Структурные особенности расчетных формул для определения качества белка

Структура расчетных формул является прежде всего средством выражения в математической форме гипотезы разработчика о наиболее вероятной количественно-качественной взаимосвязи отдельных элементов белка (аминокислот) в едином комплексе и методе формализации указанной связи. Исходя из этого, при анализе структурных особенностей необходимо различать общие подходы и частные принципы создания соответствующих расчетных методов.

К общим подходам в первую очередь можно отнести методику сравнения аминокислотных шкал исследуемого и эталонного белков, базирующуюся на определении относительных величин для каждой анализируемой аминокислоты (принцип аминокислотного скора). При этом уровни указанных относительных величин будут определяться как абсолютными значениями соответствующей аминограммы исследуемого белка, так и аминограммой выбранного для сравнения эталона.

В случае частных принципов построения расчетных формул их систематизируют по признаку использования в них соответствующих математических операций. Т. об., различают следующие структуры формул: аддитивную, мультипликативную и смешанную.

К аддитивным расчетным формулам, строящимся на основе операции сложения, относятся методы вычисления суммарной величины незаменимых аминокислот (НАК) и заменимых аминокислот (ЗАК), а также ряд модифицированных методик, предполагающих определение указанных величин в виде обязательных составных компонентов, необходимых для проведения более сложных вычислений. Однако, в связи с незначительной информативностью чисто аддитивные методики не получили достаточно широкого распространения. Тем не менее, при общей оценке потенциальных возможностей исследуемого белка и использовании в соответствующих формулах элементов сравнения с аналогичными величинами эталона, т.е. учете ассимиляционных возможностей организма, их функциональная нагрузка возрастает.

Особенность мультипликативной формулы заключается в обязательном равенстве нулю показателя биологической ценности(BV) при несовпадении аминокислотных структур сравниваемых белков (например, отсутствии одной или нескольких аминокислот в анализируемом белке). Однако, многочисленными биологическими исследованиями установлено, что обменные реакции организма протекают при любом наборе и соотношении в белке НАК и, следовательно, его BV практически всегда отличается от нуля. С другой стороны, при наличии всех аминокислот в исследуемом белке и превышении каждой из них аналогичной величины эталона, возможна ситуация, при которой расчетное значение BV способно значительно превысить уровень, соответствующий эталону. Для устранения этого недостатка в ряде методов (например, в методе №2, №3 и др.) (см. таблицу 2) введены верхнее и нижнее ограничения, в соответствии с которыми нулевое значение скора всегда интерпретируется как 0,01, а максимальный при любых условиях скор не превышает 1.

Смешанные модели формул базируются, в основном, на одновременном использовании операций сложения и умножения, а также предполагают дополнительное применение такой операции как возведение в степень отдельных скоров. Получили распространение такие смешанные модели, как модифицированная модель FАО/WHO 1973, а также некоторые другие, в которых вычисленные значения BVисследуемого белка дополнительно корректируются коэффициентом усвояемости. Такой подход позволяет, по-видимому, в большей степени учитывать физиологические особенности утилизации различных белков.

В некоторых моделях предпринимается попытка наряду с биологической ценностью белка рассчитывать для него значение PER(относительная эффективность белка).

Общим недостатком практически всех перечисленных моделей является использование в их структурах абсолютных значений аминокислот, в то время как переход к относительным показателям (аминокислотным скорам) позволяет значительно снизить суммарную погрешность вычислений.

В таблице 2 приведены наиболее характерные методы расчета BV белка, достаточно часто использующиеся на практике научных исследований.