1 курс 1 семестр / Химия / Biochemisry.Obmen_veschestv

Рольбелковпитаниичеловека.Понятиепищевойценностибелк.Аз тистыйв

баланс

Обменелковза центральноеимавсто

метаболическихпроцессах,которыепроходятв

живоморганизме.Этообуслоразнообразием,вленоажностьюуникальностьюфункций,

которыевыпобе. лкиняют

Ворганизмечеловтечсутокпримкан400егберасплкрноаминокислотыв дается,

нотажекоел

ичествобелкасинтезируется.

Приэтомнеобратиморасп¼ч даетсясть

аминокислот,котд бытьлжнараявосполненазасчетпищевыхаминокислот.Засутки

взрослыйчелд получлженвекгбелков0,7ирасчемассызтьнакг1 тела.Белковое

голоданиевызыв

аетсерьезныенаруш.Этосвязанотем,чтонияорганизмечелмогутвека

синтетолькозаменироватьсяамин,мыевркнезаменимыеислакмяобязательноты

должныпоступатьвсиставепродуктпитания.Длябиолюбыхвсинтезабелковнеобходим

толькополн

ыйнаминокислотбор.

Белкиявляютсяглавнымиазотссоединдержащими.Дляоцбелковогоенобияки енаи

испольпонятиеазоти« уетбаланс». тыйя

Азотистыйбаланс

–этос отназота,котшениепорыйвступилорганизмвсоставе

продуктовпитания,азоту,

которыйвыводитсяорганизма.

азотистое

Дляздоровоговзрослчеловекапринормальномгорежимепитхарактернония

равновесие.

При

положиазотистомбалансеельном

количествопоступиазотапревшегоышает

количествовыведенн.Полазжительныйобтистыйго

алансхарактерендляпе оста,иода

такжедлявыздпозаборовсле. левания

При отрицаазобалансетистомельном

,наоборот,количествовыведенногоазота

превышаколичествопоступившего.Таз баланстистыйотмечприа, ренииется

голодании,длите

льныхзаболеваниях,такжедлясостояний,характеризующихсяусиленным

распадбелк. омв

Переварибелковжелудочноание

-кишечномтракте.Рольжелудочногосокана

начальномэтапепереварибелкования

Вротпоотсутствуютйлостифе,рментыасщепляющие

белки,поэтомупереваривание

белковлокалжелудкеикишечникезовано.

Вжелудочномсокесодержатсясолянаякислотаферменты,необходимыедляначального

этапапереварибелков. ания

Желудочныйсокпредставсобобесцв, лопалесцирующуюяетегкатнуюжидк

ость

плотностью 1,007г/см

3 ирН1,5

– 2,5Втечениесуток. человекаобразуется1,5

– л2,5

желудсока.Онсостчнна99оитго

– 99,5%изводыи1

– 0,5%плостаткатного.

Вжелудочномсокесодержатферпеп( ,реннинентыс,гастрикся ,желат); иназа

соли;

гастромвн( уфактортренниймукопротеиныКастла); сли,котораязащищает

слизистуюоболжелудкаодействиячкупротеолитическихферментов;азотсодержащие

вещестмочев( ,мочевкаи)слотана. я

Вобкладочныхклеткахжелудкасинтезируетсясол

янаякислота,котораясекретируетсяв

положелудкаисоздаеттьвнейнеобходимуюкисл.С кислтностьлянаядлябходимата

всасывжелеза,длян буханияденатурациибелк,онасоздаетвптзначениемальноерН

длядействпепс.Кртио,янгомеаа

еобходимадляобразовапепсиизпепсиногена. ая

Благодарясолянойкислотевжелудкенепроисходятгнилостныебродильныепроцессы.

Известныследующиенарушенсолянойпродукциивслотыжелудке:

злокачественнаяпернициознаяанемия,

вызваннаядефицитомтаминаВ

12,потомучтов

этомслучаенепродуцивнутреннийуется

факторКастла

–гастромукопротеин,необходимый

длявсасыванвитаминаВ я

12.

