Обмен и функции АК

Ф АК:

1. 
   Синтез белков
   
2. 
   Нейромедиаторы и гормоны
   
3. 
   Доноры N в синтезе азотсодержащих небелковых соединений (гем, нуклеотидов, креатин, холин, и др)
   
4. 
   Источник энергии
   

Ф белков:

1. 
   Ферментативная
   
2. 
   Структурная
   
3. 
   Транспортная
   
4. 
   Сигнальная
   
5. 
   Защитная
   
6. 
   Сократительная
   
7. 
   Энергетическая
   

Источники и пути использования АК в клетках

Свободные АК: 35г (35-65 мг/дл в крови)

Белки (15кг)

Источники:

1. 
   Белки пищи
   
2. 
   Собственные белки тканей
   
3. 
   Эндогенный синтез из углеводов
   

Депонирующие формы: белки тканей (больше мышц)

Распад/синтез в день: 400 г белков

Углеводы дают только углеродную часть

Основной источник: белки пищи

Биологическая ценность белков

9,3 ккал/моль

38,9 кдж/моль

Азотистый баланс

АК 95% азота

Азотистый баланс: +N/-N

1. 
   = азотистое равновесие
   
2. 
   + поступает больше
   
3. 
   – выделяется больше
   

Норма азотистого обмена: 30-50 г/сут; Дети (2-3 г на 1 кг; 1,5-2 г на 1 кг)

Норма: 100-120 г/сут

Полноценность белкового питания

Незаменимые и заменимые АК

Заменимые легко синтезируются организмом, тк мало реакций

Незаменимые сложно синтезируются организмом, тк много реакций

Частично заменимые Арг и гис

Условно заменимые Тир (ФЕН) и цис (ТРЕ)

Питательная ценность

Зависит:

1. 
   АК состав
   
2. 
   Способность усваиваться
   

Различие:

1. 
   Кол-во Заменимых и незаменимых АК
   
2. 
   Возможность переваривания
   
3. 
   Фибрилярное строение, малорастворимы, не расщепляются протеазами
   

Биологическая ценность: 100 (есть все незаменимые АК, переваривается легко)

Мясо говядины 98

Растительные 36

Нормы белка в питании

Азотистое равновесие: 30-50 г/сут

Взрослые: 100-120 г

Дети: 50-70 г

Белковая недостаточность

Квашиоркор

Переваривание белков

Белки пищи – Протеазы (пептидогидролазы) –

Пептидогидролазы расщепляют определенные АК:

Эндопептидазы – внтури

Экзопептидазы – концевыми

Переваривание в желудке

Желудочный сок:

1. 
   НCl, гликопротеин (фактор Касла) (обкладочные кл или париетальные)
   
2. 
   Пепсиноген и гастриксин (20-30%) (главные)
   
3. 
   Муцинсодержащая слизь (добавочные)
   

---

Образование и роль соляной кислоты

Белки –> Гистамин, гастрины –> НCl, пепсиноген

CO2 из крови + H2O= H2CO3 (карбоангидраза) – HCO3- + H+ -> Cl в обмен на HCO3- -> Н ч-з водородную помпу, Сl через хлоридный канал –> полость желудка –> HCl –> понижение pH -> активация пепсиногена

Ф HCl:

1. 
   Денатурация белков
   
2. 
   Бактерицидное действие
   
3. 
   Активация пепсиногена
   
4. 
   Оптимум pH для пепсина
   
5. 
   Стимуляция выработки кишечных гормонов -> выработка желчи и панкреатического сока
   
6. 
   Высвобождение Fe и перевод его в +2
   
7. 
   Высвобождение коферментов (гем, тдф, фмн, фад, биотин, кобаломин)
   

Механизм активации пепсина

Гастрины –> синтез и секреция пепсиногена + HCl –> пепсин (1 полипептидная цепочка 40 кД)

Активация -42 АК (+) с N конца –> пепсин (-) –> пепрестройка активного центра –> аутокатализ (Ароматические, Лей, дикарбоновые)

Пепсин – эндопептидаза

Возврастные особенности переваривания белков в желудке

Реннин (химозин) -> казеин в параказеин -> параказеин + ca2+ -> нерастворимая соль (задерживает молоко для расщепления его пепсином)

Нарушение переваривания белков в желудке

Повышенная кислотность: язвы желудка и 12пк, гиперацидозный гастрит, изжога, диарея

Пониженная кислотность: при атрофических гастритах

1. 
   Пернициозная анемия (не вырабатывается B12)
   
