Обмен белков (Азотистый обмен)

Обмен белков
(Азотистый обмен)
План:
1. Переваривание белков
2. Биосинтез белка
3. Превращения аминокислот
4. Орнитиновый цикл





Обмен белков – это совокупность реакций катаболизма и анаболизма
белков в организме.
Белки - основной строительный материал для образования клеточных
структур и тканей организма, поэтому процессы их распада и
обновления очень важны для жизнедеятельности.
В белках 95% всего азота организма (азотистый обмен)
За сутки распадается около 25 г белка преимущественно за счет
распада мышечных белков до свободных аминокислот.
Примерно 75% аминокислот снова используется в биосинтезе белков,
остальная часть подвергается различным метаболическим
превращениям.
Биосинтез белка в рибосомах
Основной путь использования аминокислот

В этом процессе можно выделить 2 этапа:
1этап - транскрипция – синтез РНК
2 этап - трансляция – синтез белка на рибосомах

На 1 этапе в ядре клетки по ДНК синтезируется РНК, несущая информацию о
последовательности аминокислот в белке. В ходе транскрипции работает
фермент РНК-полимераза.
На 2 этапе синтез белка на рибосомах по структуре РНК. Транспортные РНК,
доставляют аминокислоты на рибосомы.
Необходимые условия:

Присоединение одной аминокислоты требует 4 молекул АТФ.

Необходим полный набор аминокислот
Активируется гормонами инсулином, половыми гормонами и витамином А.
Роль аминокислот
Из аминокислот в клетках синтезируются:
 глюкоза,
 белки,
 биогенные амины
 гормоны
 креатин
 гем
 нуклеотиды
Превращения аминокислот
1. Декарбоксилирование
НООС  СН2  СН2  СН  СООН

Глутаминовая кислота
NH2
глутаматдекарбоксилаза
НООС  СН2  СН2  СН2  NH2 + СО2
 -аминомасляная кислота (ГАМК)
ГЛУ и ГАМК - нейромедиаторы. ГАМК ингибирует, а ГЛУ активирует передачу нервного
импульса. Б
Образуются биогенные амины:

Гистидин  СО2 + гистамин (сосудорасширяющее)
Триптофан  СО2 + триптамин (возбуждающий
медиатор)
Превращения аминокислот

2. Окислительное дезаминирование
Это путь использования аминокислот для энергии
Реакция протекает в основном в клетках печени и почек.
НООС СН2  СН2  СН  СООН + НАД +Н2О


Глутаминовая кислота
NH2
глутаматдегидрогеназа






 НООС СН2  СН2  С  СООН + НАДН2+ NH3

О
- кетоглутаровая кислота
Превращения аминокислот
3. Переаминирование
Эта реакция представляет собой взаимопревращение аминокислоты и -кетокислоты.





аминотрансфераза
НООССН2СН2ССООН + СН3СН  СООН 


О
NH2
- кетоглутаровая кислота
аланин





 НООССН2СН2СНСООН + СН3С  СООН


NH2
О
Глутаминовая кислота
Пировиноградная кислота(ПВК)
Пути дезактивации аммиака
в организме
1. Взаимодействие с аспарагиновой и глутаминовой
аминокислотами:
Глутаминовая кислота
Глутамин
2. Образование солей аммония в почках и их выведение с мочой.
3. Синтез мочевины в печени(орнитиновый цикл)
Орнитиновый цикл
1. Образование макроэргической молекулы
карбомоилфосфата:
карбомоилфосфат

Дальше синтез идет по схеме:
Синтез мочевины в печени
Орнитиновый цикл в печени
Карбомоил
фосфат
орнитин
цитруллин
Мочевина
(NH2)2CO
аргинин
Аргининянтарная
кислота
Азотистый баланс

Азотистый баланс = Nп- Nв
Характеризует белковый обмен. У взрослого человека при нормальном питании
имеет место
Азотистое равновесие (Nп = Nв),
т.е. количество поступающего азота с пищей равно количеству выделяемого
азота. Наблюдается при нормальном питании у взрослого человека.
Положительный азотистый баланс (Nп> Nв)
Наблюдается в период роста организма, во время выздоровления, в период
отдыха после длительной физической нагрузки, когда азота выводится
меньше, чем поступает При этом аминокислоты, включаются в состав белков
и общая масса белков в организме увеличивается.
Отрицательный азотистый баланс (Nп< Nв)
Имеет место при старении, голодании и во время истощающей болезни, когда
азота выводится больше, чем поступает с пищей.



При отрицательном азотистом балансе распад белков преобладает над их синтезом и
общая масса белков в организме уменьшается. Такой же результат наблюдается при
исключении из питания хотя бы одной незаменимой аминокислоты. При полном
голодании белки используются для энергетических целей и отрицательный азотистый
баланс развивается в большей степени.
Минимальное количество белков, необходимое для поддержания азотистого равновесия
равно 30-50г в сутки. Но для обеспечения оптимального здоровья и работоспособности
нужно больше, около 70-80г при средней физической нагрузке. При увеличении
физической нагрузки потребность в белках значительно возрастает.
В практике биохимии спорта нормализация мочевины крови является критерием
завершения восстановительных процессов после тренировки.
Важнейшие белки организма и их функции
1. Гемоглобин - транспорт кислорода в крови
2. Миоглобин – депонирование кислорода в мышцах
3. Инсулин - гормон поджелудочной железы, понижает сахар крови, активирует синтез
4.
5.
6.
7.
8.
белков.
Миозин и актин - сократительные белки мышц.
Амилаза - фермент, расщепляющий крахмал пищи
Пепсин - фермент желудочного сока, расщепляющий белки пищи
Цитохромы - ферменты тканевого дыхания, переносят электроны на кислород
Гаммаглобулины - защитные белки крови, определяющие гуморальный иммунитет.