Крномермальныхкомпонентовжелудочногосока,существуютпатологические

компоненты,

которыеотсуздоровтствуютчел,нпоовекагояляютсяпринекоторых

заболеваниях.Книмотносятся:кровь,желчныекислоты,летучжирныекислоты,молочная

кислота.Например,молочнаякислотаобнаруживжелудочномсокепражелудкаикеется,

когдаврако

выхклеткактивируетсянаэробныйхгликолиз.

Протеолитическиеферментыжелудочно

-кишечноготр:актмеханизмивация

действия

Переварибелкование

–этоферментативныйгидролпептсвямолекулахдныхзей

белков,результатекотооб свогоазуются

ободныеаминокис.П реварибелотыкование

осуществляпомощьюпротфермеолитическихтся,принклассутовадлежащихгидролаз

(пептидгидролазы,пептидазы)Вначале. этиферментысинтезируютсявнеактивнойформе

(проферментыилизимогены),апотом,впроце

ссепищеварения,активируютсяпутем

частичногопротеолиза

–гидролизаоднойпептиднойсвязиотщеплениемингибирующегоN

-

концевогопептида.Врезультатечастичногопротеолизаизменяетсяконферо, ентаация

формируеегоактивныйцен. сяр

Местосинтеза

проферментслизистая( оболочкажелу, одвжелка)имудочнаяезасто

Протеолитическиефе ментыазделяютсянаэкзопептидазыэндопептид

азывзависимости

отместавоздействиянамолекулусубстрата.

Пептидазы,которыегидролизуютпептидсвязьконамицевойую,нокислотыазываются

экзопептидазами:аминопепткарбоксипептидазы, ,

-,трипептидазы.

Эндопептидазыгидролизуютпептисвязи,удаленыеоткомолныецовб. лкакулы

Эндопепявляютсяпепсхимотрипсин, идазами, ,эластаза.

Взависимостиотналичиясер,ц стеинадругойбоаминоквактцентреивнслотым

феразличаютментасериновые,цистеиновы

еидругиепротеазы.

Всепептидазыявляютсяферментами

относительнойспецифичностью

:онирасщепляют

всеб,нолкикаждыйэтихзферментовгидролизуетпептидныес ,образованныеязилишь

определеннымиаминокислотами.

Эндопептидазы

Пепсин

Гидролизует пептидныесвязи,образованныекарбоксильными

группаароматичаминокислотФ(,Тире),такжескЛейх

Глу

Трипсин

Гидролизуетпептидныесвязи,образованныекарбоксильными

группамиосновныхаминокислотЛиз(Арг)

Химотрипсин

Гидролизуетпептидные

связи,образованныекарбоксильными

группаароматичаминокислотФ(,Тире, ск)рих

Эластаза

Гидролизуетпептидныесвязи,образованныекарбоксильными

группамиснебольшрадикаламиокислотГл(,Ала,Сер)

Экзопептидазы

Карбоксипепти

ОтщепляетнейтральныеаминокислотыС

-концапептидов

да-заА

Карбоксипепти

ОтщепляетосновныеаминокислотыС

-концапептидов

да-заВ

Главнымферментомжелудочногосокадетейгруднвозрастаявляетсяреннингохимозин( ).

ОптимумрНдляреннина

– 3,5 – С5,0.

помощьюэтогоферментаикатионовкальция

происходитствораживаниемолока,тоестьпреобрпутемчастичзовапротеолизаногоие

растворимыхбелмолокаазеиновнерас.Этормозитворимыедальнейшеепродвижение

белковпожелудочно

-кишечномутракту,что

увеличивавремядляперевариб тлкования

желудке.

Всасываниеаминокислот

Максимальнколичествоаминокислоткрнаблюдаетсявиужечерез30

– 50минутпосле

приемапищи.

Аминокислотывсасываютсямикроворсэпителслизоболочкитонкогонкахстойя

кишечника.Этоактивныйпроцесс,требующийзатратэне.Тргиианспоминокислотчерез

клеточныемембраныосуществляется

помеханизмувторично

-

активного транспорта.В

соответствиисэтимеханактперевеществаизмомвныйодночерезгомембрану

осуществляетсязасчетэнеградгииконцентрацииентадругоговещ.П ствареносчикимеет

специфическиеучасткисвязываниядлядвухтиповвеществ.Присасыванииаминок слот

используетсяэн

ергияградиентаконцеио ,котоврсацииияоздаетсяработой

мембранного фермента

Na+,K+-АТФазы.ВданномслучаеэнергиягидролизаАТФвначале

трансфовэнерансмембраругиюградиентаконцетсяио ,кнтоврациитгоиярая

ибудет исподлятранспортаьзоватьсяаминокислот.

