Протеин вики: Недопустимое название — SportWiki энциклопедия

Кормовая ценность вики и ее использование в рационах животных и птицы

Кормовая ценность вики и ее использование в рационах животных и птицы

1. Главная
2. Статьи
3. Кормовая ценность вики и ее использование в рационах животных и птицы

УДК: 636.085:636.086:636.084

А. Гаганов канд. с.-х. наук, ФГБНУ «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В. Р. Вильямса»

З. Зверкова канд. с.-х. наук, ФГБНУ «Федеральный научный центр кормопроизводства и агроэкологии имени В. Р. Вильямса». E-mail: [email protected]

Ключевые слова: вика, протеин, антипитательные вещества, синильная кислота, ингибиторы трипсина, цыплята-бройлеры.

Целесообразным является использование любого источника белка, способного покрыть его недостаток в рационах сельскохозяйственных животных.

Одним из таких источников белка является вика. Однако она не занимает соответствующих ее значению площадей в сельскохозяйственном производстве. Причиной этому служат объективные и субъективные обстоятельства. В статье дана сравнительная оценка химического состава и питательности зерна вики и других бобовых культур. Указаны причины, сдерживающие ее применение. Приведены результаты исследований по использованию вики в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы, нормы включения ее в состав рационов. Установлено, что по общей питательности и содержанию сырого протеина вика превосходит горох и кормовые бобы, но уступает узколистному люпину и сое. Наличие антипитательных факторов определяет уровень включения вики в рационы сельскохозяйственных животных и птицы. Зерно вики следует включать в состав рационов животных и птицы в количествах, проверенных на практике. На основании обобщенных данных литературы, а также проведенных во ВНИИ кормов экспериментов можно рекомендовать следующие нормы ввода зерна вики в комбикорма: коровы – 15 %, молодняк крупного рогатого скота – 20 %, поросята 2–4 мес – 10 %, откорм свиней – 15 %, свиноматки – 20 %, цыплята-бройлеры – 15 %, взрослая птица – 20 %,

Литература:

1. Бернхард С. Структура и функ­ция ферментов / С. Бернхард. – М.: Мир, 1971. – 334 с.

2. Булучевский С. Б. Питательная ценность различных сортов вики и использование ее при выращивании цыплят-бройлеров: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / С. Б. Булучевский. – М., 2005. – 16 с.

3. Вильнер А. М. Кормовые отравления сельскохозяйственных животных / А. М. Вильнер. – М.: Колос, 1966. – 448 с.

4. Воронцов Г. В. Кормовые достоинства зерна вики посевной и ее использование в рационах молодняка свиней при обогащении их биологически активными веществами / Г. В. Воронцов // Биологически активные вещества в животноводстве. – Торки, 1988. – С. 80‒84.

5. Зубарев Д. Г. Использование семян вики яровой в кормлении молодняка крупного рогатого скота / Д. Г. Зубарев // Сб. Актуальные проблемы заготовки и использования кормов. – Луговая, 2009. – С. 260‒266.

6. Косолапов В. М. Горох, люпин, вика, бобы: оценка и использование в кормлении сельскохозяйственных животных / В. М. Косолапов, А. И. Фицев, А. П. Гаганов, М. В. Мамаева. – М.: Угрешская типография, 2009. – 374 с.

7. Косолапов В. М. Нетрадиционные зерновые и зернобобовые культуры и их использование в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы / В. М. Косолапов, А. И. Фицев, А. П. Гаганов и др. – М.: ФГУ РЦСК, 2009. – 30 с.

8. Попов И. С. Протеиновое питание животных / И. С. Попов, А. П. Дмитроченко, В. М. Крылов. – М.: Колос, 1975. – 388 с.

9. Смурыгин М. А. Справочная книга / М. А. Смурыгин. – М.: Колос, 1977. – 368 с.

10. Томмэ М. Ф. Корма СССР. Состав и питательность / М. Ф. Томмэ. – М.: Колос, 1964. – 448 с.

11. Фицев А. И. Особенность белкового обмена у цыплят-бройлеров при скармливании вики яровой / А. И. Фицев, С. Б. Булучевский // Ветеринарный консультант. – 2005. – № 6. – С. 23‒25.

12. Фицев А. И. Качество протеина и содержание антипитательных веществ в зерне различных сортов вики яровой / А. И. Фицев, Ф. В. Воронкова, Л. М. Коровина // Доклады ВАСХНИЛ. – 2003. – № 1.  – С. 18‒20.

13. Фицев А. И. Методические указания по определению антипитательных веществ в зернобобовых культурах / А. И. Фицев. – М., 1990. – 41 с.

