыми витаминами.
Яйцо
Куриное яйцо по сравнению с другими животными продуктами содержит самый полноценный белок, практически полностью усваивающийся организмом. Белок яйца содержит в наиболее оптимальных соотношениях все незаменимые аминокислоты. Жир яйца состоит из жирных кислот, в основном полиненасыщенных, и фосфолипидов, главным образом лецитина (1/3 общего количества жира), оказывающего благоприятное действие на обмен холестерина. Яйца богаты минеральными веществами, особенно фосфором, серой, железом, цинком. Они имеют достаточное количество жирорастворимых витаминов (витамина А столько же, сколько в сливочном масле, а витамина D — в 3,5 раза больше). Кроме того, в яйце довольно высокое содержание витаминов группы В.
Соя
Это единственный представитель растительного мира, который по качеству белка приравнивается к мясу. В сое белок полноценный. В ней содержатся фосфолипиды, линолевая и фолиевая кислоты, токоферолы, лецитин, холин, а также из нее вырабатывается лецитин, который играет особую роль в обеспечении жизнедеятельности организма. Например, главный «биохимический цех» нашего организма – печень – на 65% состоит из фосфолипидов, которые входят в состав лецитина, а эффективность работы сердца пропорциональна концентрации лецитина в сердечной мышце. Кроме того, соевые продукты – отличное диетотерапевтическое средство для больных диабетом, профилактическое – для людей, имеющих предрасположенность к онкологическим заболеваниям. Из сои делают соевое мясо — продукт, в котором мало жира и углеводов, при этом много белка (52 гр. на 100 гр.). Также из сои делают соевый сыр тофу, в нем 8,1 гр. белка на 100 гр., но при этом всего 73 ккал.
Соя — незаменимый продукт для получения качественного белка и разнообразия меню. Можно даже готовить соево-мясные котлеты, так их ценность возрастет за счет соевой клетчатки и лецитина. Для тех, кто переживает из-за сои статья «Соя: польза и вред. ГМО».
Молочные продукты
Самый простой и эффективный источник полноценного белка – это молочные продукты и молоко. Однако взрослому человеку молока требуется меньше, чем ребенку, к тому же многие его не могут усваивать. Дело в том, что в процессе взросления человеческий организм лишается тех необходимых энзимов, которые эффективно расщепляли молочный белок в детстве. Так что, если вы чувствуете после стакана молока тяжесть в желудке, то не стоит вливать его в себя, лучше отказаться от данного напитка и возможно даже от его производных.
Творог: польза, состав, калорийность. Как проверить творог на натуральность?
Таким людям рекомендуются любые кисломолочные продукты, где молочный сахар уже расщеплен кисломолочной флорой самого продукта. Кроме того, любой кефир, ряженка и пр. более богаты витаминами группы В, чем само молоко. Белки кисломолочных продуктов усваиваются лучше и быстрее, чем молоко. Скажем, если молоко через час после употребления усваивается на 32%, то кефир и простокваша — на 91%.
Не забывайте, что сухое молоко, которое широко применяется в пищевой промышленности, а также заменители масла или низкокалорийные сырные продукты из растительных жиров, внешне напоминающие молочные из-за действия эмульгаторов, не имеют к молоку отношения, не полезны и не содержат ценный молочный белок. Будьте внимательны и не позволяйте упаковке обдурить вас.
Караул, заливает или творог при похудении
Продукты, богатые неполноценным белком
Неполноценные белки – это белки растительного происхождения: орехи, бобовые, крупы и некоторые овощи.
В неполноценных белках те или иные незаменимые аминокислоты либо содержатся в незначительных количествах либо же полностью отсутствуют.
Многие растительные белки являются неполноценными, например: пшеница, ячмень, нут, горох, чечевица и др.
Они бедны такими аминокислотами как лизином, триптофаном, треонином и метионином. Продукты богатые неполноценным белком иначе называют низкокачественными (картофель, макароны, рис, хлеб, орехи, бобы).
Напоминаем, рацион питания следует выстраивать следующим образом: 50-60% всех потребляемых белков за день должны быть полноценными, а значит, животного происхождения и 40-50% —неполноценными. Так вы не перегрузите организм животной пищей и при этом получите все для него необходимое.