Взависимостиотструктаминокисуществурыпятьтиппереносчиковл :длят

нейтральныхаминскороткойуглеводороднойкислцепью,длянейтральныхаминокислот

длиннойуглеводорцепью,дляоснамиодвнойых

нокислот,длякислыхаминокислотдля

пролина.Каждыйпереносчикимеетучасткисвязыванияаминокислотойиономнатрия.

Пройдячерезмембрану,аминокислотаотделяпер,екатионтсяносчиканатрия

выкачиваетсяизклеткипомощью

Na+, K+-АТФазы.

Существуетидругаясистематранспоаминокислотчерклеточныетамембраныз

-

гамма -глутамильнийцикл

.Внемпринимаютучастиешестьферментовтрипептид

глутатионгамма(

-глутамилцистеинилглицин).

Гларольвэнуютойранспосистемеигмембраносвяаеттной

занныйфермент

γ-

глутамилтрансфераза.Ферменткатализируетперенос

γ-глутамильнойгруппыот натиона

транспортируемуюаминокислоту.Затемкомплекс

γ-глутамиламинокислотапоступаетвклетку.

Далееспомощьюещепятивнутриклферментовпроисходитточных

освобождениеиз

дипептиаминоксвободресойзатринслотытранспортаезчемолекулыной

глутатиона.

Небколнерасщепленныхьшоеичествобелковдипептидоввсасываютсякишечник

путемпиноцитоза

.Вэнтероцитахонигидрдоамл протезуютнокисялот

олитическими

ферментализосо. ми

Повсасываниялеаминокдиффундикишечникаслотызвпоркровотоктальныйуют,

печеньиобщийкровоток.Свободныеаминок,отлотбелкови,слотычиенеимеютвидовой

специфичнос,поэтомуявляютсяант.игенами

Гниениебелковтолстомкишечнике.Образованиекрезола,фенола,скатолаиндола

Нерасщепленныенааминокислотыбелкивдальнейшподвергаюгнитолсмниютомся

кишечнике.Этомногоэтапныйпроцесс,вкоторомучаствуютферментымикрофлтолстогоры

кишечника.Поддействфермиекроорганизмовнтовбелкивначалераспадаютсядо

аминокислот,которыедалееподвезаминидекарбоксилированиюргаются, ,

окислению,метилированвосстановлению, другпреобразованиям.Врезультатеэтих

реакциймогутбразов

атьсятоксичвещ. ескиетва

На,пдействодримферммиекроорганизмовнтовраспадаютсябоковыецепи

триптофанатирозина,впоследствииобразуютсятоксины:

крезол,фенол,скатолииндол.

Тирозин →Крезол →Фенол

Триптофан →Скатол →Індол

Далеестоко

мкровионипоступаютвпечень,гдепомощьюспециальферментных

систобезвреживаюм,послечеговыводяорганизмасмочойтся.

Уздоровогочеловинтеканбсивненевеллкния,нопрстьзаболеванияхка

желудочно-кишечноготракта,приинфекцио

нныхзаболепонав,чтоанияхышаетсяприводит

кинторганизмаксикации.

Глава17ОБЩИЕ.ПУТИПР ОБРАЗОВАНИЙ

АМИНОКИСЛОТ:

ТРАНСАМИН,ДЕЗАМДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ. НИРОВАНИЕ

Ворганизмечеловекаживосущетриныхстсвободвуеточникааминокислот: ых

аминокислотыпищи; ,нокислотыобразующиврезультатерасщеплениясобственныхся

белков;иаминокислоты

,котмсинтезироватьсярыегут

–заменамин.Всемыеонкислоты

состфондамивляют,необходимыйокислотдлябиосинтезапептид,белк, ов

низкомазотлекулярныхсоединенийдержащих.