14. Фицев А. И. Повышение качества и эффективности использования зерна бобовых в рационах сельскохозяйственных животных / А. И. Фицев // Обзор ВНИИ ТЭИ. Агропром. – М., 1992. – 49 с.

15. Фицев А. И. Антипитательные факторы зернобобовых и их использование в рационах сельскохозяйственных животных / А. И. Фицев // Тр. ВНИИФБиП. – Боровск, 2005. – № 44. – С. 204‒229.

16. Чабб Л. Дж. Антипитательные факторы в кормлении животных / Л. Дж. Чабб // Новейшие достижения в исследовании питания животных. – М.: Агропромиздат, 1985. – С. 27‒48.

17. Aletor V. A. Nutritional and antinutritional characteristics of selected Vicia genotypes / V. A. Aletor, A. V. Goodchild, А. М. Abd, E. L. Moneim // Animal Feed Science Technol. – 1994. – No. 47. – Р. 125‒139.

18. Arscott G. H. Relationship of 2,5 diamino – 4,6 – diketopyrornidin, 2,4 – diamminobutyrik acid and a crude preparation of β-cyano-L- alanine to the toxicity of common and hairy vetch seed fed to chichs / G. H. Arscott, J. A. Harpe, J. Nutr // J. Nutr. – 1963. – No. 80. – P. 251‒254.

19. Castanon J. I. R. Substitution of fixed amounts of soybean meal for field beans (Vicia faba), sweet lupins (Lupinus albus) cull peas (Pisum sativum) and vetch (Vicia sativa) in diets for high performance laying Lengorn hens / J. I. R. Castanon, J. Perez-Lanzas // British Poultry Science. – 1990. – No. 31. – P. 173‒180.

20. Charalambous K. M. Narbon vetch (Vicia Narbonensis) as a potencial substitute of soybean meal in broiler diets / К. М. Charalambous, Р. Hadjigeorgiou, С. Parachritotbrou // Nicosia, 1999. – P. 9‒10.

21. Farran M. T. Performance of Broilers and Production and Egg Quality Parameters of Laying Hens Fed 60 % Raw of Treated Common Vetch (Vicia sativa) / М. Т. Farran, Р. В. Dakessian, А.Н. Darwish and all // Seeds. Poultry Science. – 2001. – Vol. 80 – No. 2. – P. 203.

22. Grela E. Wspolrzedna uprawa wiki siewnej z gorczyka czarna / Е. Grela, Т. Olszak // Hod. Rosl. – 1976.  – No. 3. – P. 17‒19.

23. Piech A. Materyaty XI Sesii Zywionowej / A. Piech, D. Jamroz, Z. Fritz // KNZ PAN Lublin. – 1975. – 95 p.

24. Wojcik S. Nasiona wyki jarej jako pasza bialkowa dla kurczat rzeznych. Roczniki naukowe zooteclmiki / S. Wojcik, K. Plaur // Polish journal of animal science and technology. – Warszawa, 1979. – P. 233‒239.

Актуальность темы. Обеспечение сбалансированного кормления сельскохозяйственных животных является одним из основных факторов, определяющих эффективность производства животноводческой продукции. В этой связи целе­сообразным является использование любого источника белка, способного покрыть его недостаток. Одним из таких источников белка является вика. Однако она не занимает соответствующих ее значению площадей в сельскохозяйственном производстве. Причиной этому служат объективные и субъективные обстоятельства. Использование вики на зернофураж ограничивается наличием в ее составе антипитательных веществ. Кроме этого, при кормлении животных, особенно моногастричных, важное значение имеет биологическая ценность белка, определяющаяся аминокислотным составом.

Результаты исследований и их обсуждение. По общей питательности и содержанию сырого протеина (табл. 1) вика превосходит горох и кормовые бобы, но уступает узколистному люпину и сое. Углеводы вики представлены в основном крахмалом. На долю сырой клетчатки приходится от 4,4 до 8,6 %. Содержание жира в зерне вики составляет 0,74‒1,75 %. По переваримости питательных веществ вика уступает только люпину узколистому и превосходит горох, кормовые бобы и сою [8].

Эффективность использования вики сельскохозяйственными животными, особенно моногастричными, во многом определяется ее биологической ценностью. Белок вики, как и других бобовых культур, является хорошим источником незаменимых аминокислот. По биологической ценности (60,13 %) он близок к белку кормовых бобов, превосходит узколистный люпин, но уступает гороху и сое. На долю незаменимых аминокислот приходится от 32,7 до 53,1 % от общего содержания протеина [6].