Норма белка (сколько белка потреблять)
Норма белка – это сколько грамм белка на 1 кг веса нужно употреблять. Мнений на этот счет великое множество: одни считают, что нужно исходить из расчета 1 г белка на 1 кг веса; другие возражают, что человеку нужно не менее 1,5 — 2г белка на 1 кг веса тела; третьи вторят предыдущим, что норма — 2,5- 3 г. 1 гр белка содержит 4 ккал.
Мы рекомендуем придерживаться среднего значения: при занятиях спортом: до 2 граммов белка на 1 кг массы тела, при отсутствии физических нагрузок: 1 грамм белка 1 кг массы тела.
Разумеется, если нет каких либо противопоказаний, болезней, нарушений обмена веществ и т.д.
Вред сушек
Диетологи всегда подчеркивают: не следует воспринимать сушку как один из вариантов похудения, подходящих большинству людей. Эту диету применяют «спортсмены» (извините, не поднимается рука бодибилдеров и фитнес бикини спортсменами называть), которые зачастую победу ставят выше собственного нормального самочувствия.
При этом нарушения хорошего самочувствия в процессе сушки — вовсе не редкость. Из-за недостаточного употребления углеводов организм ослаблен и истощен, у человека не хватает энергии на выполнение простых повседневных занятий, а длительные изматывающие тренировки забирают у него последние силы. Ограничение потребления жиров может привести к ломкости ногтей, выпадению волос и сухости кожи.
Все эти белковые диеты, сушки, диеты Аткинса — полный бред. Не вздумайте сидеть на них и портить свое здоровье! Подробнее о вреде таких диет читайте в статье «Что можно, а что нельзя есть»
Сушки и прочие супер белковые детоксы и диеты – это огромный вред для вашего организма, а те тренера, что вам их советуют – настоящие преступники ! Постоянно можно встретить на форумах вопросы от неопытных девчонок в стиле «начала худеть, пропали месячные», которые начитались про сушку у всяких фитнес бикини и решили стать как Усманова.
Так вот говорим еще раз и еще столько же раз скажем: если вы новичок в спорте, то сушить вам НЕЧЕГО .
Если вы занимаетесь дома фитнесом, зумбой, бодифлексом, йогой, по программе Джиллиан Майклс и т.д., сушить вам НЕЧЕГО.
Вам нужно сбрасывать вес, худеть, подкачиваться, все, что угодно, но только не сушиться. Сушка – удел профессиональных спортсменов бодибилдинга, нормальному, адекватному человеку это издевательство над организмом и здоровьем не нужно.
Но стоит отметить один важный нюанс. Очень редко можно встретить человека, который переедает белка (это касается всех, кто хочет похудеть или набрать мышечную массу). Как показывает практика, большинство не наоборот не получают необходимую норму белка для их организма. Как мы уже говорили, обычному человеку, не
ведущему активный образ жизни необходимо 1- 1,2 гр. белка на кг веса, спортсмену 1,5 — 2гр. и
более, в зависимости от вида спорта.

При эти учитывается чисто усваиваемый белок, а так как у разных белков резная усвояемость, можно сделать вывод, чтв большинства из нас не дополучают необходимую норму протеина.
Дорогой, я ускорила метаболизм или мифы о «раскрученном» метаболизме

Потребность белков возрастает:
Если вы заболели, а особенно после хирургического вмешательства, а также в период выздоровления.
Если ваша служба требует сильного физического напряжения.
В холодное время года, когда организм затрачивает больше сил на обогрев.
Если вы ребенок/подросток, т.к. происходит интенсивный рост и развитие организма.
Если вы выступающий спортсмен.
С чем употреблять белковую пищу
Самое лучшее сочетание — это классическое: углеводы + белок. Углеводы сберегают наш белок и незаменимые аминокислоты, содержащиеся в нем. При поступлении с пищей достаточного количества углеводов аминокислоты лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал.
Если не есть углеводы, то организм не растеряется и начнет образовывать их из аминокислот и глицерина. Данный процесс провоцирует кетоз, кислое состояния крови, если для образования энергии используются преимущественно запасы жира. Дальнейшее снижение количества углеводов может привести к нарушениям метаболических процессов.
