ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Обмен и функции АК
Ф АК:
-
Синтез белков -
Нейромедиаторы и гормоны -
Доноры N в синтезе азотсодержащих небелковых соединений (гем, нуклеотидов, креатин, холин, и др) -
Источник энергии
Ф белков:
-
Ферментативная -
Структурная -
Транспортная -
Сигнальная -
Защитная -
Сократительная -
Энергетическая
Источники и пути использования АК в клетках
Свободные АК: 35г (35-65 мг/дл в крови)
Белки (15кг)
Источники:
-
Белки пищи -
Собственные белки тканей -
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
-
= азотистое равновесие -
+ поступает больше -
– 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:
-
АК состав -
Способность усваиваться
Различие:
-
Кол-во Заменимых и незаменимых АК -
Возможность переваривания -
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:
-
НCl, гликопротеин (фактор Касла) (обкладочные кл или париетальные) -
Пепсиноген и гастриксин (20-30%) (главные) -
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:
-
Денатурация белков -
Бактерицидное действие -
Активация пепсиногена -
Оптимум pH для пепсина -
Стимуляция выработки кишечных гормонов -> выработка желчи и панкреатического сока -
Высвобождение Fe и перевод его в +2 -
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
-
Пернициозная анемия (не вырабатывается B12) -
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 ->
Поступление пептидов –> холецистокинин –> выделение панкреатических ферментов
Активация панкреатических ферментов
Проферменты - активные ферменты:
-
Трипсиноген - трипсин -
Химотрипсиноген - Химотрипсин -
Проэластаза - Эластаза -
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
-
Синтез ферментов в неактивном виде -
Белок-ингибитор трипсина (прочный комплекс с преждевременно активированным трипсином) -
Слизь
Транспорт АК в клетки
2 вида транспорта:
-
Воротная вена -> печень -
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:
-
Нейтральные, с короткой боковой цепью (ала сер тре) Na -
Нейтральные, с длинной или разветвленной боковой цепью (вал, лей, изо) -
С катионными радикалами (лиз арг) -
С анионными радикалами (глу асп) -
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:
-
E-PLP + NH2 АК = E-пиридоксаминфосфат + кетокислота (включает образование 2ух шифовых оснований) -
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:
-
В АК ч-з трансаминирование -
Глюконеогенез -
Анаплеротические реакции -
Окисление до CO2 H2O
Виды дезаминирования:
-
Окислительное -
Непрямое (трансдезаминирование) -
Неокислительное -
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
-
Ферментативное дегидрирование глутамата -> а-иминоглутарат -
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
-
В печени -
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
-
Сдвигает pH в щелочную среду (алкалоз) – увеличивает сродство гемоглобина к О2 – гипоксия тканей – накопление СО2 – гипоэнергетическое состояние (страдает ГМ) -
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
-
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.
-
Синтез Аспарагина: аспарагинсинтетаза >энергии (2е макроэрг связи)
Изформы:
-
Глутаминзависимая (жив) -
Аммиакзависимая (бакт и жив)
Аспартат – аспарагин
-
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!
-
Восстановительное аминирование а-кетоглутарата (глутаматдегидрогеназа)
Органы: мозг и др
Слабо выражена, но полезна (2NH3 обезврежено)
А-кетоглутарат-глутамат-глутамин