Пищеварение и всасывание белков. Пищеварение белков Пищеварение в желудке Ацетилхолин, гистамин и гастрин образуются в ответ на приём пищи Накопление ацетилхолина, гистамина и гастрина вызывает высвобождение желудочного сока. Муцин – всегда секретируется в желудке HCl - pH 0.8-2.5 (секретируется париетальными клетками) Пепсиноген (зимоген, секретируется основными клетками) Соляная кислота: создаёт оптимальное pH для пепсина денатурирует белки обладает бактерицидным действием Пепсиноген активируется ферментом пепсином, который присутствует в желудке и НСl. Пепсиноген расщепляется с образованием пепсина и пептидного фрагмента. Пепсин частично гидролизирует белки, расщепляя пептидные связи, образованные ароматическими аминокислотами: Phe, Tyr, Trp Переваривание в Duodenum Стимулированные пищевым соком секрет ин и холецист окинин регулируют секрецию бикарбоната и проферментов т рипсиногена, химот рипсиногена, проэлласт азы и прокарбоксипептидазы pancreas в duodenum Бикарбонаты изменяют pH приблизительно к 7 интестинальные клетки секретируют фермент энт еропепт идазу, кот орая дейст вует на т рипсиноген, превращая его в трипсин Трипсин превращает химотрипсиноген в химот рипсин, прокарбоксипепт идазу в карбоксипепт идазу, проэлласт азу в элласт азу, трипсиноген в т рипсин. Трипсин расщепляет пептидные связи между основными аминокислотами Lys и Arg Химот рипсин расщепляет связи между ароматическими аминокислотами Phe, Tyr и Trp Карбоксипепт идаза отщепляет по одной аминокислоте с С конца пептидной цепи Аминопепт идаза секретируется в тонком кишечнике и отщепляет по одной аминокислоте с N конца Большинство белков полностью гидролизируют к свободным аминокислотам Аминокислоты и иногда короткие олигопептиды абсорбируются вторичным активным транспортом Аминокислоты транспортируются кровью к клеткам организма. Пути поступления и использования аминокислот в тканях Ист очники аминокислот : 1) всасывание в кишечнике; 2) распад белков; 3) синтез с углеводов и липидов. Использование аминокислот : 1) для синтеза белков; 2) для синтеза азотсодержащих соединений (креатина, пуринов, холина, пиримидинов); 3) источник энергии; 4) для глюконеогенеза. ПУТИ ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕЛКОВ Деградация и ресинтез белков Структурные белки – обычные стабильные (белок хрусталика кристаллин живёт на протяжении всей жизни организма) Регуляторные белки – временные (смена количества этих белков может быстро изменять скорость метаболических процессов) ОБЩИЕ ПУТИ МЕТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ Пут и использования аминокислот : 1) синтез белков; 2) синтез других азотсодержащих соединений (креатина, пуринов, холина, пиримидина); 3) источник энергии; 4) для глюконеогенеза. Общие пути обмена аминокислот: Дезаминирование Трансаминирование Декарбоксилирование Основное место обмена аминокислот - печень. Дезаминирование аминокислот Дезаминирование – отщепление аминогруппы от аминокислоты с образованием аммиака. Четыре типа дезаминирования: - окислительное - восстановительное - гидролитическое - интрамолекулярное Восст ановит ельное дезаминирование: R-CH(NH2)-COOH + 2H+ R-CH2-COOH + NH3 аминокислота жирная кислота Гидролит ическое дезаминирование R-CH(NH2)-COOH + H2O R-CH(OH)-COOH + NH3 аминокислота гидроксикислота Инт рамолекулярное дезаминирование : R-CH(NH2)-COOH R-CH=CH-COOH + NH3 аминокислота ненасыщенная жирная кислота Окислит ельное дезаминирование L-Глут амат дегидрогеназа играет центральную роль в дезаминировании аминокислот В большинстве организмов глутамат является единственной аминокислотой, которая имеет активную дегидрогеназу Присутствует в цитозоле и митохондриях печени Трансаминирование аминокислот Трансаминирование – перенос аминогруппы от -аминокислот ы к -кет окислот е (обычно к -кет оглут арат у) Ферменты: аминот рансферазы (т рансаминазы). -amino acid -keto acid -keto acid -amino a Существуют разные трансаминазы Наиболее распространённые: аланинаминот