Не бойтесь протеинов: протеин — это очищенный белок. Протеиновые комплексы представляют собой пищевую добавку с высоким содержанием белка, концентрация которого достигает 70–95%. Эффект протеина заключается в том, что перевариваясь в организме, протеин распадается на аминокислоты, из которых как раз синтезируются белковые молекулы организма, в том числе и мышечная ткань. Аминокислоты из протеина предотвращают разрушение мышц во время усиленных тренировок и способствуют активному росту мышц
До или после выпить протеиновый коктейль и скушать какой-нибудь небольшой фрукт — это лучшее, что вы можете сделать для своего организма.
Однако и сочетание белок + жиры также не является запрещенным.
Вообще, кушайте и особо на раздельном питании не заморачивайтесь: наш организм сам подскажет, какие сочетания продуктов для него хороши, а какие нет. Главное, понимать и слушать свое тело, а не икспертов в инстаграме. Не нужно бегать с калькулятором на кухню и уж точно не ешьте «как та самая бикиняша». Главное — это психологический комфорт, умеренность и контроль.
[Всего голосов: 0 Средний: 0/5]
kost-shirokaya.ru
Белка – описание, виды, чем питается, где обитает, фото
Белка (лат. Sciurus) – млекопитающее из отряда грызунов, семейства беличьих. В статье описано данное семейство.
вернуться к содержанию ↑
Белка: описание и фото
Обычная белка имеет длинное тело, пушистый хвост и длинные ушки. Уши белки крупные и вытянутые, иногда с кисточками на конце. Лапки сильные, с крепкими и острыми когтями. Благодаря сильным лапам грызуны так легко лазят по деревьям.
Взрослая белка имеет большой хвост, который составляет 2/3 всего тела и служит ей «рулем» в полетах. Она ловит им потоки воздуха и балансирует. Также хвостом белки укрываются, когда спят. При выборе партнера одним из главных критериев является именно хвост. Эти зверьки очень внимательны к данной части своего тела, именно хвост белки является показателем ее здоровья.
Размеры средней белки составляют 20-31 см. Гигантские белки имеют размер около 50 см, при этом длина хвоста равна длине тела. Самая маленькая белка, мышиная, имеет длину тела всего 6-7,5 см.
Шубка белки зимой и летом разная, так как этот зверек линяет два раза в год. Зимой меховой покров пушистый и плотный, а летом короткий и более редкий. Окрас белки неодинаковый, он бывает темно-бурый, почти черный, рыжий и серого цвета с белым животиком. Летом белки в основном рыжие, а зимой шубка приобретает голубовато-серый цвет.
Красные белки имеют коричневый или оливково-красный мех. Летом по бокам у них появляется черная продольная полоска, разделяющая живот и спину. На животике и вокруг глаз мех светлый.
У белок летяг по бокам тела, между запястьями и лодыжками имеется кожная перепонка, позволяющая им планировать.
Карликовые белки обладают серым или коричневым мехом на спинке и светлым на брюшке.
вернуться к содержанию ↑
Виды белок, названия и фото
Семейство беличьих включает в себя 48 родов, которые состоят из 280 видов. Ниже приведены некоторые представители семейства:
Белка Аберта;
Персидская или кавказская белка;
Огненная белка;
Обыкновенная летяга;
Белая белка;
Черная белка;
Японская белка;
Мышиная белка;
Индийская гигантская белка;
Обыкновенная белка или векша – единственный представитель рода белок на территории России.
Самая маленькая – это мышиная белка. Ее длина составляет всего 6-7,5 см, при этом длина хвоста достигает 5 см.
вернуться к содержанию ↑
Где обитает белка?
Белка - животное, которое обитает на всех континентах, кроме Австралии, Мадагаскара, полярных территорий, юга Южной Америки и северо-западной Африки. Белки обитают в Европе от Ирландии до Скандинавии, на большей части стран СНГ, в Малой Азии, частично в Сирии и Иране, в Северном Китае. Также эти зверьки населяют Северную и Южную Америку, острова Тринидад и Тобаго.
Белка живет в различных лесах: от северных до тропических. Большую часть жизни проводит на деревьях, превосходно лазая и прыгая с ветки на ветку. Следы белки можно найти и возле водоемов. Также эти грызуны обитают по соседству с человеком возле паханых земель и в парках.
вернуться к содержанию ↑
Что едят белки?