Аминокисломогутвключаметаболическиепроцессыься,врезультатек

отонирых

потеряютамино

-либокарбоксильгруппы.Распадамидонкыеокислотнечныхпродуктов

(диоксиуглерода,во,аммиакаы)сопровождаетсявысвобождениемэнергии.

Всеаминокислотыпринимаютучастиевпреобразтрехтип:трансаминированиианиях,

дезаминированиидекарбокс.Изученэтпроцихлиеобходиморованиинессовтолькодля

понимметамболизман.нокислотя

Изменениеактивностифермен,учасреакцияхвующихтрансаминирования,

дезаминидекарнаблюдаетсябоксованпризаболелирования

нияхпечени,сердца,

скелетныхмышц,нервнсистемы.Поэтомуопределеимеетйихакт клвностинико

-

диагностическоезначение.

Ферменты,катализирующдекарбоксилированияреакциитрансаминирован я

амин,имеютокдтожекоферментслот

–производн оевитаминаВ

6,который

используетсявкомплекснойтерапииприлечениинарушобмаминокислотен. ий

Реакциитрансаминированированияперели окислот

Трансаминированиеаминокислот

–этореакции

межмолперенаминогруппыкуляртса гокисл

отынаальфа

-кетокислоту,в

результатекоторыхизисходнойальфа

-кетобразуетсякислотыноваяаминокислота,исходная

аминокислотапревальфращ ется

-кетокислоту.

Всеаминок,крометреонинализинаслоты,могутвступатьреакциитрансаминирования.

Реакциитрансаминированияявляютсяобрат,онкатализируютсямымиферментами

аминоилитранс.Этифераминазамилокментывцитоплазмезованы

митохондрияхклеток.Аминотрансферазы

–этосложныеферменты,ихкофермявляетсянтом

пиридоксальфосфат –производноевитамина

В6.

Впроцессекатализаальдеггруппапиридоксднаявначалевзаимоднйсьфосфатвуета

альфа-аминогруписходаминок,чтпйркпоявлениюйводслотыш оснффования

–промежуточногопродуреакции.Далеевнемтапроисходит

перемещениедвойнойсвязи.В

результатепослегидобразуютсяующегоролизановальфа

-кетокислота

пиридоксаминфосфат.

Следующэтапреакцхарактеризуетсяперейимещениеминогруппыот

пиридоксаминфосфатанаисходнуюальфа

-кетокисл,чтопривпоятудит

влениюновой

аминокислотывновьпиридоксальфосфата.

Биолрореакцийгическаяльтрансаминирования

: перераспределение1) аминногоазота

синтеззаменаминокислот; мыхисп2) льзованиебразовавшихсяальфа

-кетокислотдля

синтезаглюкозы,кетоновыхтел,жир

ныхкислот, олест,тоестьпереключениеола

метабпутейсолическихбмеаминокиснаобменуглевлио;пидовт 3)

энергетичесблагодаряфункциядальнейшемукат льфаболизму

-кетокислотвцикле

трикарбоновыхкислот.

Вклиническойпрактике

большзначениеимеетопределеактивностиие

аспартатаминотрансферазы (АсАт)

иаланинаминотрансферазы АлАт( ):

Аланин+

α-Кетоглутарат ↔Пируват+ГлутаматАлАТ)

(

Аспартат+

α-Кетоглутарат ↔Окса+ГлутаматоацетатАсАТ) (

Этосвязаностем,чторазныхтканяхиорганахактивнотличаетсяьаминот.рансфераз

АктивностьАсАТпреобладаетсердце,АлАТ

–впечени.Посравнениюорганами

ткактивностьнямиобоихферментовсывороткекровиочень.Одзкаяпринакорушени

и

целостностиклеточныхмембранферментывбольшихколичествахпопадаюткровь,что

сопровождаетсяповышениемихактивности.Поэтоприинфармуиспользуетсяктеарда

1)Аминокислота+

α-Кетоглутарат ↔ α-Кетокислота+Глутамат;

2)Глутамат+Н

2ОНАД+

+ → α-Кетоглутарат+

NH3

+НАДН+

+

Врезультатепервойаминотрансфере миногкциилюбыхаминокислотразной,уппыкроме

треонинализина,включаютсясоставглутамата,которыйдальнейшемподвергается

прямомуокислительдезаминированиюглутаматдегомуреакц идрогеназной

преобразуетсявальфа

-кетоглутиамми.Образующиесявкезультатере льфакций

-

кетокислотымогутиспользоватьсинтезеглюкожирных, ки,саменлотяаминокислотмых

либорасщеплятьсядоконечныхпродуктов

–диоксиуглеродаводы,чтос провождается

высвобождениемэнергии.

