1.4. Обмен белков
Белки являются основным строительным материалом различных клеток организма, поэтому обмен белков играет первостепенную роль в их разрушении и новообразовании.
У здорового взрослого человека за сутки обновляется 1 – 2% общего количества белков тела, что связано преимущественно с деградацией мышечных белков до свободных аминокислот. Примерно 75 – 80% высвободившихся аминокислот снова используется в биосинтезе белков; оставшаяся часть подвергается метаболическим превращениям.
Распад белков
Главным путём распада белков в организме является ферментный гидролиз, называемый протеолизом. Протеолиз белков протекает в любой клетке организма. Протеолитические ферменты локализованы в основном в лизосомах, незначительная часть ферментов, гидролизирующих белки, есть в цитозоле клетки. Распад клеточных белков, катализируемый протеолитическими ферментами с различной специфичностью, приводит к образованию аминокислот, которые используются в этой же клетке или выделяются из неё в кровь. Но основным материалом для обновления клеточных белков служат аминокислоты, получаемые из белков пищи.
В желудочно-кишечном тракте локализованы протеолитические ферменты различной специфичности. В желудочном соке находится пепсин. Субстратом пепсина могут быть как нативные, так и денатурированные при термической обработке продуктов белки пищи. Пепсин быстро гидролизует в белках пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических аминокислот – фенилаланина, тирозина, триптофана. Медленнее пепсин гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами лейцина, аспарагиновой и глутаминовой кислот.
Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина, химотрипсин – фенилаланина, тирозина и триптофана; действие этих ферментов приводит к более глубокому гидролизу белков по сравнению с гидролизом в желудке. Карбоксипептидаза А быстро отщепляет с С-конца образовавшихся олигопептидов аминокислоты с ароматическими или алифатическими боковыми радикалами. Карбоксипептидаза В действует только на пептиды, имеющие на С-конце остатки аргинина или лизина.
На скорость гидролиза белков пищи указывает тот факт, что через 15 мин после приёма человеком белка, содержащего меченые по азоту (15N) аминокислоты, изотоп 15N обнаруживается в крови. Максимальная концентрация аминокислот достигается через 30 – 50 мин после приёма белка с пищей.
Гидролитическое расщепление белков можно выразить следующей схемой:
O O O
| | | | | | (n+1)H2O, Протеиназы
NH2
– CH – C –– N – CH – C –– N – CH – C–OH
| | | | |
R H R n H R
Политпептид
(n+2)NH2 – CH – COOH
|
R
-аминокислоты