Перетравлювання білків

Перетворення білків в організмі людини і тварин починається в шлунку під дією шлункового соку.

Шлунковий сік – біологічна рідина, що містить в своєму складі різні неорганічні і органічні сполуки, особливе місце серед яких займають хлоридна кислота і ферменти-протеїнази – пепсин і хімозин.

Пепсин є високоефективною ендопептидазою, яка каталізує гідроліз пептидних зв’язків у молекулах білків, що утворенні залишками ароматичних амінокислот. Як і інші протеолітичні ферменти, пепсин виробляється клітинами слизової оболонки шлунка в неактивній формі – у вигляді пепсиногену. Перетворення пепсиногену в активний пепсин відбувається за участі хлоридної кислоти. рН_{оптимум} дії пепсину лежить в області 1,5-2,5.

Хімозин (або ренін, або сичуговий фермент) входить до складу шлункового соку немовлят. Під впливом хімозину в присутності солей кальцію білок молока казеїноген гідролізується з утворенням нерозчинного білка казеїну. В результаті основний білок молока довгий час залишається у шлунку, де підлягає подальшому гідролітичному розщепленню.

В результаті дії ферментів шлункового соку на харчові білки утворюються поліпептиди різного розміру. Вони надходять до верхнього відділу тонкого кишечнику, де під дією комплексу ферментів підшлункового соку (трипсину, хімотрипсину та ін.) підлягають більш глибокому гідролізу. Трипсин і хімотрипсин діють на білки аналогічно пепсину, обидва ферменти найбільш активні у слабо лужному середовищі (рН_{оптимум} 7,0-8,0).

У перетворенні білків в тонкому кишечнику активну участь також приймають ферменти екзопептидази. До них відносяться карбоксипептидази (синтезуються клітинами підшлункової залози) і амінопептидази (синтезуються клітинами слизової оболонки кишечнику). Механізм дії цих ферментів полягає у відщепленні від пептидів кінцевих амінокислот з вільними карбоксильними або аміногрупами. В результаті залишаються дипептиди, розщеплення яких відбувається за участю специфічних дипептидаз. Вільні амінокислоти, що при цьому утворюються, всмоктуються стінкою кишечнику в кров, звідти попадають до клітин різних органів, де підлягають подальшому обміну.

Амінокислоти, що не всмокталися в тонкому кишечнику, потрапляють до товстого кишечнику, де підлягають різним перетворенням під дією ферментів мікроорганізмів.

Загальні шляхи перетворення амінокислот включають реакції дезамінування, трансамінування, декарбоксилування і біосинтезу.

Дезамінування полягає у відщепленні від амінокислоти аміногрупи у вигляді амоніаку.

Відновлювальне

дезамінування

Гідролітичне

дезамінування

Внутрішньомолекулярне

дезамінування

Окислювальне

дезамінування

Реакції дезамінування кожного типу перебігають за участю відповідних ферментативних систем. В результаті реакцій дезамінування в організмі звільнюється велика кількість амоніаку – високотоксичної сполуки. Шляхи знешкодження амоніаку в організмі людини будуть наведені далі.

Трансамінування – це реакція міжмолекулярного перенесення аміногрупи від амінокислоти на кетокислоту без утворення амоніаку.

Реакції трансамінування перебігають за участі специфічних ферментів – амінотрансфераз. В перенесенні аміногрупи важливу роль відіграє кофермент амінотрансфераз піридоксальфосфат (похідне вітаміну В₆)

Декарбоксилування – процес відщеплення від амінокислот карбоксильної групи у вигляді СО_2.

Реакції декарбоксилування на відміну від інших процесів обміну амінокислот є необоротними. Вони каталізуються специфічними ферментами – декарбоксилазами амінокислот.

Продукти реакції декарбоксилування амінокислот – біогенні аміни – мають високу біологічну активність. Так, продукт реакції декарбоксилування гістидину – гістамін – викликає розширення капілярів і підвищення їх проникності, скорочення гладеньких м’язів, підвищення секреції хлоридної кислоти у шлунку; серотонін, що утворюється внаслідок декарбоксилування амінокислоти триптофану, впливає на функції нервової, серцево-судинної і м’язової систем; γ-аміномасляна кислота (ГАМК) – продукт реакції декарбоксилування глутамінової кислоти – відіграє важливу роль у функціональній діяльності ЦНС.

відновлювальне амінування (відбувається в малому об’ємі амоніаку, але забезпечує утворення глутамінової кислоти)

утворення амідів аспарагінової та глутамінової кислот (аспарагіну і глутаміну): процес відбувається в основному клітинах нервової тканини, а також в сітківці ока, нирках, печінці і м’язах. В невеликій кількості глутамін і аспарагін, що утворюються, виділяються з сечею.