Cisteinas — alfa-aminorūgštis: savybės, funkcijos ir maisto priedo E920

Sužinokite viską apie cisteiną (Cys) — jo cheminę sandarą, biologines funkcijas, disulfidinius ryšius ir naudojimą kaip maisto priedą E920.

Cisteinas (sutrumpintai Cys arba C) yra α-amino rūgštis. Jo cheminė formulė HO₂ CCH(NH₂)CH₂SH. Cisteinas yra pusiau pagrindinė aminorūgštis, o tai reiškia, kad žmogus gali ją pasigaminti endogeniškai iš kitų aminorūgščių per tam tikras biochemines reakcijas. Cisteiną koduoja kodonai UGU ir UGC. Tiolinė cisteino šoninė grandinė dažnai atlieka fermentines reakcijas kaip nukleofilas. Tiolis oksiduojasi ir susidaro disulfidinis darinys cistinas, kuris yra svarbus daugelio baltymų struktūrose. Kai cisteinas naudojamas kaip maisto priedas, jo E numeris yra E920.

Struktūra ir cheminės savybės

Cisteino molekulėje yra amino ir karboksilo grupės, kaip ir kitose aminorūgštinėse molekulėse, tačiau jai būdingas šoninės grandinės tiolio (-SH) fragmentas. Ši tiolio grupė suteikia cisteinui stiprias redoksines savybes: ji gali būti oksiduojama iki disulfidinės jungties (-S–S-) formuojant cistiną arba gali dalyvauti redukcinėse reakcijose. Disulfidiniai tilteliai tarp cisteino liekanų stabilizuoja baltymų trimačius struktūras ir įtakoja baltymų tvirtumą bei funkciją.

Biologinės funkcijos

• Baltymų struktūra: disulfidiniai tilteliai tarp dviejų cisteino liekanų yra svarbūs baltymų konformacijai ir funkcijai.
• Antioksidacinė funkcija: cisteinas yra pagrindinis prekursorius glutathionui — vienam svarbiausių ląstelių antioksidantų, kuris apsaugo nuo oksidacinio streso.
• Fermentų aktyvumas: tiolio grupės gali būti katalitiškai aktyvios fermentų aktyviuosiuose centruose, veikiant kaip nukleofilai dalyvaujantys katalizėje.
• Metabolizmas ir sintezė: žmogaus organizmas gali sintezuoti cisteiną per transsulfuracijos kelią iš metionino, procesui reikalingas vitamino B6 (piridoksal-fosfato) kofaktorius.

Biosintezė ir genetika

Organizme cisteinas gali būti sintezuojamas iš metionino per transsulfuracijos kelią: metioninas pirmiausia perdirbamas iki homocisteino, o vėliau homocisteinas prisijungia prie serino ir susidaro cisteinas. Šis procesas priklauso nuo fermentų, kuriems reikalingas vitaminas B6. Cisteiną genetiniai kodonai UGU ir UGC įterpia į baltymus sintezės metu.

Maisto priedas E920 — naudojimas ir paskirtis

Cisteinas ir jo druskos naudojami maisto pramonėje kaip priedai (E920). Dažniausi panaudojimo atvejai:

• tešlos minkštinimas ir glitimo modifikavimas kepinių pramonėje — cisteinas gali lengvinti tešlos minkštinimą ir trumpinti minkymo laiką;
• aromatų pirmtakai — cisteinas tam tikrose reakcijose gali dalyvauti formuojant specifinius kvapus ir skonius (ypač termiškai apdorojamuose produktuose);
• maisto perdirbimo reakcijose – cisteinas gali veikti kaip redukuojanti priemonė.

Europos Sąjungoje ir kitose teritorijose cisteino naudojimas maisto priedu yra reglamentuotas: jis pripažintas teisėtu priedu su nurodytu E numeriu E920 ir taikomi tam tikri naudojimo apribojimai bei kokybės reikalavimai. Paprastai jo naudojimas ribojamas iki pragmatiškų koncentracijų, tinkamų konkrečiam produktui, laikantis geros gamybos praktikos (GMP).

Papildai ir medicininė reikšmė

• N-acetilcisteinas (NAC): tai acetilinta cisteino forma, dažnai naudojama kaip vaistinis preparatas bei maisto papildas. NAC naudojamas kaip mukolitikas (plaučių gleivių skiediklis) ir kaip antidotas esant paracetamolio (acetaminofeno) apsinuodijimui, nes padeda atkurti glutathiono atsargas.
• Antioksidacinė terapija: cisteinas (per NAC) gali padėti atstatyti ląstelės glutationo kiekį ir sumažinti oksidacinį stresą tam tikrose ligose ar įtampos būklėse.

Maistiniai šaltiniai ir rekomendacijos

Cisteinas yra gausus baltyminiuose maisto produktuose. Pagrindiniai šaltiniai:

• mėso produktai (pvz., vištiena, kalkių mėsa, jautiena);
• paukštiena ir žuvis;
• kiaušiniai;
• pieno produktai;
• ankštiniai augalai, riešutai ir sėklos;
• svogūnai ir česnakai — juose yra cisteino dariniai, kurie prisideda prie jų specifinio aromato.

Nėra atskiros visuotinės Rekomenduojamos dienos normos tik cisteinui; dažniausiai kalbama apie metionino ir cisteino kartu suvartojamo kiekio poreikį, nes organizmas gali vieną iš jų paversti kitu. Sveika ir įvairi mityba paprastai užtikrina pakankamą cisteino kiekį daugumai žmonių.

Saugumas ir šalutinis poveikis

• Maisto priedas E920 paprastai laikomas saugiu, kai naudojamas pagal pramonės ir teisės aktų reikalavimus.
• N-acetilcisteino vartojimas medicinoje paprastai yra saugus, tačiau didesnės dozėms gali pasireikšti pykinimas, viduriavimas, galvos skausmas arba odos išbėrimas. Retai gali pasitaikyti alerginės reakcijos.
• Asmenims su tam tikromis kvėpavimo takų ligomis (pvz., astma) reikėtų būti atsargiems, nes mukolitikai kartais gali sukelti bronchų spazmus; medikamentus reikia vartoti prižiūrint gydytojui.
• Kombinacijos su kitais vaistais ir konkrečios indikacijos reikalauja gydytojo konsultacijos.

Trumpas santrauka

Cisteinas — svarbi pusiau būtinoji aminorūgštis su unikaliu tiolio fragmentu, leidžiančiu dalyvauti redoksinėse reakcijose, stabilizuoti baltymų struktūras ir būti glutathiono prekursoriu. Jo naudojimas maisto priedu žymimas kaip E numeris E920. Medicinoje svarbi cisteino darinys N-acetilcisteinas, naudojamas kaip mukolitikas ir paracetamolio apsinuodijimo antidotas. Laikantis rekomenduojamų naudojimo sąlygų ir gydytojo nurodymų, cisteinas yra vertingas tiek biocheminei funkcijai, tiek pramoniniam panaudojimui.

Klausimai ir atsakymai

K: Kas yra cisteinas?

K: Ar cisteinas yra nepakeičiamoji aminorūgštis?

K: Kokie kodonai koduoja cisteiną?

K: Kokį vaidmenį atlieka cisteino šoninė tiolio grandinė?

K: Kas atsitinka, kai cisteino tiolis oksiduojasi?

K: Koks yra cisteino E skaičius, kai jis naudojamas kaip maisto priedas?

K: Ar cisteinas natūraliai randamas maisto produktuose?

Paieška pagal raidę