2. 
   Анацидность (pH>6) -> рак желудка
   

Кислотность желудка: ТЕ (титрационные единицы) – 0,1 моль NaOH в 1 мл на титрование 100 мл сока

Общая кислотность – все кислоты желудка за 1 час (40-60 ТЕ)

Связанная соляная кислота – связана с белками и продуктами их переваривания (20-30 ТЕ)

Свободная соляная кислота – не связана с компонентами желудочного сока (20-40 ТЕ)

pH желудочного сока: 1,5-2

Переваривание белков в кишечнике

Химус –> 12пк -> секретин –> панкреатический сок (HCO3-) –> нейтрализация HCl, ингибирование пепсина –> pH 7

Поступление пептидов –> холецистокинин –> выделение панкреатических ферментов

Активация панкреатических ферментов

Проферменты - активные ферменты:

1. 
   Трипсиноген - трипсин
   
2. 
   Химотрипсиноген - Химотрипсин
   
3. 
   Проэластаза - Эластаза
   
4. 
   Прокарбоксипептидаза А и Б – карбоксипептидаза А и Б
   

Активация трипсиногена

Энтеропептидаза (эпителия кишечника)

Отщепляет Вал-(асп)4-Лиз –> Формирование активного центра –> активный трипсин –> активирует химотрипсиноген –> отщепяет 15й и 16й АК –> активный П-химотрипсин –> 14й-15й –> буковка-химотрипсин –> тре-арг –> альфа-химотрипсин (3 полипептидные цепи ч-з S-S мостики)

Остальные

Трипсин так же путем частичного протеолиза

Специфичность действия протеаз

Трипсин: Арг-Лиз

Химотрипсин: Ароматические АК

Карбоксипептидазы А (аромат и гидрофобные) и Б (Арг и Лиз): (цинк содержащие) – отщепляют С-концевые остатки АК (Экзопептидазы)

Последний этап пищеварения

Гидролиз небольших пептидов: Аминопетидазы и дипептидазы (Экзопептидазы)

Аминопептидазы: N конец (Zn или Mn зависимый фермент)

Дипептидазы: дипептиды! До АК

Защита клеток от действия протеаз

1. 
   Синтез ферментов в неактивном виде
   
2. 
   Белок-ингибитор трипсина (прочный комплекс с преждевременно активированным трипсином)
   
3. 
   Слизь
   

Транспорт АК в клетки

2 вида транспорта:

1. 
   Воротная вена -> печень
   
2. 
   Лимфатические сосуды –> грудной лимфатический проток –> кровь
   

Белковая пища – 30-50 мин – макс конц АК в крови (Угл и Жиры замедляют всасывание)

Всасывание L-АК – активный процесс – Na-зависимый механизм симпорта

Переносчики:

1. 
   Нейтральные, с короткой боковой цепью (ала сер тре) Na
   
2. 
   Нейтральные, с длинной или разветвленной боковой цепью (вал, лей, изо)
   
3. 
   С катионными радикалами (лиз арг)
   
4. 
   С анионными радикалами (глу асп)
   
5. 
   Иминокислот (пролин оксипролин) Na
   

АК конкурируют за всасывание Лей уменьшает ИЗО ВАЛ

Гамма-глутамильный цикл

Р-н: кишечник, почки, мозг

6 ферментов (1 мембранный, 5 цитозольных):

Глутамат -> Гама-глутамилтрансфераза -> гама-глутамил-АК -> гама-глутамилциклотрансфераза -> Оксопролин -> оксопролиназа (+АТФ) -> Цистеин + глутамат -> гама-глутаминцистеинсинтетаза -> гама-глутаминцистеин + глицин -> глутатионсинтетаза -> глутатион

Нарушение переваривания белков и транспорта АК

Всасывание небольших белков в кровь вызывает имунную реакцию

У детей в кровь поступают антитела молозива (антитела и антитоксины, инг трипсина), а тк ферменты имеют низкую активность, то поступающие нативные белки вызывают иммунную реакцию

Целикалия (нетропическая спру) – нарушение слизистой кишечника вследствие повышенной чувствительности к глютену

Цистинурия, болезнь Хартнапа и др – дефект переносчиков нейтральных АК в кишечнике и почках.