рансфераза (АлАТ) аланин + -кетоглутарат пируват + глутамат аспарт ат аминот рансфераза (АсАТ) аспартат + -кетоглутарат оксалоацетат + глутамат Аминот рансферазы переносят -аминогруппы от разных аминокислот на -кетоглутарат с образованием глутамата. Глутамат может быть дезаминирован с образованием NH4+ Аспартат + -кетоглутарат оксалоацетат + глутамат Декарбоксилирование аминокислот Декарбоксилирование отщепление СО2 от аминокислот с образованием аминов. амин Обычно амины имеют високую физиологическую активность (гормоны, нейромедиаторы и др.). Фермент: декарбоксилаза Кофермент – пиридоксальфосфат Декарбоксилирование аминокислот 1. Образование физиологически активных соединий ГАМК – медиатор нервной системы глутамат гистидин Гама-аминомасляная к-та (ГАМК) гистамин Гистамин – медиатор воспаления, аллергических реакций. 2. Катаболизм аминокислот во время гниения белков Ферменты микроорганизмов (в толстом кишечнике) декарбоксилируют аминокислоты с образованием диаминов. орнитин путресцин лизин кадаверин МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ: УТИЛИЗАЦИЯ АММИАКА; ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ Основные механизмы обмена азот а были изучены на голубях МЕТАБОЛИЗМ АММИАКА Пути образования аммиака 1. Окислительное дезаминирование аминокислот 2. Дезаминирование физиологически активных аминов и азотистых оснований. 3. Всасывание аммиака из кишечника (деградация белков кишечными микроорганизмами приводит к образованию аммиака). 4. Гидролитическое дезаминирование AMФ в мозге (фермент – аденозин дезаминаза) Аммиак – токсическое соединение для животных и растений (особенно для мозга) Нормальная концентр.: 25-40 моль/л (0.4-0.7 мг/л) Аммиак должен быть удален из организма Высшие животные и люди синтезируют мочевину (экскретируется почками) – уреолитические организмы Образование мочевины происходит в печени Из периферических тканей азот транспортируется к печени Два пути транспорта азота из периферических тканей (мышц) к печени: 1. Цикл аланина. Глутамат образуется путём трансаминирования Глутамат не дезаминируется в периферических тканях Азот переносится к пирувату с образованием аланина, который освобождается в кровь. Печень захватывает аланин и превращает его назад в пируват трансаминированием. Глутамат, образованный в печени, дезаминируется и аммиак утилизируется в орнитиновом цикле. 2. Азот может транспортироваться в форме глутамина. Глутаминсинтетаза катализирует синтез глутамина из глутамата и NH4+ в ATФзависимой реакции ЦИКЛ МОЧЕВИНЫ Цикл мочевины – циклический путь синтеза мочевины (открыл H.Krebs) Источником атомов азота в молекуле мочевины являются: - аспартат; - NH4+. Атом углерода происходит из CO2. Свободный аммиак соединяется с диоксидом углерода с образованием карбамоилфосфат а Реакция проходит в матриксе митохондрий печени Фермент: карбамоилфосфат синт ет аза (20 % белка митохондриального матрикса) Карбамоилфосфат орнитину отдает карбамоиловую Образуется - цитруллин Энзим: орнит инкарбамоилт рансфераза Реакция протекает в матриксе митохондрий Цитруллин оставляет матрикс и проходит в цитозоль группу В цитозоле цитруллин в реагирует с аспартатом аргининосукцината присутствии ATФ с образованием Фермент: аргининосукцинат синт ет аза Aргининосукцинат расщепляется аргинина и фумарата до свободного Фермент: аргининосукцинат лиаза Фумарат вступает в цикл трикарбоновых кислот Аргинин гидролизируется с образованием мочевины и орнитина Фермент: аргиназа (прсутствует только в печени) Орнитин транспортируется назад в митохондрию чтоб начать следующий цикл Мочевина экскретируется (приблизительно 40 г в сутки) Цикл мочевины Связь между циклом мочевины, циклом Кребса и трансаминированием оксалоацетата Фумарат, образованый в орнитиновом цикле, вступает в цикл Кребса и превращается в оксалоацетат. Далее оксалоацетат: (1) Трансаминируется в аспартат, (2) Превращается в глюкозу, (3) Конденсация с ацетил CoA с образованием цитрата, (4) Превращается в пируват.