Jak przebiega proces rozpadu białek w naszym ciele? Te substancje organiczne są głównym materiałem biologicznym do tworzenia i wzrostu żywych komórek. Liczne funkcje, jakie cząsteczki białka pełnią w żywym organizmie, nie mogą być kompensowane przez inne pierwiastki i substancje, ponieważ to właśnie w polipeptydach znajdują się niezbędne aminokwasy. Głównym celem białek jest ich udział w replikacji cząsteczek RNA i DNA.
Znaczenie procesu rozpadu cząsteczek białek
Nie można sobie wyobrazić pełnego życia bez związków białkowych. Są głównym materiałem do budowy nowych komórek, narządów i różnych tkanek. Produkty rozpadu białek to aminokwasy. Są one niezbędne żywej istocie do syntezy nowych, specyficznych dla danego organizmu cząsteczek białek. Aminokwasy pozyskiwane z rozpadu cząsteczek białek są niezbędne do tworzenia wielu hormonów, enzymów,hemoglobina, inne substancje pełniące ważne funkcje w organizmie.
Niezbędne aminokwasy, które dostają się do organizmu tylko z pożywieniem, powstają podczas hydrolizy cząsteczek białka. Proces tworzenia nowego białka z reszt aminokwasowych pozwala organizmowi otrzymać energię i budulec do syntezy nowych komórek.
Mechanizm procesu rozkładu białek
Rozważmy to zjawisko bardziej szczegółowo. Proces rozpadu białek związany jest z reakcjami biochemicznymi zachodzącymi w jamie jelita cienkiego. Choroby jelita cienkiego i trzustki niekorzystnie wpływają na ten proces. Rozpadowi jednego kilograma białka powinno towarzyszyć uwolnienie 17,6 kJ energii. Po rozpadzie polipeptydu na aminokwasy proces się nie zatrzymuje. Następnie dochodzi do powstawania produktów nieorganicznych: dwutlenku węgla, amoniaku, siarkowodoru, wody.
Funkcje
Rozpad białek w organizmie to proces, który dostarcza organizmowi niezbędnej ilości energii. Te związki organiczne zawierają ponad dwadzieścia aminokwasów, ale tylko osiem z nich może być syntetyzowanych w organizmie. Brakujące aminokwasy nazywane są niezbędnymi, mogą dostać się do organizmu tylko wraz z pożywieniem. Aby całkowicie przyswoić białko pokarmowe, aminokwasy muszą być w nim zawarte w ściśle określonej proporcji. Jest indywidualny dla każdego żywego organizmu. Przy braku jednego z aminokwasów, podczas rozpadu cząsteczek białka,udział innych aminokwasów w syntezie białka specyficznego dla żywego organizmu.
Cechy produktów rozpadu
W organizmie systematycznie brakuje lub brakuje białka. Końcowe produkty rozpadu białek są materiałem do żywotnej aktywności żywego organizmu. Eksperci ze Światowej Organizacji Zdrowia udowodnili, że niedobór białka jest zjawiskiem charakterystycznym dla krajów słabo rozwiniętych. Wraz ze spadkiem ilości białka we krwi spada ciśnienie osmotyczne krwi, gorzej pobiera wodę z tkanek, pojawia się obrzęk głodowy.
Esencja procesu
Hydroliza białek zachodzi pod wpływem enzymów proteolitycznych (katalizatorów biologicznych). Przebiega w nieznacznych temperaturach. Wszystkie enzymy przewodu pokarmowego działają na wiązanie peptydowe, ale każdy wybiera „swoje” wiązania, które tworzą określone aminokwasy.
Na przykład pepsyna szybko niszczy wiązania między resztami seryny i alaniny, podczas gdy trypsyna „rozpoznaje” grupy lizyny i argininy.
W żołądku zniszczenie odbywa się pod wpływem kwaśnego środowiska soku żołądkowego, a także w wyniku działania pepsyny. Zrywa wiązania wewnętrzne w cząsteczce białka, produktem interakcji będą duże fragmenty polimeru białkowego – peptony. Trafiają do dwunastnicy, gdzie są następnie przekształcane pod wpływem enzymów: chymoptrypsyny, trypsyny, peptydaz. Degradacja białka wiąże się z niszczeniem wiązań peptydowych, na które wpływa enzym. Po leczeniu chymotrypsynąpołowa wiązań peptydowych ulega hydrolizie.
Następny rozpad białek zachodzi w jelicie cienkim pod wpływem enzymów peptydazy.
Karboksypeptydazy są w stanie odciąć aminokwasy od reszt struktury białkowej od końca karboksylowego, a aminopeptydazy działają po stronie, w której obecna jest wolna grupa aminowa, dzieląc dipeptydy na wolne aminokwasy.
Dzięki wspólnemu działaniu grupy enzymów w różnych częściach przewodu pokarmowego, białko pokarmowe jest całkowicie rozkładane na wolne aminokwasy.
Są wchłaniane przez ściany małych naczyń włosowatych i trafiają do krwi. Większość z tych aminokwasów jest rozprowadzana po całym żywym organizmie, wchodzi do narządów i tkanek. W komórkach służą do budowy nowych białek specyficznych dla danego organizmu. Jest to wykorzystywane przez lekarzy podczas wykonywania procedury transfuzji krwi, aby nie doszło do odrzucenia materiału dawcy.
Jakość białka
W żywym organizmie procesy odnowy i niszczenia komórek, a także substancji pozakomórkowej, która zawiera cząsteczki białek, zachodzą nieustannie, choć z różnymi prędkościami.
Procesowi rozpadu białek towarzyszy uwolnienie znacznej ilości energii.
Dieta bezbiałkowa prowadzi do śmierci, ponieważ organizm nie otrzymuje niezbędnych aminokwasów. Ważna jest nie tylko ilość spożywanego z pożywieniem białka, ale także jego jakość. Na przykład, aby zrekompensować białko, które uległo rozkładowi w organizmie, konieczne jest, aby z pożywieniemprzyszedł 1 g aminokwasu metioniny. Proteiny włosów, piór, wełny zawierają kompletny skład aminokwasowy. Do 1915 roku odkryto, że białkowa zeina, która jest częścią kukurydzy, nie stymuluje wzrostu komórek. Po dodaniu do niego aminokwasu tryptofanu organizmy żywe w pełni rosną.
Białka różnych narządów, tkanek i organizmów mają znaczne różnice w masie cząsteczkowej, ładunku, składzie aminokwasowym i innych parametrach. Białko jednego organizmu jest obce drugiemu. Rozpad białek prowadzi do powstania aminokwasów potrzebnych do odżywiania.