Одной из лимитирующих аминокислот в рационах моногастричных животных является лизин. По его количеству вика уступает сое, а по метионину превосходит многие бобовые культуры (табл. 2). Между биологической ценностью сырого протеина и содержанием лизина и метионина обнаружены высокие коэффициенты корреляции (r = 0,69±1 и r =0,68±11) [2].

Для Цитирования:

А. Гаганов, З. Зверкова, Кормовая ценность вики и ее использование в рационах животных и птицы. Главный зоотехник. 2018;3.

Полная версия статьи доступна подписчикам журнала

Для Цитирования:

А. Гаганов, З. Зверкова, Кормовая ценность вики и ее использование в рационах животных и птицы. Главный зоотехник. 2018;3.

ФИО

Ваш e-mail

Ваш телефон

Нажимая кнопку “Получить доступ” вы даёте своё согласие обработку своих персональных данных

Ваше имя

Ваша фамилия

Ваш e-mail

Ваш телефон

Придумайте пароль

Пароль еще раз

Запомнить меня

Информируйте меня обо всех новостях и спецпредложениях по почте

На указанный Вами номер телефона был отправлен код подтверждения.
Повторно запросить код можно будет через секунд.

Код подтверждения

На указанный Вами номер телефона был отправлен код подтверждения.
Повторно запросить код можно будет через секунд.

Код подтверждения

На указанный Вами номер телефона был отправлен код подтверждения.
Повторно запросить код можно будет через секунд.

Код подтверждения

Логин

Пароль

Ваше имя:

Ваш e-mail:

Ваш телефон:

Сообщение:

На сайте используется защита от спама reCAPTCHA и применяются Условия использования и Конфиденциальность Google

Использовать это устройство?

Одновременно использовать один аккаунт разрешено только с одного устройства.

На указанный Вами номер телефона был отправлен код подтверждения.
Повторно запросить код можно будет через секунд.

Код подтверждения

×

Мы перевели вас на Русскую версию сайта

You have been redirected to the Russian version

Мы используем куки

Вика яровая — выигрышное сочетание

Животноводство Растениеводство 19 мая 2020

Текст: А. В. Безгодов, канд. с.-х. наук, зав. отделом селекции и семеноводства озимых и яровых зерновых культур, ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный НИЦ Уральского отделения РАН»

Для увеличения объемов производства продуктов животноводства в стране особое значение имеет решение проблемы белкового корма. С этой целью необходимо, прежде всего, развивать растениеводческое направление, в том числе за счет расширения посевов и повышения урожайности много- и однолетних бобовых культур.

К таким растениям относятся горох, пелюшка, люпин, бобы и прочие, причем достаточно перспективной является вика яровая. Данные культуры вполне способны сформировать основу для получения кормового белка. В нашей стране потребность в зерне обозначенных растений составляет около 6 млн т, однако сейчас объем их производства оказывается в четыре раза меньше — только 1,6 млн т.

РАСШИРИТЬ ПРИМЕНЕНИЕ

Вика яровая — однолетняя бобовая культура, выращиваемая для получения зеленой массы, сена, сенажа и зерна. По кормовой ценности она почти не уступает многолетним травам — клеверу и люцерне. В ее семенах содержится в среднем от 27 до 35% белка, в соломе — 6–10%, сене — 18–22%, а в зеленой массе — 3,5%, причем данное вещество богато незаменимыми аминокислотами, в том числе лизином и триптофаном, и отличается высоким коэффициентом переваримости. Зеленая масса этого растения содержит меньший объем клетчатки по сравнению с другими зернобобовыми, долго не грубеет и охотно поедается любыми животными. В 100 кг этой смеси находится 0,16 кормовой единицы, в сене — 0,46 корм. ед. При этом о существенной продуктивности культуры свидетельствует высокая обеспеченность каждой кормовой единицы сырым и переваримым протеи­ном — 187–223 и 164–196 г соответственно.

В целях более широкого применения зерна вики в кормлении сельскохозяйственных животных ведется селекция, и создаются новые сорта с высокой урожайностью и низким содержанием в белке синильной кислоты при допустимом количестве ингибиторов трипсина. В частности, отечественными специалистами были разработаны зернофуражные сорта, пригодные для использования в качестве концентрированного корма, — Луговская 15, Люба, Луговская 85, Узуновская 15 и Луговская 98, включенные в реестр разрешенных для возделывания в Российской Федерации. Их можно рассматривать как дополнительный источник белкового сырья при включении в состав комбикормов в фермерских хозяйствах для цыплят-бройлеров, а также в кормосмесях собственного приготовления. Сейчас проводятся испытания новых сортов согласно утвержденному ГОСТ Р 54631-2011.

