Обмен белков – 1

1. КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ И КЛИНИЧЕСКОЙ БИОХИМИИ

Лекция по теме:
Обмен белков – 1
Краснодар
2017

2. Азотистый баланс – соотношение поступившего в организм азота (в виде азота аминокислот) и выведенного азота (в виде конечных

продуктов обмена –
мочевины и солей аммония)
Равновесие
Положительный
Отрицательный

3. Источники и пути расходования аминокислот

(заменимые
аминокислоты)

4. Потребность в пищевых белках

• 23,2 г/сут – коэффициент Рубнера –
«коэффициент изнашивания» (азотистый
баланс отрицательный).
• 30-45 г/сут – «физиологический минимум
белка». Это минимальное количество белка,
позволяющее поддерживать азотистое
равновесие.
• Физиологическая норма – 1-1,2 г белка
на кг массы тела

5. Количество белка в некоторых пищевых продуктах

Продукт
Содержание
белка, %
Мясо
18-20
Рыба
17-20
Сыр
20-36
Молоко
3,5
Рис
8
Горох
26
Соя
35-50
Картофель
1,5-2
Капуста
1,1-1,6
Морковь
0,8-1,0
Яблоки
0,3-0,4

6. Критерии полноценности пищевого белка

• Белок должен содержать все заменимые
аминокислоты в соотношениях, близких к их
соотношениям в человеческом организме
• Белок должен перевариваться ферментами
ЖКТ
• Белок не должен содержать веществ,
мешающих перевариванию и усваиванию

7.

Ферменты,
переваривающие белки
(гидролизующие пептидные
связи), называются
протеиназы (пептидазы,
протеазы, протеолитические
ферменты)

8. Катепсины –

лизосомальные протеиназы,
обеспечивающие распад
тканевых (собственных) белков,
рН оптимум их лежит в кислой
среде

9. Действие протеиназ (протеолиз)

10. Протеиназы ЖКТ

Эндопептидазы Экзопептидазы
Пепсин;
Реннин;
Гастриксин;
Трипсин;
Химотрипсин;
Эластаза.
• Карбоксипептидазы
А и В;
• Аминопептидазы;
• Дипептидазы;
• Трипептидазы.

11. Схема действия эндопептидаз

NН 2
...
Н2О
NН 2
NН 2
COOH
Белок
...
COOH
COOH
NН 2
Смесь полипептидов
COOH

12. Схема действия экзопептидаз

NН 2
...
аминопептидаза
COOH
Белок
карбоксипептидаза
Н2О
NН 2
...
COOH
NН 2
COOH
Свободные
аминокислоты
NН 2
COOH

13. Протеиназы желудочно-кишечного тракта

Источник
Фермент
Субстратная
специфичность
Желудочный пепсин
сок
реннин
гастриксин
Панкреатический сок
трипсин
эндопептидазы
химотрипсин
коллагеназа
эластаза
карбоксипептидаза
Кишечный
сок
аминопептидаза
трипептидазы
дипептидазы
экзопептидазы

14. Пищеварительные соки

Пищеварительный сок
Кол-во, рН
л
Химический состав,
%
Вода Орг.в-ва Неорг.
(белки)
в-ва
Желудочный 2-2,5
сок
1,5-2,5 99
0,5
0,5
Панкреатический сок
0,6-0,8
7,5-8,2 98,4
1,2
0,6
Кишечный
сок
2-3
8,5
0,5-1,0
0,3
98,7

15. Секреция соляной кислоты в желудке

просвет
желудка
обкладочная
клетка
сосуд
СО2 + Н2О
карбоангидраза
Н2СО3
+
H Cl
+
Н + НСО3
НСО3
Na+Cl

16. Функции соляной кислоты

1.
2.
3.
4.
5.
активация пепсиногена
создание рН-оптимума для пепсина (1,5-2,5)
бактерицидное действие
денатурирует белки
регулирует работу привратника и стимулирует
выработку секретина в кишечнике
6. активирует всасывание железа
7. обеспечивает всасывание витамина В12 (участвует
с синтезе белкового фактора Кастла –
антианемического)

17. Виды кислотности желудочного сока

• Общая кислотность (НСl + прочие
кислые вещества – кислые соли,
органические кислоты) 40-60 ммоль/л
• Соляная кислота:
– Свободная 20-40 ммоль/л
– Связанная (с ионогенными группами белков) –
10-12 ммоль/л
Б

