Распад белков в тканях

Уже упоминалось, что за сутки расщепляется около 400 граммов тканевых белков и что скорость обновления различных белков неодина­кова. Клетки разных органов содержат большое количество протеолитических ферментов, которые и обеспечивают внутриклеточный гидролиз белков. Основная часть белков гидролизуется в лизосомах. Основные причины распада тканевых белков следующие:

- старение клеток или повреждение их внешними факторами, после чего они деполимеризуются в лизосомах;

- денатурация белков, которая происходит непрерывно с опре­деленной скоростью;

- частичный протеолиз белков в ходе пострансляционной дост­ройки;

- переваривание белков пищеварительных соков (в основном это ферменты);

- регуляция концентрации белков путем индикации и репрессии. Механизм этой регуляции связан с механизмом разрушения соответст­вующих белков (ферментов, гормонов и др.) в условиях, когда необходи­мость в них отпала.

13.3. Метаболизм аминокислот

Пути распада аминокислот до конечных продуктов можно условно разделить на три группы: 1) пути распада, связанные с превращением NH₂-гpyпп (трансаминирование и дезаминирование); 2) пути распада углеродных скелетов аминокислот; 3) декарбоксилирование α-СООН -групп аминокислот. Третий путь является частным вариантом превраще­ния углеродных скелетов аминокислот.

Трансаминирование аминокислот

Трансаминирование (переаминирование) - это реакция обмена аминогруппы и кетогруппы между α-аминокислотой и α-кетокислотой по схеме:

α-аминокислота 1

α-кетокислота 2

Кетоаналог α-аминокислоты 1

α-аминокислота 2

Реакции трансаминирования обратимы, константа равновесия близка к единице. Направление превращения зависит от скорости посту­пления субстратов в клетку или скорости удаления продуктов реакции.

Реакции трансаминирования катализируются ферментами - аминотрансферазами. Аминотрансферазы имеются во всех животных и рас­тительных клетках, а также в микроорганизмах. Уже обнаружено более 50 аминотрансфераз. Аминотрансферазы содержатся практически во всех органах, но наиболее активно реакции трансаминирования проте­кают в печени.

Функциональное значение трансаминирования в разных органах различно. Например, работающая мышца выделяет в кровь наряду с мо­лочной кислотой значительные количества аланина. Аланин образуется в мышце из пировиноградной кислоты путем трансаминирования:

Пировиноградная кислота

Глутаминовая кислота

α-кетоглутаровая кислота

Аланин

Из кровотока аланин поглощается печенью, где в результате трансами­нирования вновь превращается в пировиноградную кислоту, а последняя используется для глюконеогенеза. Этим путем осуществляется перенос из мышц в печень не только пирувата, но и азота; в печени за счет ами­ногруппы аминокислот образуется мочевина, которая выводится из орга­низма.

Дезамииирование аминокислот

В тканях организма происходит отщепление аминогруппы от аминокислот с образованием аммиака. Этот процесс называется дезаминированием. Возможны четыре типа дезаминирования:

1) восстановительное:

Жирная кислота

2) гидролитическое:

Оксикислота

3. внутримолекулярное:

Ненасыщенная кислота

3. окислительное:

Кетокислота

Для большинства организмов, в том числе человека и животных, характерно окислительное дезаминирование, хотя для некоторых амино­кислот, например гистидина, имеет место внутримолекулярное дезами­нирование. Процесс окислительного дезаминирования аминокислот, за исключением дезаминирования глутаминовой кислоты, является необратимым. Из глутаминовой кислоты в присутствии НАД - фермента образуется α-кетоглутаровая кислота (метаболит цитратного цикла):

Глутаминовая кислота

α-кетоглутаровая кислота

Этот процесс служит связующим звеном между метаболизмом углеводов и метаболизмом глутаминовой кислоты.

В отличие от глутаминовой кислоты аминогруппы других амино­кислот превращаются в NН₃ непрямым путем. Сначала происходит трансаминирование аминокислоты с α-кетоглутаратом и образуется глутаминовая кислота, которая затем дезаминируется глутаматдегидрогеназой (рис. 37). Обе стадии этого процесса обратимы.

Рис. 37. Общая схема реакции дезаминирования аминокислот

Другой путь непрямого дезаминирования аминокислот включает перенос их аминогруппы сначала на аспартат, затем на инозиновую ки­слоту (ИМФ) с образованием АМФ и, наконец, дезаминирование АМФ (рис. 38).

Этот сложный путь дезаминирования аминокислот особенно ак­тивно протекает в мышечной ткани, которая содержит мало глутаматдегидрогеназы, а также в мозге.

Рис.38. Дезаминирование аминокислот с участием цикла ИМФ - АМФ