ПОДДЕРЖИВАЮЩИЙ КОМПОНЕНТ

Вика яровая посевная — светолюбивая культура длинного дня развития. При недостатке света у нее отмечаются усиленный рост стеблей, вытягивание корневой системы, снижение продуктивности цветения и плодоношения, уменьшение содержания в зерне наиболее ценных компонентов — белков, сахаров и крахмала. В молодом возрасте растения лучше переносят затенение, чем в более поздние фазы онтогенеза, причем максимально светочувствительный период — формирование и созревание бобов и семян. В фазу цветения из-за продолжительного и большого количества осадков нередко наблюдается поражение этой культуры корневыми гнилями. Последствия проявляются в виде замедления темпов роста, преждевременного отмирания нижних листьев, а затем увядания и усыхания целых растений. Зерна на таких экземплярах формируются щуплыми и больными в результате практически полного отсутствия реутилизации питательных веществ из вегетативных органов в генеративные, что приводит к снижению урожайности. В то же время продолжительный период без осадков во второй половине июня и в течение всего июля негативно влияет на налив бобов, что отрицательно воздействует на крупность и массу 1000 семян.

При выращивании на зерно вика склонна к полеганию, поэтому при уборке нередко возникают трудности. Данное явление обу­славливает необходимость выращивания этого растения с уплотняющей, поддерживающей культурой, в агрофитоценозе с которой во влажные годы будет снижаться поражение урожая корневыми гнилями и листовыми болезнями, а в сухие периоды — повышаться экологическая пластичность и стрессоустойчивость. Сегодня данная задача в сельскохозяйственном производстве не решена. Помимо этого, проведенные многочисленные исследования по комплексным посевам бобовых культур с ячменем и овсом показали, что в таких смесях злаковый компонент обычно доминирует над бобовым, в результате чего урожайность последнего по сравнению с показателями на одновидовых участках значительно снижается.

КОМПЛЕКС ОПЫТОВ

Несоответствие объемов производства вики возрастающим потребностям, низкая и нестабильная продуктивность по годам, неровность погодных условий как по сезонам, так и по зонам возделывания вызывают необходимость поиска принципиально новых технологий выращивания. По этой причине с 2015 года специалисты ФГБНУ «Уральский федеральный аграрный НИЦ Уральского отделения РАН» ведут научные эксперименты по полиморфным посевам зернобобовых культур в смеси с рапсом и горчицей. У этих капустных имеется более крепкий стебель, и в момент созревания семян в стручках их листовой аппарат полностью отмирает, что способствует большему поглощению солнечной энергии вторым компонентом. На таких вариантах доминирующей чаще оказывается бобовая культура.

Одни из полевых опытов на двувидовых посевах вики и рапса проводились в 2015–2018 годах на темно-серой лесной тяжелосуглинистой почве. Агрохимическая характеристика опытного участка: рН равнялся 5,5 единицы, гумус — 3,91%, НГ — 5,85 ммоль/100 г почвы, сумма поглощенных оснований — 27,4 ммоль/100 г почвы, N — 96 мг/кг, Р2О5 — 205 мг/кг, К2О — 82 мг/кг. Весной под предпосевную культивацию вносилось комплексное удобрение N30P30K30. Посев осуществлялся 13–15 мая с последующим прикатыванием и применением почвенного гербицида «Алгоритм» в дозе 200 г/га. Для борьбы с вредителями капустных культур семена обрабатывались инсектицидным протравителем. Также однократно предпринималось опрыскивание по вегетации против вредителей в фазу бутонизации и начала цветения рапса.

ПЛАНОВАЯ ПРОДУКТИВНОСТЬ

Исследования показали возможность возделывания вики посевной в полиморфных посевах с яровым рапсом. Такое сочетание позволило получать стабильный урожай зерна при уровне содержания бобового компонента от 56,8 до 67,7% по сорту Красноуфимская 49 и от 63,8 до 71,9% по сорту Ассорти. По сравнению с одновидовым посевом вики в полиморфных комплексах отмечалось увеличение общей продуктивности на 73,4–76,9% и 92,7–93,7% по двум обозначенным сортам. Кроме того, при высеве сортов вики укосного направления рапс как уплотняющая культура оказывал сильное влияние на повышение урожайности бобового компонента — она возрастала на 12,5–31,3% и 24,5–27,3% соответственно. Однако было отмечено, что для успешного возделывания вики яровой в полиморфных посевах с капустными культурами требуются правильный подбор сорта и соблюдение агротехники, поскольку на территории Российской Федерации выращивается большое количество сортов, обладающих ценными биологическими и хозяйственными качествами. Они проявляются только в конкретных почвенно-климатических зонах, в связи с чем некоторые сорта могут быть малопригодны для других территорий.

