Как протича процесът на разграждане на протеини в нашето тяло? Тези органични вещества са основният биологичен материал за образуването и растежа на живите клетки. Многобройни функции, които протеиновите молекули изпълняват в живия организъм, не могат да бъдат компенсирани от други елементи и вещества, тъй като именно в полипептидите се намират незаменими аминокиселини. Основната цел на протеините е тяхното участие в репликацията на РНК и ДНК молекули.
Значението на процеса на разпад на протеиновите молекули
Невъзможно е да си представим пълноценен живот без протеинови съединения. Те са основният материал за изграждане на нови клетки, органи и различни тъкани. Продуктите на разграждането на протеини са аминокиселини. Те са необходими на живо същество, за да синтезира нови протеинови молекули, специфични за даден организъм. Аминокиселините, получени от разграждането на протеиновите молекули, са необходими за образуването на много хормони, ензими,хемоглобин, други вещества, които изпълняват важни функции в тялото.
Есенциалните аминокиселини, които влизат в организма само с храната, се образуват при хидролизата на протеиновите молекули. Процесът на образуване на нов протеин от аминокиселинни остатъци позволява на тялото да получава енергия и строителен материал за синтеза на нови клетки.
Механизъм на процеса на разграждане на протеини
Нека разгледаме този феномен по-подробно. Процесът на разграждане на протеина е свързан с биохимични реакции, протичащи в кухината на тънките черва. Болестите на тънките черва и панкреаса влияят неблагоприятно на този процес. Разграждането на един килограм протеин трябва да бъде придружено от освобождаване на 17,6 kJ енергия. След като полипептидът се разпадне до аминокиселини, процесът не спира. Следва образуването на неорганични продукти: въглероден диоксид, амоняк, сероводород, вода.
Функции
Разграждането на протеините в тялото е процес, който осигурява на тялото необходимото количество енергия. Тези органични съединения съдържат повече от двадесет аминокиселини, но само осем от тях могат да бъдат синтезирани в тялото. Липсващите аминокиселини се наричат незаменими, те могат да влязат в тялото само с храна. За пълното усвояване на хранителния протеин аминокиселините трябва да се съдържат в него в строго определено съотношение. За всеки жив организъм е индивидуален. При липса на една от аминокиселините, по време на разграждането на протеиновите молекули,участието на други аминокиселини в синтеза на протеин, специфичен за жив организъм.
Характеристики на продуктите от разпад
На тялото системно му липсват или липсват протеини. Крайните продукти от разграждането на протеини са материалът за жизнената дейност на живия организъм. Експерти от Световната здравна организация доказаха, че дефицитът на протеини е явление, характерно за слабо развитите страни. С намаляване на количеството протеин в кръвта, осмотичното налягане на кръвта намалява, поема водата от тъканите по-зле, появява се гладен оток.
Същност на процеса
Хидролизата на протеини се осъществява под въздействието на протеолитични ензими (биологични катализатори). Протича при незначителни температури. Всички ензими на стомашно-чревния тракт действат върху пептидната връзка, но всеки избира "своите" връзки, които образуват определени аминокиселини.
Например, пепсинът бързо разрушава връзките между остатъците от серин и аланин, докато трипсинът "разпознава" лизиновите и аргининовите групи.
В стомаха разрушаването се извършва под въздействието на киселинната среда на стомашния сок, както и поради действието на пепсина. Той разрушава вътрешните връзки в протеиновата молекула, продуктът на взаимодействието ще бъде големи фрагменти от протеиновия полимер - пептони. Те отиват в дванадесетопръстника, където впоследствие се превръщат под въздействието на ензими: химоптрипсин, трипсин, пептидази. Разграждането на протеина е свързано с разрушаването на пептидните връзки, които са засегнати от ензима. След лечение с химотрипсинполовината от пептидните връзки са хидролизирани.
Последващото разграждане на протеина се извършва в тънките черва под въздействието на пептидазни ензими.
Карбоксипептидазите са способни да разцепват аминокиселините от остатъците от протеиновата структура от карбоксилния край, а аминопептидазите действат от страната, където присъства свободната аминогрупа, разделяйки дипептидите на свободни аминокиселини.
Поради съвместното действие на група ензими в различни части на стомашно-чревния тракт, хранителният протеин се разгражда напълно до свободни аминокиселини.
Те се абсорбират през стените на малки капиляри и се озовават в кръвта. Повечето от тези аминокиселини се разпределят в живия организъм, влизат в органите и тъканите. В клетките те се използват за изграждане на нови протеини, които са специфични за даден организъм. Това се използва от лекарите при извършване на процедура по кръвопреливане, така че да няма отхвърляне на донорния материал.
Качество на протеин
В живия организъм процесите на обновяване и разрушаване на клетките, както и на извънклетъчното вещество, което съдържа протеинови молекули, протичат постоянно, макар и с различна скорост.
Процесът на разграждане на протеина е придружен от освобождаване на значително количество енергия.
Диетата без протеини води до смърт, тъй като тялото не получава необходимите аминокиселини. Важно е не само количеството протеини, които се консумират с храната, но и тяхното качество. Например, за да се компенсира протеинът, който се е разложил в тялото, е необходимо това с хранатадойде 1 g от аминокиселината метионин. Протеините на косата, перата, вълната съдържат пълен аминокиселинен състав. До 1915 г. е установено, че протеинът зеин, който е част от царевицата, не стимулира клетъчния растеж. Когато към него се добави аминокиселината триптофан, живите организми растат напълно.
Протеини от различни органи, тъкани, организми имат значителни разлики в молекулното тегло, заряда, аминокиселинния състав и други параметри. Протеинът на един организъм е чужд за друг. Разграждането на протеина води до образуването на аминокиселини, които са необходими за храненето.