18. Компоненты желудочного сока в норме и при патологии

Состояние
рН
кислотность (ТЕ)
общая
Норма
1,5-2,5 40-60
Гиперацидный гастрит
≈ 1,0
Гипоацидный гастрит
Ахилия
связанная НСl
10-12
пепсин
свободная HCl
20-40
+
> 60
> 40
±
> 2,5
< 40
< 20
±
7,0
0
-
-

19. Активация пепсиногена (механизм – частичный протеолиз)

20. Активация трипсиногена

Энтеропептидаза
Трипсиноген
неактивный
Трипсин
активный

21. Активация протеолитических ферментов

22. Биологический смысл синтеза проферментов –

защита тканей
пищеварительных желёз
от самопереваривания
(аутолиза)

23. Переваривание белков

24.

РЕГУЛЯЦИЯ ПРОЦЕССОВ
ПЕРЕВАРИВАНИЯ БЕЛКОВ
ГОРМОН
ГАСТРИН
ЭНТЕРОГАСТРОН
СЕКРЕТИН
МЕСТО
ВЫРАБОТКИ
ПИЛОРИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ ЖЕЛУДКА
12-ПЕРСТНАЯ
КИШКА
12-ПЕРСТНАЯ
КИШКА, ТОЩАЯ
ХОЛЕЦИСТОКИНИН
ТОНКИЙ
КИШЕЧНИК
ВАЗОАКТИВНЫЙ
ИНТЕСТЕНАЛЬНЫЙ ПЕПТИД
(ВИП)
ПАНКРЕОТИЧЕС КИЙ ПОЛИПЕПТИД
(ПП)
ТОНКИЙ
КИШЕЧНИК
ТОНКИЙ
КИШЕЧНИК
БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ
УСИЛИВАЕТ СИНТЕЗ СОЛЯНОЙ
КИСЛОТЫ
ТОРМОЗИТ ВЫРАБОТКУ НСI И
ПЕПСИНА
УСИЛИВАЕТ СИНТЕЗ
БИКАРБОНАТОВ И ЖИДКОЙ
ЧАСТИ ПАНКРЕАТИЧЕСКОГО
СОКА
УСИЛИВАЕТ СИНТЕЗ
ПАНКРЕОТИЧЕСКИХ
ФЕРМЕНТОВ
СТИМУЛИРУЕТ СИНТЕЗ
БИКАРБОНАТОВ ВЫРАБОТКУ
ЖЕЛЧИ, ТОРМОЗИТ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЖЕЛУДОЧНЫХ ЖЕЛЕЗ
ТОРМОЗИТ ВЫРАБОТКУ ПАНКРЕАТИЧЕСКИХ
ФЕРМЕНТОВ

25. Механизм всасывания аминокислот в кишечнике

26. Катаболизм аминокислот

ОБЩИЕ ПУТИ
КАТАБОЛИЗМА
СО2
R
ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ
ПУТИ
КАТАБОЛИЗМА
СН COOH
NH2
потеря
аминогруппы
- NH3
карбоновые
кислоты
декарбоксилирование
биогенные
амины
ини
м
а
дез вание
ро
- NH2
п ер
еам
ров иниани
е
-кетокислоты

27. Реакции декарбоксилирования

СО2
R СН COO H
NH2
аминоксилота
декарбоксилаза
R СН2 NH2
ПФ (vit B6)
биогенный амин
Декарбоксилирование – отщепление
карбоксильной группы в виде молекулы
углекислого газа

28. Биологическая роль реакций декарбоксилирования –

образование биогенных аминов,
которые могут быть:
1. Гормонами
2. Нейромедиаторами
3. Входить в состав более сложных
структур

29. Декарбоксилирование глутаминовой кислоты

COOH
СН2
СН2
СН NH2
COOH
глу
СО 2
декарбоксилаза
ПФ (vit B6)
COOH
СН2
СН2
СН2 NH2
-аминомасляная к-та
(ГАМК)
ГАМК – тормозной нейромедиатор центральной
нервной системы

30. Декарбоксилирование гистидина

CO 2
СН 2 СН
N
NH
гистидин
1.
2.
3.
4.
5.
NH2
COO H
Декарбоксилаза
гистидина
ПФ (vit B6)
СН 2 СН 2
N
NH
гистамин
Гистамин:
Расширяет сосуды (вызывает гиперемию, гипертермию),
Участвует в воспалительных реакциях,
Является медиатором боли,
Усиливает секрецию соляной кислоты в желудке,
Вызывает аллергические реакции
NH2

31. Декарбоксилирование триптофана

Триптамин – внутриклеточный регулятор, нейромедиатор.
Серотонин – нейромедиатор, суживает сосуды, обеспечивает
поддержание температуры, участвует в процессах памяти,
обучения и т.д.