Следует отметить, что выращивание моделируемых смешанных агрофитоценозов является доступным и дешевым способом производства высококачественных семенного и фуражного материалов. Зерновая продуктивность таких комплексов определяется во многом набором компонентов. При этом биологическая эффективность возделывания культур в подобных посевах по показателю отношения земельных эквивалентов LER (Land Equivalent Ratio), являющемся наиболее распространенным критерием этого параметра, оказывается выше, чем в одновидовых. С его помощью делается расчет единицы земельной площади, необходимой для получения в монопосеве того количества каждой культуры, которое сформировалось на смешанном участке. Для этого урожайность вида A в комплексном посеве с B (Yab) делится на продуктивность культуры A при чистом высеве (Yaa). Отношение Yab/Yaa позволяет определить, сколько потребовалось бы земли для получения урожая Yab, если бы растения A выращивались раздельно. Такой же показатель вычисляется для культуры B. Критерий LER можно рассчитать по формуле, подразумевающей сложение соотношений Yab/Yaa и Yba/Ybb. Полученное значение обычно показывает, во сколько раз больше нужно территории для формирования такого же урожая исходных компонентов. При этом чем выше оказывается величина LER, тем эффективнее используется пашня.

СОРТОВЫЕ КОМБИНАЦИИ

Во время исследований также было установлено, что сорта вики яровой укосного использования Льговская 91 и Красноуфимская 49 показывали положительную аллелопатию при совместном выращивании с рапсом. В частности, отмечалось существенное возрастание урожайности бобовой культуры при снижении продуктивности капустной по сравнению со значениями в одновидовых посевах: объемы сбора вики повысились с 2,09 до 2,45–2,73 т/га, или на 17,2–30,6%. При этом производительность гектара пашни на бинарных вариантах увеличилась в 1,9–2 раза.

Использование сорта вики зернофуражного направления Люба в условиях Свердловской области в полиморфных посевах было менее эффективным относительно других сортов. Несмотря на то, что общая урожайность значительно возросла, с 1,16 до 1,91–2,19 т/ га, а эффективность использования пашни увеличилась в 1,4–1,6 раза, валовой сбор зерна этой культуры снизился до 0,76–0,98 т/га. По сравнению с иными вариантами возделывание этого сорта с полной нормой в смеси с рапсом не сокращало продуктивность бобовых, но приводило к существенному полеганию растений к моменту уборки. В то же время сорт вики зернофуражного направления Луговская 98 демонстрировал положительную аллелопатию при совместном выращивании с рапсом. Так, отмечалось значительное возрастание урожайности бобовой культуры при снижении продуктивности травянистых растений по сравнению с показателями на одновидовых полях. В полиморфных посевах продуктивность вики увеличивалась до 2,23 и 2,65 т/га, то есть на 33,5%, а эффективность гектара пашни — в 1,8–2 раза. Помимо этого, опыты показали, что в смешанных посевах вика оказалась менее склонна к полеганию, причем при его наступлении оставался воздушный коридор между почвой и отмершими растениями высотой от 20 до 30 см. Такие посевы практически не загнивали, более равномерно созревали, не затрудняли комбайновую уборку и гарантировали формирование качественных зерна и семян.

ЭЛЕМЕНТЫ МЕТОДА

На основе проведенных опытов была сформирована технология, позволяющая в условиях Свердловской области стабильно получать фуражное зерно вики с содержанием протеина на уровне 27,5–29,4% для сорта Луговская 98 и до 30,2% для сорта Люба в прохладные влажные годы, как, например, в 2018 году. Соответствующие цифры при благоприятных для культуры погодных условиях могут составлять 29,9–31,6 и 32,1–33,6%, при этом продуктивность гектара пашни возрастает в 1,5–2 раза. Основополагающими элементами технологии являются использование рапса Луч или других рано созревающих линейных сортов, а также вики Красноуфимская 49, Ассорти, Льговская 91, Луговская 98 или Люба. Норма высева капустной культуры составляет 1,25 млн всхожих семян на гектар, бобовой — 0,4–0,8 млн шт/ га, причем следует учитывать бонитет почвы: чем он выше, тем ниже число высеваемых зерен. Предусматривается обязательная обработка семян препаратами инсектицидного и фунгицидного действий. Кроме того, целесообразен ранний и одновременный срок внесения вики и уплотняющей культуры, причем требуется прикатывание почвы сразу после посева с использованием почвенного гербицида «Алгоритм» или «Команд» в дозе 200 г/га. Следует прибегать к инсектицидной обработке против клубенькового долгоносика и рапсового цветоеда, а в годы, когда затягивается созревание, необходима десикация или раздельная.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ВЫГОДА

