Белки, поступающие с пищей, гидролизуются в желудке и тонкой кишке с образованием свободных аминокислот и олигопептидов. Эти продукты поглощаются клетками тонкого кишечника и попадают обратно в кровоток; поэтому большинство аминокислот используются различными органами и тканями для процессов обновления клеток (обмена белков).
ДЕГРАДАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ
Аминокислоты подвергаются деградации:
1) для нормального оборота белка
2) когда их диетическое потребление чрезмерно
3) в недостатке углеводов
Первая стадия катаболизма аминокислот включает удаление аминогруппы. Таким образом, углеродный скелет используется в цикле Кребса или в глюконеогенезе.
Аминотрансферазы или трансаминазы представляют собой ключевые ферменты в удалении аминогруппы аминокислот.
Реакции трансаминирования состоят из переноса аминогруппы от донорной аминокислоты к альфа-кетоглутарату с образованием глутамата. Во время этой реакции донорная аминогруппа превращается в α-кетокислоту. Глутамат транспортирует аминогруппы к циклу мочевины или к биосинтетическим путям аминокислот.
Коэнзим трансаминаз представляет собой пиридоксальфосфат, фермент, вырабатываемый из пиридоксина (витамин B6).
Трансаминации обратимы и могут работать в обоих направлениях, в зависимости от потребностей клетки.
Азотная экспрессия
Обычно избыток аминогрупп выделяется или используется для синтеза азотных соединений.
Важным процессом, с которым сталкиваются аминокислоты, является окислительное дезаминирование. Это происходит в митохондриях и катализируется глутаматдегидрогеназой, ферментом, который удаляет аминогруппу из глутамата и заменяет ее кислородом из воды.
Образующийся ион аммония реагирует с глутаматом с образованием глютамина, который действует как переносчик аминогрупп в печень. Фермент, который допускает эту АТФ-зависимую реакцию, представляет собой глютаминсинтетазу.
Глютамин поступает в кровоток и достигает печени, где внутри митохондрий печени он превращается обратно в глютамат с выделением аммоний-иона NH4 +.
Аланин является основным переносчиком аминогрупп из мышц в печень. Он образуется при переносе аминогруппы из глутамата в пировиноградную кислоту или пируват. Подобно тому, что происходит с глютамином, попав внутрь печеночных митохондрий, аланин высвобождает собственный ион аммония, генерирующий глутамат и пируват. Пируват необходим в печени в процессе, который называется глюконеогенез.
Ион аммония NH4 + токсичен для клеток организма и, в частности, для мозга. Как мы видели, во внепеченочных случаях ион аммония нейтрализуется через связь с глутаматом или с пируватом. В печени NH4 + включается в нетоксичную молекулу мочевины. Мочевина, вырабатываемая печенью, транспортируется через кровь к почкам для выведения с мочой.
Цикл мочевины
Цикл мочевины начинается с образования карбамилфосфата ферментом карбамилфосфатсинтазы. Во время этой реакции расходуются две молекулы АТФ.
Последующие реакции цикла мочевины показаны на рисунке.
Цикл мочевины требует большого количества энергии (4 АТФ на каждую полученную молекулу мочевины).
КАТАБОЛИЗМ КАРБОНОВОГО СКЕЛЕТА АМИНОКИСЛОТ
Углеродный скелет аминокислот используется в цикле Кребса для производства энергии.
Как показано на рисунке, углеродистые скелеты объединяются в семь соединений, способных прямо или косвенно входить в цикл Кребса: пируват, ацетил-СоА, ацетоацетил-СоА, α-кетоглутарат, сукцинил-СоА, фумарат, оксаляцетат.
Аминокислоты, которые разлагаются до ацетил-СоА или ацетоацетил-СоА, называются кетогенетическими и являются предшественниками кетоновых тел.
Другие являются глюкогенными и после превращения в пируват и оксалацетат могут образовывать глюкозу в результате глюконеогенеза.
Смотрите также: Аминокислоты, взгляд на химию
Белок, взгляд на химию