В основном, белка питается орехами, желудями, семенами хвойных деревьев: ели, сосны, кедра, лиственницы, пихты. Рацион белки включает в себя грибы и различные зерна. Кроме растительной пищи она может питаться различными жуками, лягушками, ящерицами, птенцами птиц. При неурожае и ранней весной белка ест почки на деревьях, лишайники, ягоды, кору молодых побегов, корневища и травянистые растения.
вернуться к содержанию ↑
Белка зимой. Как белка готовится к зиме?
Когда белка готовится к зиме, она делает множество укрытий для своих запасов. Она собирает желуди, орехи и грибы, может прятать пищу в дуплах, норах или вырывать ямы самостоятельно. Многие зимние запасы белки разворовываются другими животными. А про некоторые тайники белки просто забывают. Зверёк помогает восстановлению леса после пожара и увеличивает численность новых деревьев. Именно из-за забывчивости белок спрятанные орехи и семена прорастают и образуют новые насаждения. Зимой белка не спит, приготовив запас пищи еще осенью. Во время морозов она сидит в своем дупле, находясь в полудреме. Если же мороз небольшой, белка проявляет активность: может разворовывать тайники мышей, бурундуков и кедровок, находя добычу даже под полутораметровым слоем снега.
вернуться к содержанию ↑
Белка весной
Ранняя весна – самое неблагоприятное время для белок, так в этот период зверькам практически нечего есть. Запасенные семена начинают прорастать, а новые еще не появились. Поэтому белкам остается только питаться почками на деревьях и грызть кости погибших во время зимы животных. Белки, живущие рядом с человеком, часто навещают кормушки птиц в надежде найти там семечки и зерна. В весенний период белки начинают линять, происходит это в середине-конце марта, заканчивается линька в конце мая. Также весной у белок начинаются брачные игры.
вернуться к содержанию ↑
Размножение белок
Партнера белка выбирает только на сезон спаривания, так как эти зверьки скорее одиночки. Эти грызуны очень плодовиты и могут приносить до трех пометов за сезон. Все зависит от ареала обитания, плотности популяции и количества пищи. Во время гона возле самки собираются от 3 до 6 самцов. Они агрессивно ведут себя с конкурентами, пугают противника урчанием, устраивают погони, бьют по веткам и дерутся. Когда победитель останется один, происходит оплодотворение.
Самка белки строит отдельное гнездо для детенышей. Гнездо для будущего потомства больше и аккуратней жилища обычных белок. Стоит отметить, что она строит несколько таких гнезд для малышей. В случае опасности она переносит детенышей с места на место. Беременность белки длится от 35 до 38 дней. Детенышей может быть от 1 до 10.
Рождаются бельчата без волосяного покрова, слепые и с весом в 8 грамм. Только через 2 недели потомство белок обрастает волосками, а видеть они начинают через месяц.
До 50 дней бельчата кормятся молоком. Через 8-10 недель они покидают гнездо и отправляются в самостоятельную жизнь. Через год, а иногда и меньше, бельчата становятся половозрелыми белками. Приблизительно около 70-80% всей популяции белок состоит из молодняка.
вернуться к содержанию ↑
Сколько живут белки?
Белка живет максимум до 12 лет, но только в неволе. В лесу этот грызун может дожить до 4 лет, и даже это будет большой редкостью. Врагами белок являются куницы, совы, соболи, лисы и кошки. Белки, живущие в лесу, часто погибают от голода, эпизоотии, клещей, блох и остальных паразитов, а также могут быть переносчиками разных болезней, в том числе и бешенства. Болезни белок сильно сокращают продолжительность их жизни.
вернуться к содержанию ↑
Содержание белок в домашних условиях
Очень важно создать правильные условия для содержания белки. Белка – это активный грызун, поэтому нужно приобретать высокий вольер высотой около 1 метра, длиной и шириной около 0,5 метра. Домик белки следует поставить в тихое место, где отсутствуют сквозняки. В вольер нужно поместить гнездо либо скворечник, несколько веток, по которым белка будет прыгать, дощечки или полочки, на которых зверек будет сидеть.
Для хорошего самочувствия домашней белки, ее следует правильно кормить. Рацион белки должен включать сушеные или свежие грибы, желуди, фундук, кедровые орехи, различных насекомых. Также зверьку необходимы шишки с семенами, сережки ивы или осины, молодые листья березы. Ни в коем случае нельзя кормить это животное едой с вашего стола.