Данная технология начала внедряться с 2017 года в ООО «БМК», расположенном в Богдановическом районе Свердловской области, где с площади в 59 га при посеве 1 мая викорапсового комплекса был получен урожай 2,7 т/ га при содержании бобовой культуры сорта Льговская 91 на уровне 77,8%. Кроме того, удалось произвести 119 т кондиционных семян. В 2018 году общая продуктивность смешанного посева составила 2,5 т/га, в том числе 2 т/га вики. В прошлом году на предприятии высевался сорт Льговская 22, и в полиморфном сочетании с рапсом общая урожайность равнялась 1,5 т/га, бобовых растений — 1,1 т/га. Снижение продуктивности было обусловлено нарушением методики: посев осуществлялся во второй половине мая по весновспашке.

Таким образом, использование рапса ярового в качестве уплотняющей и поддерживающей культуры для вики экономически выгодно, поскольку в таком случае ощутимо возрастает продуктивность пашни, увеличивается валовой сбор протеина, идет накопление биологического азота. Внедрение технологии полиморфных викорапсовых посевов дает гарантированное получение семян бобовой культуры с высоким коэффициентом размножения, причем во время сортировки зерна не возникнет трудностей, так как материал в зерновой смеси легко разделим. Значительное, превышающее отмечаемое в горохе, содержание протеина в семенах вики и внедрение в производство зернофуражных сортов этой культуры могут стать существенной опорой в выработке кормового белка в Свердловской области и других регионах Российской Федерации.

Тэги: вика яровая, рапс, горчица, корма

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Из Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Трехмерная диаграмма белка миоглобина, показывающая бирюзовые альфа-спирали. Этот белок был первым, структура которого была решена с помощью рентгеновской кристаллографии. Ближе к правому центру среди витков группа гема (показана серым) со связанной молекулой кислорода (красный)

Белки представляют собой молекулы с длинной цепью, построенные из небольших единиц, известных как аминокислоты. Они соединены пептидными связями.

Они представляют собой биохимические соединения одного или нескольких полипептидов, свернутых в круглую или волокнистую форму. ^[1]

Полипептид представляет собой одну линейную полимерную цепь аминокислот. Последовательность аминокислот в полипептиде исходит из последовательности ДНК гена. ^[2] Генетический код определяет 20 стандартных аминокислот. Вскоре после синтеза некоторые аминокислоты подвергаются химической модификации. Это изменяет укладку, стабильность, активность и функцию белка. Иногда к белкам присоединяются непептидные группы в качестве кофакторов.

Белки необходимы всем клеткам. Как и другие биологические макромолекулы (полисахариды и нуклеиновые кислоты), белки принимают участие практически во всех процессах в клетке:

1. Многие белки представляют собой ферменты, которые катализируют (помогают протекать) биохимические реакции и имеют жизненно важное значение для метаболизма.
2. Другие белки выполняют структурные или механические функции, например, в мышцах и клетках. Цитоскелет представляет собой систему каркасов, поддерживающих форму клетки.
3. Другие белки важны для передачи клеточных сигналов, иммунных ответов и деления клеток

Белки образуются в процессе, называемом «белковый синтез». Клетка считывает генетическую информацию ДНК и переводит ее в белок. У эукариот этот процесс начинается в ядре клетки и заканчивается на рибосоме. У прокариот все это делается в цитоплазме.

Яичные белки содержат много белка

Белки выполняют различные функции в зависимости от их формы и последовательности. Их можно найти в мясе или мышцах. Они используются для роста и восстановления, а также для укрепления костей. Они помогают создавать ткани и клетки. Они есть у животных, растений, грибов, бактерий и в организме человека.

Мышцы в основном состоят из белка. Когда белок переваривается, он расщепляется на аминокислоты. Затем эти аминокислоты можно использовать для создания нового белка. Белки составляют важную часть таких продуктов, как молоко, яйца, мясо, рыба, бобы, шпинат и орехи. Есть четыре фактора, которые определяют, что будет делать белок. Во-первых, это порядок аминокислот. Существует 20 различных типов аминокислот. Во-вторых, небольшие повороты в цепочке. В-третьих, как складывается вся конструкция. В-четвертых, состоит ли он из различных субъединиц. Молекулы гемоглобина, например, состоят из четырех субъединиц.

