Питання для самоконтролю

1. 3 яких процесів складається обмін ліпідів у організмі?

2. Як відбувається біосинтез насичених та ненасичених жирних кислот?

3. Охарактеризувати β-окиснення жирних кислот в організмах.

4. Охарактеризувати метаболізм нейтральних ліпідів.

5. Охарактеризувати метаболізм фосфоліпідів, сфінголіпідів.

2.6. Обмін білків, амінокислот і нуклеїнових кислот Інформація

У процесі життєдіяльності організму безперервно відбувається руйнування і утворення клітин, розпад і оновлення білків тканин.

Організм людини потребує постійного надходження з їжею білків, які використовуються організмом як пластичний матеріал для побудови білків тканин. Відсутність у їжі амінокислот є причиною порушення синтезу білків, затримки росту, втратою маси тіла і ряду загальних патологічних змін у організмі.

Гідроліз або перетворення білків у живому організмі та клітинах, відбувається за участю протеолітичних ферментів - пептид-гідролаз, протеїназ. Утворюються низькомолекулярні поліпептиди і

амінокислоти.

Амінокислоти беруть участь у оновленні білків різних тканин і в біосинтезі активних речовин білкової природи (гормонів, ферментів).

Протеїнази поширені в тваринному та рослинному світі.

Прочитайте

Л-2, с. 380-432; Л-3, с. 271-356 .

Зверніть увагу

Характерною особливістю рослин, яка відрізняє їх від тварин, є здатність до синтезу всіх амінокислот, що входять до складу білків, безпосередньо за рахунок неорганічних нітрогеновмісних сполук -

амоніаку і нітратів.

Вільний амоніак отруйний для організмів, тому зразу ж використовується на синтез амінокислот, білків, амідів.

Амоніак, що поглинається рослиною у вигляді амонійних солей, або утворюється в результаті відновлення нітратів, вступає в реакцію з кетокислотами. Це основний шлях синтезу амінокислот. Так, наприклад, під дією ферменту аланілдегідрогенази з піровиноградної кислоти та амоніаку утворюється амінокислота аланін:

NH₃ + СН₃ - CO- СООН + 2Н —> СН₃ - СН (NH₂ ) - СООН + Н₂ О

Амоніак Піровиноградна Аланін

кислота

Піровиноградна кислота є найважливішим продуктом перетворення вуглеводів у організмі тварин і рослин. Тому реакція утворення амінокислот шляхом прямого амінування кетокислот амоніаком має важливе значення як шлях, що тісно пов'язує між собою обмін вуглеводів, з одного боку, і обмін амінокислот і білків, з іншого.

Утворення амінокислот у рослинному і тваринному організмі може відбуватися також у результаті ферментативного перетворення однієї амінокислоти в іншу.

Із амінокислот поступово, через утворення пептидів, синтезується білок.

Синтез білка в організмі вибувається за рахунок енергії, що виділяється при диханні і бродінні.

В ядрах клітин міститься дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), яка відіграє важливу роль у процесі синтезу деяких ядерних білків. При руйнуванні ДНК цих ядер ферментом дезоксирибонуклеазою синтез білка припиняється.

З ДНК зв'язана здатність організму до синтезу специфічного білка і спадкова передача цієї здатності. Експериментально доведено, що в процесі синтезу білка в рибосомах беруть участь ДНК і різні форми РНК. Молекулярна структура ДНК визначає структуру білків. У молекулярній структурі ДНК ніби записана, зашифрована послідовність амінокислот у молекулі білка, що синтезується в рибосомі. Передача інформації, зашифрованої в структурі ДНК, здійснюється за допомогою інформаційної або матричної РНК (іРНК, або мРНК). Вона передає інформацію від ДНК на рибосому. На ланцюгу ДНК ядра як на матриці, відбувається біосинтез ІРНК. При цьому іРНК точно копіює послідовність розміщення нуклеотидів одного з полінуклеотидних ланцюгів ДНК з тією лише різницею, що замість тимінового нуклеотиду стає уридиновий. На поверхні ДНК за правилом комплементарності може синтезуватись кілька молекул іРНК. Ділянка, на якій синтезується одна молекула іРНК називається структурним геном або цистроном.

Дисиміляція білка в організмі розпочинається з його гідролітичного розщеплення, що відбувається під дією протеолітичних ферментів і супроводжується утворенням вільних амінокислот. Це вторинний шлях утворення амінокислот у організмі.

Частина амінокислот використовується для біосинтезу білків, а друга частина піддається різним ферментативним перетворенням -дезамінуванню, переамінуванню і декарбоксилуванню.

Найважливішим етапом дисиміляції амінокислот є дезамінування з утворенням вільного амоніаку. Основним шляхом дезамінування є окисне дезамінування, яке характеризується перетворенням амінокислот у кетокислоти:

+ о

R — СН — СООН —>R— CO — СООН + NH,

І

NH₂

Процес окисного дезамінування амінокислот має важливе значення у бродильних виробництвах, які базуються на застосуванні спиртового бродіння. У результаті дезамінування утворюються побічні продукти, що впливають на якість готової продукції - спирту, вина, пива.

При реакціях переамінування відбувається перенесення аміногрупи (трансамінування) за допомогою ферментних систем між амінокислотами і кетокислотами без проміжного утворення амоніаку:

R R₁ R R₁

І І І І

СН —NH₂ +С = 0 —>С = 0 + СН —NH₂ .

І І І І

СООН СООН СООН СООН

Амінокислота Кетокислота Кетокислота Амінокислота

Переамінування амінокислот відіграє важливу роль у процесах синтезу необхідних для організму амінокислот.

а-кетокислоти, що утворюються в процесах дезамінування та трансамінування, перетворюються в тканинах організмів. Одні можуть зазнавати відновного амінування з утворенням відповідних амінокислот інші а-кетокислоти можуть окиснюватись у циклі трикарбонових кислот до С0₂ і Н₂0.

Процес декарбоксилування амінокислот пов'язаний із відщепленням від амінокислоти С0₂ за рахунок карбоксильної групи, у результаті чого утворюються відповідні аміни:

R — СН — СООН —> R — СН₂ — NH₂ + С0₂

І

NH₂

Декарбоксилування амінокислот каталізують ферменти декарбоксилази, коферментом яких є піридоксальфосфат. Аміни, що утворюються в процесі декарбоксилування, мають високу біологічну активність.

Моноаміни вступають у реакції окисного дезамінування з утворенням альдегідів і амоніаку:

R — СН₂ — NH₂ + 0₂ + Н₂0 —> R — С = О + NH₃ + Н₂0₂

І

Н Амін Альдегід

Альдегіди окиснюються у відповідні жирні кислоти, які далі піддаються окисненню до води і карбон диоксиду через цикл трикарбонових кислот.