Помните, что домашняя белка – это все тот же грызун, поэтому ей необходимо давать мел или яичную скорлупу, чтобы избежать дефицита минеральных веществ.
Белку можно приучить кушать с рук. Так как этот зверек приспособлен прятать излишки пищи, она будет брать у вас столько, сколько вы будете предлагать.
Считается, что белкам нельзя давать арахис, как в сыром, так и в жареном виде, также неполезны для них соленые семечки.
вернуться к содержанию ↑
Интересные факты о белках
За недельный период белка может съесть пищу массой, равной массе собственного тела;
Самец белки тратит больше времени на уход за своей шубкой, чем самка. Белка считается самым чистым грызуном;
При падении с высоты до 30 метров белка не получит никаких повреждений. Это происходит благодаря строению тельца и большому хвосту, который служит ей как парашют.
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
nashzeleniymir.ru
Топ-10 самых интересных фактов из жизни белок
За счет своего внешнего вида, повадок и головокружительной скорости, белки всегда были интересны людям. Они обитают на всех континентах, кроме невероятно холодной Антарктиды, где им негде было бы добывать себе еду и Австралии, где без того хватает своих специфических животных. Между собой эти грызуны отличаются окрасом шерсти, некоторыми привычками и тем, что они употребляют в пищу. Их способности ни для кого не секрет, но ученые все равно продолжают собирать интересные факты про белок и делиться ими с остальными.
1.Белки нередко забывают о том, куда спрятали собранную собой еду. Но благодаря своей скорости, они быстро могут добыть и забить провизией новый тайник. В среднем это прыткое животное может выбрать все пригодное для пропитания из сосновых или еловых шишек на 3 месяца всего за один день. Для этого ему понадобится около 100-120 шишек.
2. Интересный факт о белке летяге – в воздухе она может планировать, пролетая около 50-60 метров. Между верхними и нижними лапками животного есть специальная мембрана, которая натягивается, когда белка расставляет свои конечности в разные стороны. Делает это она во время прыжка, что после позволяет ей небыстро планировать по воздуху и при желании даже поворачивать на 90 градусов в любую сторону.
3. Даже самая обычная белка, не обладающая возможностями летяги, не умрет и не разобьется, упав с высоты 50-го этажа. Всему причиной ее хвост, ведь он работает в качестве, как парашюта, так и некоего руля с помощью которого, она может менять направление своего прыжка или даже полета.
4. Интересный факт про белок из биологии заключается в том, что исследователи давно заметили, что белки самцы с большим интересом смотрят на тех самок, которые обладают наиболее пушистым и большим хвостом. Жиденькие хвосты их не привлекают.
5. Несмотря на свой сухопутный образ жизни и даже отчасти воздушный, эти зверьки также считаются великолепными пловцами. Главное для них это не намочить хвост, иначе это приведет к гибели маленького грызуна. Хвост как правило больше их туловища, и если какая-то волна или случайность приведет к тому, что он окажется под водой, то словно якорь потащит белку на дно.
6. Интересный факт из жизни белки состоит в том, что она за зиму съедает лишь четверть от того, что так усердно запасает летом и осенью. Наблюдатели определили, что вторая четверть достается птицам, словно подарок или внезапно найденный клад. Еще одна четверть отходит другим грызунам, а из той части, что не была найдена, зачастую вырастают новые красивые деревья.
7. Маленькие зверьки рождаются на свет с уже сформировавшимися, крепкими коготками, но при этом долгое время они продолжают оставаться полностью слепыми.
8. Среди интересных фактов о белках также известно, что рацион их не состоит лишь из растительной пищи, орехов, ягод и того, что они выбирают из шишек. Известно, что белки успешно едят птичьи яйца и самих птиц, изредка нападают на небольших грызунов, а иногда даже замахиваются на маленьких зайцев.
9. Для этих зверьков привычно находиться постоянно в одиночестве. Большую часть своей жизни они именно так и проводят, в поисках еды или на охоте, чередуя это со сном. Но в зимний период белки не против компании, поэтому в дупло нередко набивается от трех до пяти маленьких зверьков.
10. Также эти грызуны отличаются своей плодовитостью. За год белка-самка рожает трижды от 2 до 10 маленьких бельчат – интересный факт о белке обыкновенной.
do-slez.com
«Если вы едите мало белка, ваше тело быстрее стареет». Фитнес-диетолог о полезных и вредных белковых продуктах — citydog.by
В совместной с МТС рубрике «ЗОЖ» мы рассказываем, как менять свое тело и мысли. Сегодня задаем наивные вопросы диетологу о полезных и вредных протеинах и аминокислотах.