Вредные мутации[изменить | изменить источник]

Большинство белков являются ферментами, и мутации могут замедлить или остановить их работу. 50% случаев рака у человека вызваны мутациями в опухолевом супрессоре p53. ^{[3] [4]} р53 — белок, регулирующий деление клеток. ^[5]

Срок службы[изменить | изменить источник]

После образования белки существуют только в течение определенного периода времени. Затем они перерабатываются клеточным механизмом. Продолжительность жизни белка измеряется периодом его полураспада. Это охватывает широкий диапазон. Они могут существовать минуты или годы со средней продолжительностью жизни 1-2 дня в клетках млекопитающих.

Незаменимые аминокислоты[изменить | изменить источник]

Белки необходимы в рационе животных, поскольку они не могут производить все необходимые им аминокислоты (они могут производить большинство из них). Они должны получать определенные аминокислоты из пищи. Они называются незаменимыми аминокислотами . В процессе пищеварения животные расщепляют съеденный белок на свободные аминокислоты. Аминокислоты затем используются в метаболизме для производства ферментов и структур, необходимых организму.

Существует девять незаменимых аминокислот для человека, которые получают из пищи. Девять незаменимых аминокислот: гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан и валин. ^[6] Мясо содержит все необходимые человеку незаменимые аминокислоты; у большинства растений нет. Тем не менее, употребление в пищу смеси растений, таких как пшеничное и арахисовое масло или рисовые и бобы, обеспечивает организм всеми необходимыми незаменимыми аминокислотами. Соевые продукты, такие как тофу, содержат все незаменимые аминокислоты, как и лебеда, но это не единственный способ получить необходимый человеку белок.

Белки были впервые описаны голландским химиком Герардусом Йоханнесом Малдером. Йенс Якоб Берцелиус дал белкам свое название. ^[7] После него белки изучали сотни других ученых.

• Белковая структура
• Сворачивание белков
• Трансляция (генетика)

1. ↑ Дополнительную информацию по этой теме см. в разделе Структура белка.
2. ↑ более полное описание см. в разделе «Трансляция (генетика) и сплайсинг РНК».
3. ↑ Fersht, Alan 1999. Структура и механизм в белковой последовательности . Нью-Йорк: Фриман, стр. 1. ISBN 0716732688
4. ↑ Сидрански Д. и Хольштейн М. 1996. Annual Review of Medicine 47 , стр. 285.
5. ↑ Сурджет С; Хури М.П. & Bourdon J.C. 2013. Раскрытие роли вариантов сплайсинга p53 в злокачественных новообразованиях человека: клиническая перспектива. Онкотаргеты и терапия . 7 : 57–68. [1]
6. ↑ «Аминокислоты: Медицинская энциклопедия MedlinePlus».
7. ↑ Хартли, Гарольд (1951). «Происхождение слова« белок »». Природа . 168 (244): 244. Бибкод:1951Натур.168..244Н. дои: 10.1038/168244a0. PMID 14875059. S2CID 4271525.

• Белок Гарвардской школы общественного здравоохранения

Рекомбинантный белок – Wiki | Golden

Рекомбинантные белки в основном используются в фармацевтической и биотехнологической промышленности, но они также встречаются в моющих средствах, косметике, бумаге и используются в биологических исследованиях. рДНК, содержащая клонированный ген, вводится в клетки или организмы, где клонированный ген транскрибируется, создавая копию мРНК, которая транслируется в аминокислотную последовательность белка. Диабет лечат инсулином с 19 века.20-х годов, но до того, как рекомбинантный инсулин был лицензирован в качестве лекарственного средства в 1982 году, его очищали из поджелудочной железы коровы или свиньи. Сегодня рекомбинантный инсулин производится в бактериях Escherichia coli или дрожжевых клетках. В сыроварении используются ферменты, называемые сычужным ферментом, используемые для свертывания молока. Химозин, также известный как ренин, является одним из ферментов свертывания молока, который раньше извлекали из желудков телят, а теперь производят в виде рекомбинантного белка.

Системы экспрессии культивируемых клеток

Наиболее распространенными организмами, используемыми для экспрессии рекомбинантных белков для фармацевтического применения, являются культуры клеток бактерий, дрожжей и млекопитающих. Системы микробной экспрессии, такие как бактерии и дрожжи, быстрее и дешевле, чем системы млекопитающих, потому что микробные культуры растут быстрее, а среда для выращивания стоит 9На 0% меньше, чем среда для культивирования клеток, используемая для выращивания яичников китайского хомячка (CHO). Клетки млекопитающих более чувствительны к условиям культивирования. E. coli и S. cerevisiae являются наиболее популярными бактериями и дрожжами, используемыми для производства рекомбинантного белка, потому что они были настолько широко используемыми модельными организмами с большим количеством доступных инструментов синтетической биологии. Наиболее распространенными клетками млекопитающих, используемыми для производства рекомбинантных белков, являются клеточные линии яичника китайского хомяка и мышиной миеломы.

