25. Біосинтез нуклеотидів

Пуринових

пуринове кільце утворюється з попередників аміаку, амінокислот вуглекислого газу.

Синтез пуринових нуклеотидів починається з формування пуринових основ на рибозо-5-фосфаті з утворенням фосфорибозилпірофосфату і фосфорибозиламіну.

Ad рибозо 5 фосфат = фосфорибозилпірофосфат = фосфорибозиламін

Пуринові нуклеотиди які синтезуються неново в результаті послідовного зєднання карбону і нітрогену до рибозо5 фосфату є інозинмонофосфат

Піриміди нових

Відбувається з карбокоїлфосфату і аспарагінової кислоти при їх взаємодії утворюється уреїдобурштинова кислота.

В подальших реакціях синтезується оротова кислота, яка взаємодіє з фосфорибозил пірофосфатом

Утв уридинмонофосфат, який займає центральне місце в синтезі піримідинових нуклеотидів.

28. Розщеплення білків. Поняття про обмін білків

Обмін білків є центральною ланкою усіх біохімічних процесів, що лежать в основі життя. Через це вивчення молекулярних механізмів перетворення білків дозволяє зрозуміти головні закономірності обміну речовин, а також формування структури і функцій організму.

Фундаментальне значення білків для життя полягає в їхній пластичній і біокаталітичній функціях, без яких неможливе саме існування організмів.

Особливістю білкового обміну в організмі вищих тварин і людини є відсутність значних резервів готових білків, які можуть бути мобілізовані у разі потреби.

Участь у синтезі білків є головним призначенням амінокислот. Здатність клітин здійснювати ці синтетичні процеси залежить від наявності фонду вільних амінокислот (амінокислотний пул), збалансованого стосовно потреб клітин в кожній із 20 амінокислот. Клітини ж не мають запасних форм амінокислот, подібно глікогену для цукрів і триацилгліцеринів для жирних кислот.

Загальна добова потреба у білках дорослої людини становить 80-100 г, з них половина має бути тваринного походження.

Для нормального розвитку організму і побудови тіла незамінні амінокислоти в їжі повинні бути збалансованими, тобто знаходитись у певних співвідношеннях, у яких вони використовуються для біологічного синтезу білків тканин.Чим ближчі білки їжі за своїм амінокислотним набором до складу білків тканин людини, тим вища їх харчова цінність. Білки, котрі містять усі незамінні для людини амінокислоти, характеризуються як повноцінні, а білки, в яких представлені не всі незамінні амінокислоти - як неповноцінні.

Процес обміну білків включає перетворення в шлунково-кишковому тракті - ентеральний обмін, внутрішньоклітинний, або проміжний, так званий інтермедіарний обмін, і утворення кінцевих продуктів білкового обміну.

29. Перетравлювання і всмоктування білків

Біологічне значення процесу перетравлювання білків у шлунково-кишковому тракті дуже велике. Під впливом комплексу гідролітичних ферментів молекули білків їжі розщепляються до амінокислот, втрачаючи таким чином свою видову і тканинну специфічність, і стають доступними для клітини. Більша частина амінокислот всмоктується через мембрани клітин тонкої кишки і надходить у кров.

Складні білки (нуклеопротеїни, хромопротеїни та ін.) спочатку розщеплюються на простий білок і простетичні групи (нуклеїнові кислоти, гем та ін.).

Прості білки розщеплюються до амінокислот, а простетичні групи, в свою чергу, під впливом відповідних ферментів розкладаються на простіші сполуки.

У ротовій порожнині білки їжі піддаються тільки механічній обробці, тому що слина не містить протеолітичних ферментів. Процес хімічного перетворення білків починається в шлунку.

Усі ферменти травлення білків належать до класу гідролаз. Вони синтезуються і секретуються у формі неактивних проферментів або зимогенів, тому не пошкоджують секреторних клітин, в яких відбувається їх синтез. Активація ферментів відбувається в порожнині шлунка і просвіті кишечника.