Дефект 5-оксопролиназы – с мочой выделяется оксопролин

Катаболизм АК

Трансаминирование и дезаминирование

Трансаминирование: Перенос альфа-аминогр на альфа-кетокислоту (реакция обратима)

Фермент: аминотрансфераза (кофермент- пиридоксальфосфат ПФ B6)

Р-ны: митохондрии и цитозоль (различаются по физико-хим св-ам)

АК: все кроме (лиз, тре, про)

Механизм р-ии

Пинг-понг

Первый продукт уходит раньше присоединения до того как второй субстрат присоединиться

Активная форма:

1. пиродоксальфосфат + аминогр лиз альдиминной связью (прочной)

2. ионные связи (фосфатный остаток и N в пиридиновом кольце кофермента)

ПФ – переносчик аминогрупп (альдегидная группа обратимо присоединяет NH2 гр образуя основания Шифа)

Ход реакции:

1. 
   E-PLP + NH2 АК = E-пиридоксаминфосфат + кетокислота (включает образование 2ух шифовых оснований)
   
2. 
   E-пиридоксаминфосфат + кетокислота = E-PLP + АК
   

Органоспецифичные аминотрансферазы АЛТ и АСТ

В основном трасаминирование: глутамат, аланин, аспартат – альфа-кетоглутарат, пируват, оксалоацетат

Основной донор: глутамат

АК1 (Трансаминирование) -> а-кетоглутарат -> глутамат -> кетокислота -> АК2

10 видов аминотрансфераз:

АЛТ (аланиламинотрансфераза) Аланин- а-кетоглутарат (печень, сердечная мышца)

ГПТ (глутамат-пируватаминотрансфераза)

АСТ (аспартатаминотрансфераза) Аспартат – а-кетоглутарат (печень, сердечная мышца)

ГОТ (глутаматоксалоацетатаминотрансфераза)

Дезаминирование АК

Реакция отщепления а-аминогруппы от АК, с образованием соответствующей а-кетокислоты + NH3

NH3: превращается в мочевину, соли аммония

А-кетокислоты:

1. 
   В АК ч-з трансаминирование
   
2. 
   Глюконеогенез
   
3. 
   Анаплеротические реакции
   
4. 
   Окисление до CO2 H2O
   

Виды дезаминирования:

1. 
   Окислительное
   
2. 
   Непрямое (трансдезаминирование)
   
3. 
   Неокислительное
   
4. 
   Внутримолекулярное
   

Окислительное дезаминирование

>Глутаминовой к-ты

Ф: глутамтдегидрогеназа (Nad+) активна в митох всех органав (кроме мышц)

6 субъед; Регуляторный фермент; аллостерическая регуляция (ATP. GTP. NADH)

Изб ATФ – диссоциация комплекса – потеря активности

Изб АДФ – активация фермента

1. 
   Ферментативное дегидрирование глутамата -> а-иминоглутарат
   
2. 
   Неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы -> NH3 + а-кетоглутарат
   

Обратимая реакция: при повышении конц NH3 – восстановительно аминирование а-кетоглутарата

Вывод: низкий энергоуровень -> разрушение АК -> образование а-кетоглутарата -> поступление в ЦТК

Глутаматдегидрогеназа: может индуцироваться кортизолом (глюкокортикостероид)

Оксидаза L-АК (FMN) почки и печень

Оптимум pH=10 (в нейтральной среде активность мала)

Вклад незначителен (изза pH)

Оксидаза D-АК (FAD) почки и печень

Оптимум pH=7 (активен в нейтральной среде)

Вклад незначителен (мало D-АК) НО способствует переходу в L-АК

Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование)

Большинство АК (кроме глутамина) дезаминируются в 2е стадии

АК – а-кетоглутарат – глутаминовая к-та – прямое окислительное дкзаминирование

Ф: аминотрансфераза (ПФ) и Глутаматдегидрогеназа (NAD+)

Реакции обратимы: обеспечивает катаболизм и образование любой АК из а-кетокислоты

В мышечной ткани: активность глутаматдегидрогеназы низка => + ИМФ-АМФ цикл:

Трансаминирование а-кетоглутаратом, образование глутамата – трансаминирование глутамата с оксалоацетатом (фермент АСТ), образование аспартата – реакция переноса NH2 Гр от аспартата на ИМФ, образование АМФ и фумарата – гидролитическое дезаминирование АМФ

Преобладает в мышцах при интенсивной работе: накопление молочной к-ты – выделяетя NH3 - предотвращает закисление среды в клетках (изза лактата)

