Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
БХ учебник Николаев.pdf
Скачиваний:
579
Добавлен:
02.05.2015
Размер:
15.53 Mб
Скачать

Глава И . Обмен и функции аминокислот

3 3 3

с другой стороны, нарушение секреции пепсина свидетельствует о более тяжелом повреждении желудка; если нет секреции пепсина, то, как правило, нет секреции и соляной кислоты.

Измерение концентрации соляной кислоты и пепсина в желудочном соке ис­ пользуется для диагностики некоторых заболеваний желудка. При исследовании секреции соляной кислоты сначала откачивают содержимое желудка с помощью зонда, затем подкожно вводят гистамин, который стимулирует секрецию соляной кислоты. После этого вновь откачивают желудочный сок, отбирая пробы каждые 15 мин. Эти пробы титруют раствором щелочи. В норме концентрация соляной кислоты достигает максимума примерно через I ч после введения гистамина и составляет около 100 ммоль/л.

Высокая кислотность часто бывает при язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Низкая кислотность редко позволяет поставить определенный диагноз. Полное отсутствие кислоты обычно наблюдается при атрофических гастритах; в этих случаях, как правило, отсутствует и пепсин, т. е., точнее говоря, не происхо­ дит образования желудочного сока (ахилия). Частым следствием ахилии является злокачественная анемия, поскольку при этом отсутствует внутренний фактор Кас­ ла, необходимый для всасывания витамина В]2, и наступает гиповитаминоз.

Переваривание белков в кишечнике

Переваривание белков завершается в верхнем отделе тонкого кишечника под дей­ ствием ферментов поджелудочной железы и клеток кишечника.

В клетках поджелудочной железы синтезируются проферменты трипсиноген, химотрипсиноген, прокарбоксипептидазы А и В, проэластаза. Активация трипсиногена происходит при участии фермента энтеропептидазы, выделяемого клетка-

ми кишечника. Энтеропептидаза — это тоже

 

протеолитический фермент: он отщепляет

Энтеропептидаза

N-концевой гексапептид трипсиногена, в ре­

а Трипсиноген --------------► Трипсин

зультате чего происходит изменение конфор­

6 Трипсиноген ----^--- ► Трипсин

мации оставшейся части молекулы и формиру­

ч _______ J

ется активный центр — получается фермент

трипсин; таким путем образуется немного

Рис. 11.2. Активация трипсиногена

трипсина. Основное количество трипсиноге­

 

на активируется трипсином, т. е. путем аутоак-

 

тивации (рис. 11.2). Здесь, как и в случае аутоактивации пепсина, тоже действует циклический процесс с положительной обратной связью.

Все другие проферменты поджелудочной железы активируются трипсином и тоже путем частичного избирательного протеолиза; в результате получаются фер­ менты химотрипсин, карбоксипептидазы А и В, эластаза (рис. 11.3).

Наличие высокоэффективного способа активации трипсина, вероятно, обус­ ловлено тем, что в кишечнике перевариваются и сами протеазы; их убыль воспол­ няется продолжающейся секрецией и активацией проферментов.

Трипсин, химотрипсин и эластаза, подобно пепсину, относятся к эндопептида­ зам. Они различаются по субстратной специфичности; в табл. 11.1 указаны пептид­ ные связи, которые расщепляются главными пищеварительными эндопептидазами

3 3 4 Часть TI. Обмен веществ и энергии

Трипсин

с максимальной скоростью (при этом расщепляются и

I

другие связи, но с меньшей скоростью). Основную

I Химотрипсиноген

часть продуктов действия этих ферментов составляют

 

i

пептиды, но образуется также и некоторое количе­

ство аминокислот.

Химотрипсин

Карбоксипептидазы — это экзопептидазы: они гид­

Проэластаза

ролизуют пептидную связь, образованную С-концевым

- I

аминокислотным остатком. Карбоксипептидаза А от­

щепляет преимущественно С-концевые аминокисло­

Эластаза

ты с гидрофобным радикалом, а карбоксипептидаза В

 

Прокарбоксипептидаза

отщепляет С-концевые остатки лизина и аргинина. Ме­

 

ханизм действия карбоксипептидазы А описан в гл. 2.

Карбоксипептидаза

Кислое желудочное содержимое в двенадцатипер­

стной кишке нейтрализуется соком поджелудочной

 

Рис. 11.3. Активация

железы, имеющим слабощелочную реакцию. Содер­

протеаз кишечника

жимое верхнего отдела тонкой кишки имеет pH = 8;

 

соответственно, в этой же области pH находится оп­

тимум активности ферментов, действующих в кишечнике.

