- •2. Обмен белков
- •2.1. Пути распада белков
- •2. Переваривание белков.
- •Парентеральное белковое питание
- •2.2. Превращения аминокислот Превращения аминокислот под действием микрофлоры кишечника
- •Реакции по аминогруппе
- •Реакции по карбоксильной группе
- •2. Образование аминоациладенилатов.
- •2.3. Обезвреживание аммиака в организме
- •Пути связывания аммиака
- •Фумарат пируват аспартат
- •2.4. Нарушения азотистого обмена
- •2.5. Специфические пути обмена некоторых аминокислот
- •2. Обмен серосодержащих аминокислот.
- •3. Обмен аминокислот с разветвленной цепью.
- •Лей, Иле, Вал α-кетокислоты ацил-КоА-производные
- •4. Обмен дикарбоновых аминокислот
- •5. Обмен диаминомонокарбоновых кислот.
- •6. Обмен фенилаланина и тирозина.
- •7. Обмен триптофана.
- •2.6. Обмен сложных белков. Обмен хромопротеинов
- •Распад гемоглобина в тканях (образование желчных пигментов)
- •Биосинтез гемоглобина
- •2.7. Обмен нуклеопротеинов
- •Аденин гипоксантин; гуанин ксантин
- •Синтез пиримидиновых нуклеотидов у, ц, т
- •Биосинтез пуриновых оснований а, г
- •Синтез дезоксирибонуклеотидов
2.1. Пути распада белков
1. Распад тканевых белков. Основные причины распада: старение клеток, повреждение внешними факторами (токсические вещества, излучения), денатурация белков, частичный протеолиз белков в ходе посттрансляционной модификации, переваривание белков пищеварительных соков, разрушение белков-ферментов, гормонов, когда необходимость в них отпала.
Гидролитический распад белков под действием протеолитических ферментов протекает в любой клетке в основном в лизосомах.
Время полужизни белка в клетке определяется природой его N-концевой аминокислоты. Если она легко соединяется с небольшим белком - убиквитином по АТФ-зависимой реакции, то такой убиквитинированный белок атакуется протеиназами и разрушается. Наиболее подвержены убиквитинированию арг, лиз, асп, асн и др. Мет, сер, ала и др. относят к стабилизирующим гидролитический распад белков. Время полужизни цитоплазматических белков: с N-концевой аминокислотой арг - 2 мин, мет - 20 ч.
2. Переваривание белков.
Переваривание белков начинается в желудке и завершается в верхнем отделе тонкого кишечника. Протеолитические ферменты (протеиназы) относятся к классу гидролаз. Их также называют пептидазами. Гидролиз заключается в разрыве пептидных связей —СО—NH— белковой молекулы.
Условия для переваривания белков в желудке: активный фермент пепсин, соляная кислота.
Синтез соляной кислоты: ионы хлора из крови проникают через клеточную мембрану и соединяются с ионами водорода, которые освобождаются при диссоциации угольной кислоты, образующейся в обкладочных клетках. Далее НС1 экскретируется обкладочными клетками в полость желудка. Предполагается участие АТФ.
Соляная кислота активирует пепсин, создает оптимальную среду для его действия; приводит к частичной денатурации белков, оказывает бактерицидное действие.
При многих заболеваниях желудочно-кишечного тракта нарушается секреция соляной кислоты и пепсиногена в желудке. Чаще увеличивается или уменьшается содержание соляной кислоты. Высокая кислотность бывает при язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Полное отсутствие кислоты наблюдается при атрофических гастритах; в этих случаях, как правило, отсутствует и пепсин, т. е. не происходит образования желудочного сока (ахилия).
Эндопептидазы желудочного сока:
Пепсин. Пепсин вырабатывается в неактивной форме - в виде пепсиногена. Он превращается в активный пепсин под действием соляной кислоты желудочного сока. Происходит также аутокатализ, т.е. образовавшийся пепсин активирует пепсиноген. Механизм активации – частичный протеолиз. Пепсин устойчив в сильнокислой среде. Оптимум рН около 2.
Реннин содержится в желудочном соке детей грудного возраста.
Эндопептидазы панкреатического сока.
Трипсин. Активация трипсиногена происходит при участии фермента энтеропептидазы, выделяемого клетками кишечника. Она отщепляет N-концевой гексапептид трипсиногена. Так образуется немного трипсина. Основное количество трипсиногена активируется путем аутоактивации.
Протеиназы вырабатываются в неактивной форме, так как иначе они могли бы разрушать клетки самой железы и другие образующиеся в ней ферменты. Поджелудочная железа защищает себя еще одним механизмом - синтезом белков - ингибиторов протеиназ.
Остальные проферменты поджелудочной железы активируются трипсином и тоже путем частичного протеолиза; в результате получаются ферменты – эндопептидазы химотрипсин, эластаза и экзопептидазы: карбоксипептидазы, аминопептидазы и дипептидазы.
Трипсин и химотрипсин наиболее активны в слабощелочной среде (рН 7,2-7,8).
Дипептидазы гидролизуют пептидные связи в образовавшихся дипептидах.
Действие пептидаз относительно избирательно (таблица 2). Последовательное действие пептидгидролаз лишает белки видовой специфичности и обеспечивает полное расщепление белков до аминокислот.
Таблица 2. Избирательность действия пептидаз.
Фермент |
Разрываемые пептидные связи |
Пепсин |
Фенилаланин, тирозин, глутаминовая кислота |
Трипсин |
Лизин, аргинин |
Химотрипсин |
Триптофан, фенилаланин, тирозин |
Эластаза |
Глицин, аланин, серин |
Карбоксипептидаза А |
Триптофан, фенилаланин, тирозин |
Карбоксипептидаза В |
Лизин, аргинин |
Продукты гидролиза белков всасываются в пищеварительном тракте в основном в виде свободных аминокислот при участии белков-переносчиков. Аминокислоты, подобно глюкозе, всасываются с ионами Na+.
Доказано всасывание небольших пептидов. Олигопептиды после всасывания подвергаются гидролизу. В отдельных случаях всасываются большие пептиды, например, токсины ботулизма, холеры и дифтерии. Дифтерийный токсин состоит из двух полипептидов. Транспорт этих двух полипептидов или целого токсина через двойной липидный слой биомембран до настоящего времени считается уникальным и загадочным процессом.
Всосавшиеся аминокислоты поступают через воротную вену в печень. В печени аминокислоты участвуют в синтезе белков, нуклеотидов, креатина и др. Значительная часть аминокислот разносится кровью по всему организму и используется для физиологических целей.