За умов активації відбувається специфічний протеоліз у ділянці ]Ч-кінцевої частини зимогену, що призводить до утворення активного ферменту.

У шлунку прості і складні білки зазнають фізико-хімічних і ферментативних перетворень. Обгорточні клітини слизової оболонки шлунка виробляють соляну кислоту, а головні клітини виробляють і секретують пепсиноген - попередник активного пепсину.

джерелом іона С1 при утворенны соляної кислоти- є плазма. Секреція обгорточних клітин стимулюється гістаміном і групою гормонів - гастринів, які виробляються слизовою пілоричної і фундальної ділянок шлунка. Соляна кислота виконує в процесі травлення ряд важливих функцій. Вона денатурує білки тих харчових продуктів, які не зазнали термічної обробки в процесі приготування їжі, а денатуровані білки швидше розщеплюються ферментами, ніж нативні; соляна кислота сприяє їх набуханню, збільшуючи поверхню, а отже, площу контакту з ферментами. Це особливо характерно для білків шкіри, сухожиль сполучної тканини (колагену, еластину, кератину) й інших білків, які важко перетравлюються.   Під   впливом   соляної   кислоти пепсиногеньперетворюється в активний пепсин (М.м. 32700). Кисла реакція шлункового соку є оптимальною для виявлення каталітичної дії пепсину, оскільки в ферменті домінуючими є аніонні групи. І нарешті, соляна кислота має бактерицидні властивості, а також сприяє евакуації їжі зі шлунка.

Пепсин є ендопептида-зою і швидко гідролізує в білках пептидні зв'язки, утворені карбоксильними групами ароматичних амінокислот (фенілаланіну, тирозину), а також триптофану. З огляду на те, що їжа у шлунку перебуває обмежений час, вважають, що in vivo пепсин гідролізує білки їжі в основному до суміші поліпептидів різного ступеня складності, які отримали назву пептонів.

Зі слизової шлунка людини, поряд із пепсином, був виділений ще один протеолітичний фермент - гастриксин або пепсин С. Пепсин і гастриксин виявляють максимальну каталітичну активність при різних значеннях рН: пепсин - при рН = 1,5-2,0, а гастриксин - при рН = 3,0-5,0. Співвідношення між гастриксином і пепсином у шлунковому соку здорової людини складає приблизно 1:5,5, але може змінюватися при патологічних станах. Так, при гіперацидному гастриті воно складає 1:3, а при виразковій хворобі шлунка - 1:4.

Якщо ж секреція HCl не забезпечує підтримання кислотності шлункового вмісту на рівні значень рН = 2-3, перетравлювання білків у шлунку може виявитись дуже незначним, наприклад, при перні-ціозній анемії. При шлунковій ахілії перетравлювання білків у шлунку взагалі не відбувається через відсутність як пепсину, так і кислоти.

У разі тривалого вживання рослинної їжі, небагатої на білки, виділяється відносно менше HCl, підвищується значення рН у шлунковому соку, що створює сприятливіші умови для дії гастриксину, ніж пепсину

Пепсин, , викликає згортання молока, тобто забезпечує першу стадію його перетравлювання. У жуйних тварин згортання молока відбувається в результаті дії хімозину, який знаходиться в си-чузі (четвертому шлуночку) молочних телят. Хімозин, або сичужний фермент, є досить активним у дітей. У дорослих людей, які звичайно вживають змішану їжу, хімозин, як правило, малоактивний або зовсім відсутній.

Вміст шлунка надходить у дванадцятипалу кишку та інші відділи тонкого кишечника, де на нього діє комплекс протеолітичних ферментів, які синтезуються у підшлунковій залозі і слизовій оболонці тонкого кишечника.

Підшлункова залоза синтезує і секретує лужну рідину, що містить неактивні попередники протеаз, а саме трипсиноген, три хімотрипсиногена, прокарбоксипептидази А і В і проеластазу.