Последний этап переваривания происходит при участии ферментов, синтези­ руемых клетками кишечника, — аминопептидаз и дипептидаз. Аминопептидазы от­ щепляют N-концевые аминокислоты от пептидов, дипептидазы гидролизуют ди­ пептиды. Эти ферменты в небольших количествах выделяются в просвет кишеч­ ника. Однако преобладающая часть дипептидов и олигопептидов расщепляется после их поступления в клетки кишечника. В кровоток из клеток кишечника по­ ступают только аминокислоты.

Таблица 11.1. Связи, предпочтительно расщепляемые эндопептидазами

IIrlliH lT

Х и ч о т р и п и ш

Г РИ11СИИ

) 1.IC га <а

— P h e - X -

— T ry — X —

- A r g - X -

- A l a - X -

— Туг— X — G l u - X -

— P h e - X -

— L ys— X —

— G l y - X -

— A sp— X —

— Туг— X —

 

- S e r - X -

 

— L e u - X -

 

 

Примечание. Справа от символа ам инокислоты — пентидная связь, образованная карбок­ сильной группой указанной аминокислоты: им енно она гидролизуется соответствующ им ферментом; X — любая аминокислота.

Последовательное действие всего набора пищеварительных пептидгидролаз обеспечивает полное расщепление белков до аминокислот. Частичное перевари­ вание белков в желудке хотя и облегчает последующее переваривание в тонкбм кишечнике, но не является абсолютно обязательным, о чем свидетельствует от­ сутствие существенных нарушений усвоения белков после тотальной резекции желудка.

Клетки желудка и кишечника защищены от действия пищеварительных пеп­ тидгидролаз благодаря образованию в клетках желез неактивных предшествен­ ников ферментов, активирующихся лишь после секреции. Находясь в полости желудка или кишечника, ферменты не контактируют с белками клеток, поскольку

Глава 11. Обмен и функции аминокислот

3 35

слизистая оболочка защищена слоем слизи, а каждая клетка — полисахаридами наружной поверхности плазматической мембраны, которые не являются субстра­ тами пептидгидролаз. Однако при язвенной болезни желудка и двенадцатиперст­ ной кишки происходит разрушение клеток протеиназами в области язвы.

РАСПАД ТКАНЕВЫХ БЕЛКОВ

Основные причины распада тканевых белков заключаются в следующем.

1.Старение клеток или их повреждение внешними факторами (токсические вещества, излучения). Состарившиеся и поврежденные клетки разрушают­ ся путем апоптоза или фагоцитируются; все их компоненты, включая бел­ ки, деполимеризуются в лизосомах.

2.Денатурация белков, которая происходит непрерывно с определенной ско­ ростью. Денатурированные белки — более доступные субстраты для проте­ олитических ферментов.

3.Частичный протеолиз белков в ходе посттрансляционной достройки. При превращении проферментов и предшественников других белков в функци­ онально активные белки отщепляемая часть пептидной цепи гидролизует­ ся до аминокислот.

4.Переваривание белков пищеварительных соков. Co всеми пищеваритель­ ными секретами у человека за сутки выделяется в кишечник около 50 г бел­ ков, в основном ферментов. Все эти белки тоже перевариваются, а амино­ кислоты всасываются.

5.Регуляция концентрации белков путем индукции и репрессии. Этот меха­ низм регуляции немыслим без его дополнения механизмом разрушения со­ ответствующих белков (ферментов, гормонов и др.) в условиях, когда необ­ ходимость в них отпала.

Уже упоминалось, что за сутки распадается около 400 г тканевых белков, одна­ ко скорость обновления разных белков неодинакова (см. гл. 4).

Клетки разных органов содержат большое количество протеолитических ферментов, которые и обеспечивают внутриклеточный гидролиз белков. В этом процессе участвует небольшой белок убиквитин (76 аминокислотных остатков), который присоединяется к е-аминогруппам лизиновых остатков: меченные убиквитином белки гидролизуются протеазами. Часть белков распадается после их включения в лизосомы при действии внутрилизосомных пептидгидролаз.

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ

Трансаминирование — это реакция обмена аминогруппы и кетогруппы между а- аминокислотой и а-кетокислотой (см. гл. 2). В организме человека имеется свыше десятка аминотрансфераз, различающихся по субстратной специфичности. В ре­ зультате их действия почти все аминокислоты могут обмениваться аминогруппа­ ми. Исключение составляют лизин и треонин, которые не участвуют в реакциях трансаминирования. Во многих реакциях трансаминирования акцептором ами­ ногрупп служит а-кетоглутаровая кислота:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.