ПАВЕЛ БУРДЫНОВ
фитнес-диетолог, cоучредитель сети фитнес-клубов «Лиса»
Для чего нам вообще нужен белок?
– Человек – это белковая структура. Наши мышцы и внутренние органы состоят из белка и воды. Если вы регулярно едите меньше белка, чем нужно, клетки тканей не обновляются в нужной мере и с нужной скоростью. У вас замедляется обмен веществ, снижается иммунитет, гормональная система работает несбалансированно, тело физически слабеет и быстрее стареет.
Откуда столько шума вокруг протеинов?
– Мне кажется, причина – в моде на спортивную фигуру. Первым человеком, который прославился на весь мир благодаря своей физической форме, был Арнольд Шварценеггер. Каждый мальчишка в 90-х хотел выглядеть как Арнольд. Конечно, всем было интересно, как добиться таких результатов.
Оказалось, помимо тренировок с отягощениями нужно потреблять достаточно белковых продуктов. Когда человек тренируется, потребность в белке выше стандартной нормы. Чтобы организм мог восстанавливаться и прогрессировать после физической нагрузки, питание должно быть правильным и сбалансированным: на вредной пище мышцы никак не вырастить. Так в сознании людей начало закрепляться, что белок – это хорошо.
А ЕСТЬ «ПОЛЕЗНЫЕ» И «ВРЕДНЫЕ» БЕЛКИ? ВОТ УГЛЕВОДЫ, ГОВОРЯТ, ЕСТЬ…
– Белки можно разделить на животные и растительные. У продуктов из этих групп разная биологическая ценность. Чем она выше, тем больше показатель задержки азота в организме.
Все просто: чем выше биологическая ценность, тем меньше такого белка потребуется для роста мышц и вообще для нужд организма. Биологическая ценность – это два основных фактора: аминокислотный состав белка и показатель задержки азота в организме после того, как человек этот самый белок съел. Если азотистый баланс положительный, то наша мышечная масса растет. Если азотистый баланс в состоянии равновесия (сколько азота в организм поступило, столько и вышло), то мышечного роста не будет. При отрицательном балансе происходит самое неприятное – идет разрушение наших мышц. Нужно знать, что разные источники белка задерживают азот по-разному: какие-то это делают лучше, какие-то хуже, а какие-то в принципе не обладают этим нужным нам свойством.
Теперь про аминокислотный состав: в белках животного происхождения он значительно лучше, чем в растительных. Но это не значит, что растительный белок теперь нельзя употреблять. Просто подобрать нужное для организма сочетание аминокислот только из растительных продуктов сложно, в каждом из них есть какой-то недостаток (об этом ниже). Проще говоря, только на растительном белке получить красивую рельефную фигуру и объемные мышцы будет сложно.
Идеально сочетать и животные, и растительные белки, но предпочтение отдавать белкам животного происхождения. Золотым стандартом по качеству белка и степени усвояемости принято считать куриное яйцо, которое в среднем содержит 5-10 граммов чистого белка.

Из каких продуктов лучше всего получать белок?
– Из мяса птицы, рыбы и яиц. Эти продукты знакомы человеческому организму уже больше миллиона лет, поэтому они легко и быстро усваиваются.
На втором месте нежирные молочные продукты: молоко и творог. Их недостатки в том, что далеко не все взрослые люди способны переваривать молочку. Плюс к этому в молоке содержатся быстрые углеводы, от переизбытка которых можно набрать лишний вес. А еще молочные продукты могут сильно задерживать воду в организме. Это опасно для тех, у кого гипертония, проблемы с венами и отечность.
Свинина и говядина однозначно не лучшее решение для рациона. В этом мясе слишком много жиров.

Как посчитать, сколько мне нужно белка?
– Если хотите ориентироваться на примерные цифры, берите за основу 1 г белка на 1 кг веса. Для более точных подсчетов нужно учитывать пол, возраст, скорость обмена веществ, уровень физической активности, биологическую ценность потребляемого белка, состав диеты.