Під впливом ферменту кишечника ентеропептидази трипсиноген специфічно і швидко перетворюється в активний трипсин. Функція ентеропептидази є вирішальною, оскільки трипсин, утворений з трипсиногену, є активатором інших неактивних проферментів (зимогенів), перетворюючи їх у відповідні активні форми.

Хімотрипсиногени внаслідок активації перетворюються в хімо-трипсини.

Лужний панкреатичний сік нейтралізує кислий вміст, що надходить зі шлунка, і забезпечує слабколужне середовище, оптимальне для гідролітичної дії панкреатичних ферментів, кожен з яких має свою специфічність. Трипсин гідролізує пептидні зв'язки, утворені карбоксильними групами аргініну і лізину. Хімотрипсини найбільш активні стосовно пептидних зв'язків, утворених карбоксильними групами фенілаланіну, тирозину і триптофану. Таким чином, ці ферменти здійснюють більш глибокий гідроліз білків, у порівнянні з гідролізом у шлунку, до невеликих пептидів. Карбоксипептидаза А (цинковмісний фермент) швидко відщеплює С-кінцеві амінокислотні залишки з ароматичними або аліфатичними боковими ланцюгами.

Карбоксипептидаза В діє тільки на петиди, що мають на С-кінці залишки аргініну або лізину.

Слизова оболонка кишечника також містить ферменти, які гід-ролізують пептидні зв'язки. Хоча ці ферменти можуть секретуватися в кишковий сік, вони функціонують переважно внутрішньоклітинно.

На завершальному етапі розщеплення білків важливу роль відіграють мікроелементи Zn, Мп, М& Со, підвищуючи активність пептидаз.

Перетравлювання білків, як і вуглеводів, відбувається не тільки в порожнині кишечника а й на поверхні клітин слизової оболонки -так зване контактне, або пристінкове, перетравлювання (між мікро-ворсинками). У порожнині шлунка і кишечника розщеплюються переважно білкові молекули й великі пептиди, а об'єктом пристінкового перетравлювання є олігопептиди і дипептиди.

У нормі весь процес перетравлювання білків у травному каналі триває в середньому 8-12 годин після вживання їжі. Цей час залежить від кулінарної обробки їжі, природи білка, динаміки секреції травних соків і, особливо, від активності ферментів. Краще перетравлюються білки таких продуктів, як молоко, м'ясо, сир. Погано перетравлюються і засвоюються такі білки м'яса, як кератин, колаген та деякі інші білки сполучної тканини.

Всмоктування амінокислот відбувається, головним чином, у тонкому кишечнику. Механізм всмоктування амінокислот являє собою складний біологічний процес, в якому поєднуються фільтрація, осмос, дифузія і активна всмоктувальна дія ворсинок.

Встановлено наявність п'яти або більше специфічних транспортних систем, кожна з яких функціонує при транспорті певної групи близьких за будовою амінокислот: 1) нейтральних аліфатичних амінокислот; 2) циклічних амінокислот; 3) основних амінокислот; 4) кислих амінокислот і 5) проліну.

Ключовий фермент у-глутамільного циклу виявлено у високих концентраціях, окрім епітелію ворсинок кишечника, у нирках, слинних залозах, жовчній протоці, сім'яниках та інших тканинах.

З кишечника в незначній кількості можуть всмоктуватися невеликі пептиди.

Проникність слизової оболонки кишечника у немовлят вища, ніж у дорослих, тому у кров малюків можуть надходити антитіла молозива. Цьому сприяє наявність у молозиві інгібітора трипсину. Через це, а також через низьку концентрацію протеолітичних ферментів у кишечнику немовлят може відбуватися всмоктування деякої кількості нативних білків, які зумовлюють сенсибілізацію організму. Це, можливо, є причиною ідіосинкразії до білків їжі у дітей.