Глиикетогеогенныеаминокис.Использованиеныеуг еводородногоотыскелета

Безазотостаткиаминокислот,стыетоестьал фа

аминокислот

-кетокислоты,котообрвазуютсяые

результатереакцийтрансаминдезаминированияили , спользу

ювтканяхсяиорганах

по-разному.

Врезультатеспецифичесдлякаждойаминокислпутейихатаборазуютсялизматы

ацетил-КоА,альфа

-кетоглутарат,сукцинил

-КоА,фумаратиокса.Благодаряоацетатэтим

веществамаминокгутислотылючатьсявобщийконечны

йпутькатаболизма

–цикл

трикарбкисл.Онипоновыхстепеннобудутрасщеплятьсядоуглекислогогазаводы,что

сопровождаевысвобождениемэнергии,коаккумулитораясявидемакроэргическихуется

связейАТФ.

Кромеасщепления,углеводскелетымородные

гутпреобразовыватьсяглюкозу,

гликоген,

кетоновыетела,жирныекислоты,холестерол.Взависимостиоттого,какбудетиспользоваться

углеводородскелетаминокис,ихраздеыйляютот

глиикетогенные.

Гликогенныеаминокислоты

включаютсябиосинтезглюкозы.Изэтихаминокислот

образуютсяпируват,оксалоацетат,

альфа-кетоглутарат,сукцинил

-КоА,фума.Пиируват

оксалоацетатявляютсяисходнымисубстратамидля

глюконеогенеза.

Альфа-кетоглутарат,

сукцинил-КоАифумаратмогутмет

аболизировреакцияхциклтрикарбоновыхкитьсялот

окс,адалееоксалоацетатаиз ,благфосфоенолпдаряреакц, ируваткиназной

-в

пируват,после

чего – вглюкозу.

Издвадцатиминокислотбольшинсотноситсягликогенным.Непосредственнво

ов

пирувпреобразуютсяланин,серин,глицин,цистеин;воксалоацетат

–аспартат;вальфа

-

кетоглутарат –глутамат,пролин,ар,гинин;стидинвсукцинил

-КоА –валин,

метионин,

изолейц,треонин;вфумарат

–фенилаланинтирозин

.

Ккетогенным принадлежатаминокисл,углеводоскелетотпорыходныйеобразуетсяв

ацетоацетатиацетил

-КоА,изкоторыхуглнесинтезируютсяводы.Этотакиеаминокислоты

как фенилалантриптофан,тирозин, ,лейц, золизинейцин.

Средиэтихшести

аминокислоттольколе

йцинлизинявляютсяисключительнокетогенными,потомучтоих

безазотистыйостатокможетнепосреобразовыватьсядственноацетоацетатиацетил

-КоА.

Фен,тирозинлаланизолейцин, тр являютсяптофанодновременигликоге, ннымио

кетогенными,потому

чтооднастьтомовуглеродаихмолекулможетпереходитьвпируват

(гликогеннфункция),адругая

– вацетил

-КоАкетогенная( функция).

Глюкозо-аланциклновый

Глюкозо-аланциотражаклновыйвзаимосвязьобменомждутуглевпр( оцессыдов

гликолглюконеоген)иметзааболиминокислотр(етрансаминированиязакциимом).

Врезультатегликолизавскелетныхмышцахобразуетпируват.Онможетспользоваться

следующимобразом: окисляться1) ваэробныхуслдконечныхвияхпродуктов

–диоксида

углеродаиводы,чтос провождаетсявысвобождениемэнергии; восстанавливаться2) лактат

(анаэробныйглик)споследующлизпостулактатав ленечесиминнегемьтззом

глюкозывреакцияхглюконеогенезаглюкозо(

-лактатныйцикл);врезультате3)

трансаминировпреобрскелетныхамышцниязовгликогеннуюываминокислотухться

аланин,котораядалеепоступаетвпечень,гдеопятьврезультатетрансаминирования

превпируваращаедляегоиспотвсяглюконеогенезеьзованияглюкозо(

-аланц)и.клновый

Синтезированнаяпечениглюкозапоступкровь,ткиорганыниет,в числеомв

скелетныемышцыиголовноймозг,длядальнейшегоиспользования.