Возьмем для примера мужчину 22 лет, который весит 80 кг и хочет нарастить мышечную массу. Сначала определяем базовую потребность в белке, при которой его тело будет поддерживать нормальную жизнедеятельность: 80 г белка в день. Прибавим сюда еще 10 г белка для роста мышц. Учтем, что регулярные тренировки ускоряют обмен веществ. Поэтому добавим еще 40 г белка – это половина от базовой потребности. В сумме получим:
80 + 10 + 40 = 130 г
Это то количество белка, которое необходимо нашему атлету, чтобы он мог отлично прогрессировать и хорошо себя при этом чувствовать. И, конечно, не стоит забывать, что белки лучше употреблять вместе с углеводами, иначе прогресс будет хуже . Белки и углеводы гораздо лучше усваиваются вместе.
Простая аналогия: представьте, что ваши мышцы – это стройка. Белки здесь – кирпичи, углеводы – строители. Если не будет строителей, кирпичи сами не построятся в стену.
А если я буду есть еще больше белка?
– Это может плохо сказаться на работе печени и почек. Во всем важен баланс. Слишком большое количество просто не сможет усвоиться, и вы еще и впустую потратите деньги на продукты.
Правда ли, что за один раз организм не может усвоить много белка?
– Да, это правда. Оптимальный максимум, который нужно потреблять за раз, – 15–20 граммов белка, не больше. Считается, что сверх этой меры он просто не усвоится, так уж запрограммировано природой наше тело. Белок лучше есть как можно чаще и небольшими объемами, тогда его усвояемость будет предельной, а значит и прогрессировать спортсмен будет намного быстрее.
Конечно, если человек долго голодал или питался очень скудно, его истощенный организм и 60 граммов белка за раз усвоит. Но для большинства среднестатистических людей это вряд ли сработает.
Говорят, что организму тяжело переварить белок
– Это лишь чье-то мнение, не больше. Белок имеет более сложную структуру, чем другие компоненты питания. Да, организму нужно какое-то время, чтобы переварить белок, но нельзя сказать, что это для него прямо-таки тяжело. Это естественный процесс, который отточен за тысячи лет эволюции, и наш организм справляется с ним отлично.
Я ем много белка, но при этом чувствую голод. Это нормально?
– Хорошо насыщают организм углеводы, но никак не белки. Белки для него – строительный материал, а углеводы – это энергия, которая позволяет нам жить и работать весь день.
Как приходит чувство насыщения? Углеводы содержат в себе глюкозу, которая, попадая в кровь, вызывает инсулиновую реакцию. Под ее воздействием и появляется ощущение сытости. Белки такой реакции не вызывают. Именно поэтому спортсмены во время “сушки”, когда в рационе как раз много белка и мало (или совсем нет) углеводов, всегда чувствуют сильный голод.
А когда лучше есть белковые продукты?
– С утра и где-то до 14-15 часов дня пища должна содержать больше углеводов и меньше белков. К вечеру рацион должен смещаться в другую сторону. То есть чем позже, тем больше белка и меньше углеводов. Следуя этому правилу, вы будете хорошо себя чувствовать и отлично выглядеть.
Белковые диеты – это хорошо или плохо?
– Наш организм рассчитан на потребление определенного соотношения белков, жиров и углеводов в течение дня. Если мы едим много белковых продуктов, но при этом мало жиров и углеводов, он работает нестабильно, мы чувствуем усталость, нервозность, у нас пропадает настроение и желание что-либо делать. Диета, рацион которой состоит в только из белка, может помочь сжечь лишний жир, но слишком долго ее придерживаться нельзя: печень и почки «спасибо» точно не скажут. Как показывает опыт, крайности ни к чему хорошему не приводят. Поэтому жесткие диеты – это в любом случае не выход и тем более не долгосрочное решение проблем.

Я не добираю свою норму белка в день, но хочу подкачаться. Что мне делать?
– Если уж очень туго со временем, то в качестве альтернативы можно дополнить свой рацион спортивным питанием. Белковые смеси и аминокислотные комплексы помогут быстро увеличить количество белка в рационе. Но не стоит забывать, что спортивное питание – это только добавка, обычную пищу оно никогда полноценно не заменит.
Перепечатка материалов CityDog.by возможна только с письменного разрешения редакции. Подробности здесь.

ЧУП «Лабс Паблисити Груп», УНП 191760213
citydog.by