Неокислительное дезаминирование

1. 
   В печени
   
2. 
   АК: Серин, Тре, Гис
   

Серина

Ф: сериндегидрогеназа

-H2O и обр метиленовой гр – неферментативная перестройка молекулы, обр иминогруппа – неферментативный гидролиз, отщепляется NH3 и обр пируват

Треонина

Ф: треониндегидрогеназа

Гистидина

Ф: гистидаза (гистидинаммиаклиаза)

внутримолекулярная (без воды)

В печени и коже

Обмен NH3

Источники в клетках

100 г/сут в основном АК, меньше биогенные амины и нуклеотиды

В кишечнике: гниение белков – воротная вена – задерживается в печени

В крови переходит в ион аммония

Механизм токсического действия NH3:

Проникнование ч-з мембрану в кл – в митох сдвигает р-ию на глутамат – уменьшение а-кетоглутарата:

Угнетение обмена АК (р-ии трансаминирования) – угнетение синтеза нейромедиаторов

Гипоэнергетическое состояние в р-те снижения скорости ЦТК

Недостаточность а-кетоглутората – снижение конц метаболитов цтк – ускорение синтеза оксалоацетата из пирувата – интенсивное потребление СО2

1. 
   Сдвигает pH в щелочную среду (алкалоз) – увеличивает сродство гемоглобина к О2 – гипоксия тканей – накопление СО2 – гипоэнергетическое состояние (страдает ГМ)
   
2. 
   Стимулирует синтез глутамина из глутамата в нервной ткани (глутаминсинтаза)
   

Накопление глутамина в кл нейроглии – повышение осмотического давления – набухание астроцитов – отек мозга.

Снижение конц. Глутамата – нарушение обмена АК и нейромедиаторов (ГАМК – осн. Торомозной медиатор – уменьшение – нарушение проведения нервного импульса – судороги)

NH4+ не проникает ч-з мембраны (ЦПМ и митохондриальную) – конкурирует с Na et K за ионные каналы – нарушение проведения нервного импульса

Связывание (обезвреживание) аммиака

1. 
   Основная р-ия: Глутамат ->глутаматсинтетаза (mg2+)-> Глутамин
   

Аллостерическая регуляция (ингибирование): АМФ, Г-6-Ф, Гли, Ала, Гис

Транспорт: облегченная диффузия

Ткани-поставщики: мышцы, мозг, печень

Ткани-акцепторы: кишечник, почки

Кишечник: глутаминаза (алкалоз (-); ацидоз (+))

Глутамин – глутамат – пируват в аланин – воротная вена – печень (небольшая часть)

Почки: глутаминаза

Глутамин – глутамат – аммониевые соли (NH4CL) – моча

Глутамин – основной донор азота в организме

Роль: синтез: пуриновых, пиримидиновых нуклеотидов,аспарагина, аминосахаров и др.

2. 
   Синтез Аспарагина: аспарагинсинтетаза >энергии (2е макроэрг связи)
   

Изформы:

1. 
   Глутаминзависимая (жив)
   
2. 
   Аммиакзависимая (бакт и жив)
   

Аспартат – аспарагин

3. 
   Синтез мочевины
   

NH3 + CO2 –(2ATP)- карбамоилфосфат (в митохондриях) карбамоилфосфатсинтетаза 1 (2 в цитозоле для пиримидиновых нуклеотидов) – орнитиновый цикл (синтез мочевины): карбомоилфосфат вступает в реакцию катализируемую орнитин-карбомоилтрансферазой и образуется цитрулин который выходит из митохондрии в цитозоль и соединяется с аспартатом который образуется ч-з аспартат-аргининсукцинатный шунт с образованием аргининсукцината (кат аргининсукцинатсинтетаза) далее лиаза расщепляет на аргинин и фумарат, фумарат возвращается в цикл кребса, а аргинин (кат аргиназа) распадается на орнитин и мочевину!

4. 
   Восстановительное аминирование а-кетоглутарата (глутаматдегидрогеназа)
   

Органы: мозг и др

Слабо выражена, но полезна (2NH3 обезврежено)

А-кетоглутарат-глутамат-глутамин

---

Смотрите также файлы

• Экстремальные ситуации на дороге при вождении в сложных условиях.docx

• 1. Жоары мектеп педагогикасыны даму болашаы мен тенденциялары.docx

• Классификация забойных двигателей, их преимущества и недостатки.doc

• Задача в таблице приведены данные о недельном спросе и предложении на рынке кроссовок.docx

• Диагностическое значение биохимического анализа крови.docx