Декарбоксиламинокированиеслот

Декарбоксиламинокислотрование

–этоотщеплениеаминокислоткарбоксильной

группы

ввидедиоксиуглерода.Реакцииек рбоксилированиянеобратимы.

Сущчетыреразновидностиствуедекарбоксилированияакций:

1)

α-декарбоксилирование,результатекотооб биогоазуютсяамингеные

диоксидуглерода;

2)

ω -декарбоксилирование,

оторомучаствуютдик минокислотырбоновые;

δ-аминолевулиновойкис

лотыизглисукцинилцина

-КоАвсинтезегема.

Наиболеехарактернымдлячеловекаиживотныхявляется

α-декарбоксилирование.Его

катализируютдекарбоксилазыаминокислот

–сложныеферменты,коферментомкоторых

являетсяпиридокс.Вовремяальфосфаткции

междуаминокислпиридоксальфосфатомтой

образуетсяшиффпоследующимоснованиеразрывомсвязи

“С –СООН”

иобразованием

диоксидауглерода.

Пиридоксальфосфатявляетсякоферментомнетолькодек рбоксилазми,нокислот

аминотрансфераз.Типкатализи

руемойре,аимкцииспецифнно,зависитот чность

апоферментов.

Декарбоксилазы L-аминокислотличаюпоабс лютнойтносительнойсясубстратной

специфичности.

Глутаматдекарбоксилаза,ферментсабсолюсубстратной

специфичностью,катализируетобразование

γ-аминомаслянойкислоты

ГАМК( )изглутамата.

ГАМКявляетсятормозныммедиатоцентральнойнервнойсистемыом.

Синтез γ-аминомаслянойкислотыГАМК( ):

α

β

γ

γ

β

α

H OOC — CH(NH2)— CH2— CH2—COOH %→ CH2(NH2)— CH2— CH2—COOH + CO2

Специфическая гистидиндекарбоксилазакатализируетобразование

гистаминаизгистидина

вклеткахсоединткани.Г сетаминкретируетсяльнойвкровьприповрежденияхтканей

(травмы,ожоги)Этот. биогенаминявляетсямедиаторомыйвоспаал.леОнргииия

вызываетрасширпокраснениеесосудов,от, еккожи;стимулируетсекрец

июслюныи

желудочногосока;снижаетртериальдавление,ноповнышаетутричерепное;способствует

сокращениюгладкоймускулатулегких,чтоприводитиступамыудушья.

Декарбоксром минокислотилазаческих

катализируетдекарбоксилирование

триптофана, 5

-окситриптофана3,4

-диоксифениДОФА( )В.резуэтихреакцлальт нтеийна

образуютсябиогенаминые

триптамин,серотонин(5

-окситриптамин),дофамин.

Дофамин –этонейромесреднголовногоотдеиатормозгала.Недостаточноек личество

этогобиогенамивбазнгангогольныхмозгаияховного,кот роежетзникнутьв

результатесниженияактивностидекарбоксароматическихам ,являетсялазынокислот

факторомпатогенезаболезниПаркинсона.

Дофаминявляпретсядшмедиаторанервствесистемыноникрадреналинайгормона

мозгслнадпочечниковвогоя

–адреналина.

Аминокислотыподвекарбоксилировргаютсяподдействиембактерианиюльных

ферменттолстогок в

ишечникавпроцегниения.Всселедсэтогообразуютсявиеоксические

аминыкадаве,путресц,агм.Кадаверинтинобразуелизина,путсяресцин

–из

орнитина,агматин

–изаргинина.

Инактивацияобезврежбиогенам ваниеновых

3) метилирадреналина,норвспомощьюдреналинаниеS

-аденозилметіоніна(SAM).

Ферменты - метилтрансферазы;коферменты

–производные витамфолкиновислев тый

В12.