32. Декарбоксилирование ДОФА

OH
OH
СО2
HO
декарбоксилаза
СН2
СН
HO
NH2
ПФ (vit B6)
СН2
СН2 NH2
COOH
диоксифенилаланин
(ДОФА)
Дофамин – нейромедиатор, предшественник
норадреналина и адреналина
дофамин

33.

Декарбоксилирование цистеина
Тиоэтиламин –
входит в состав
КоА;
Таурин:
- структурный
компонент парных
желчных кислот,
участвует в
переваривании и
всасывании
липидов;
- обладает
антиоксидантным
действием.

34. Обезвреживание биогенных аминов

ФАД
R СН2 NH2
амин
аминоксидаза
NH3 + R С
Н2О
ФАДН2
O
1/2 О2
H
альдегид
+Н
R СН2 OH
спирт
R СН
NH
имин
спонтанно
O
R С
ОН
кислота

35. Реакции трансаминирования

R1
R1
R2
O аминотранс- С O +
фераза
COOH
COOH
R2
СН NH2 + С
СН NH2
COOH
COOH
ак1
ПФ (vit B6)
-кетокислота
-кетокислота
ак2
Трансаминирование – обратимая реакция
переноса аминогруппы от α-аминокислоты
на α-кетокислоту с образованием новой
α-аминокислоты и новой α-кетокислоты

36. Вещества, участвующие в трансаминировании:

• Аминокислоты – практически все, кроме
треонина, лизина и пролина, но особенно
активны глу, асп, ала;
• Кетокислоты – только три – ПВК, ЩУК и α-КГ
• ПФ – активная форма витамина В6
Ферменты – трансаминазы, или
аминотрансферазы, специфичны к
донорно-акцепторной паре

37. Роль пиридоксальфосфата в трансаминировании – является промежуточным переносчиком аминогруппы (первичным акцептором)

38. Биологическая роль трансаминирования

• Путь синтеза заменимых аминокислот
• Путь перераспределения азота без
образования токсичного аммиака
• Путь пополнения энергетического
материала (образование субстратов
окислительного декарбоксилирования
ПВК и ЦТК)

39. Реакции трансаминирования

40. Изменение активности трансаминаз

при инфаркте
при остром гепатите
Коэффициент де Ритиса
АСТ
= 1,33
АЛТ

41. Типы реакций дезаминирования

Дезаминирование – отщепление
аминогруппы в виде молекулы аммиака
Восстановительное
Гидролитическое
Внутримолекулярное
Окислительное

42. Окислительное дезаминирование

R
СН NH2
COOH
ФАД
ФАДН2
оксидаза L- или
D-аминокислот
рН опт = 10
аминоксилота
Н2О
R
С NH
С O + NH3
COOH
COOH
иминокислота
ФАДН2 + О2
2 Н2О2
R
кетокислота
Н2О2
2 Н2О + О2

43. Окислительное дезаминирование глутамата

COOH
CH2
CH2
СН NH2
COOH
+
НАД
НАДН + Н
глутаматдегидрогеназа
рН опт ≈ 7
+
COOH
Н2О
CH2
CH2
С
COOH
NH
Н2О
COOH
-иминоглутарат
глутамат
НАДН+Н+
3 АТФ
CH2
+ NH3
CH2
С
O
COOH
-кетоглутарат

44. Отличия и роль процесса дезаминирования глутамата

• Глутаматдегидрогеназа активна при
физиологических значениях рН;
• Глутаматдегидрогеназа обладает обратимостью
действия (обратный процесс –
восстановительное аминирование – путь
обезвреживания аммиака);
• Глутаматдегидрогеназа в качестве кофермента
содержит НАД (а не ФАД);
• Восстановленный НАД – источник 3 молекул
АТФ в дыхательной цепи.

45. Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование) аминокислот

1. трансаминирование
АК + α-КГ
трансаминаза
глутамат + α-кетокислота
2. дезаминирование глутамата
глутамат
АК
ГДГ
α-КГ + NH3
α-кетокислота
+ NH3

46. Непрямое дезаминирование аминокислот