Клетки дрожжей и млекопитающих являются эукариотическими клетками, тогда как бактерии являются прокариотическими клетками. Различия между двумя типами клеток, такие как наличие ядра и связанных с мембраной органелл у эукариот, отсутствующих у прокариот, влияют на процессинг белков. Эукариотические клетки могут экспрессировать более крупные белки, такие как моноклональные антитела, состоящие из четырех субъединиц, и они секретируют полностью собранные белковые комплексы. Многодоменные белки, экспрессированные в E.coli , часто лишены активности.

Различные типы клеток добавляют различные типы модификаций белка после трансляции белка, например, гликозилирование. Гликозилирование и другие посттрансляционные модификации могут быть добавлены в качестве стадий обработки in vitro . Гликозилирование в клеточных линиях млекопитающих наиболее сходно с человеческим. Однако некоторые нечеловеческие посттрансляционные модификации, производимые в клетках млекопитающих, потенциально могут быть иммуногенными. Одобренные рекомбинантные терапевтические продукты были получены в эмбриональной почке человека 293 (HEK293) и линии клеток фибросаркомы HT-1080.

Дрожжи и млекопитающие могут секретировать активные белки в своей культуральной среде, но бактерии, такие как E. coli , накапливают белок внутри, и этот белок может быть нерастворимым. Из E. coli для сбора целевого белка необходим лизис клеток, процесс, который также высвобождает протеазы и эндотоксины, ферменты и молекулы, которые могут разлагать или загрязнять белковый продукт, а нерастворимые белки требуют дополнительных этапов обработки. Нерастворимость является основной причиной, по которой фармацевтические белки прекращают свое существование на ранних стадиях клинической разработки.

Штамм грамположительных бактерий Corynebacterium glutamicum не продуцирует эндотоксины и был разработан для выделения активных белков в культуральную среду. C. glutamicum использовался для производства как эукариотических, так и прокариотических белков, включая эпидермальный фактор роста человека и зеленый флуоресцентный белок (GFP). Система экспрессии на основе C. glutamicum под названием Corynex японской компании Ajinomoto Co., Inc.

Инсулин и глюкагон производятся промышленным способом в Saccharomyces cerevisiae дрожжевые культуры и используются в качестве лекарств для регулирования уровня сахара у людей с диабетом. Рекомбинантный человеческий инсулин также производится в дрожжах вида Komagatella phaffii (ранее классифицированном как Pichia pastoris ), который также используется для других рекомбинантных белков, таких как человеческий сывороточный альбумин, вакцина против гепатита В, интерферон-альфа 2b, трипсин и коллаген. Kluyveromyces lactis известен в пищевой промышленности тем, что секретирует бета-галактозидазу, которая используется для производства безлактозных продуктов, но также используется для производства рекомбинантных белков для пищевых и фармацевтических целей.

Выражение на растительной основе

Трансгенные растения и нетрансгенные растения используются для получения рекомбинантных белков. Трансгенные растения можно получить путем введения рДНК в растение путем трансформации, опосредованной Agrobacterium, или путем бомбардировки частицами с помощью генной пушки. Нетрансгенные растения, такие как табак и вигна, могут быть инфицированы рекомбинантным вирусом табачной мозаики или рекомбинантным вирусом мозаики вигны для введения продуцируемого гена. Рекомбинантную фитазу, фермент, используемый в кормах для животных, можно получить путем введения микробных генов фитазы в такие растения, как табак, рапс и соя. Гирудин, антикоагулянтный белок, используемый для лечения тромбоза, первоначально был выделен из пиявки 9. 0117 Hirudo medicalis и вырабатывается бактериями и дрожжами, но было показано, что он вырабатывается трансгенными растениями. Терапевтический белок человека, человеческий соматотропин, был получен в листьях табака после того, как рДНК была введена и интегрирована в ДНК хлоропластов листьев табака путем бомбардировки частицами.

Первый рекомбинантный белковый препарат из растений, появившийся на рынке в 2012 году, был произведен в культивируемых клетках моркови. Elelyso (талиглюцераза альфа) лечит симптомы лизосомной болезни накопления Гоше.

Растения имеют меньший риск заражения патогенными микробами по сравнению с системами экспрессии клеток млекопитающих или микробных клеток. Выращивание растений является менее сложным и менее дорогим, чем культура ell, а растительные белки могут быть экспрессированы в съедобных частях растений, что для некоторых продуктов может устранить необходимость в очистке. С другой стороны, существует возможность загрязнения растительных рекомбинантных белков гербицидами и пестицидами, а рост растений на открытом воздухе носит сезонный характер.