Kako teče proces razgradnje proteina u našem tijelu? Ove organske supstance su glavni biološki materijal za formiranje i rast živih ćelija. Brojne funkcije koje proteinski molekuli obavljaju u živom organizmu ne mogu se nadoknaditi drugim elementima i supstancama, jer se u polipeptidima nalaze esencijalne aminokiseline. Glavna svrha proteina je njihovo učešće u replikaciji RNA i DNK molekula.
Značaj procesa raspadanja proteinskih molekula
Nemoguće je zamisliti pun život bez proteinskih jedinjenja. Oni su glavni materijal za izgradnju novih ćelija, organa i različitih tkiva. Proizvodi razgradnje proteina su aminokiseline. Oni su neophodni živom biću da sintetiše nove proteinske molekule specifične za određeni organizam. Aminokiseline dobivene razgradnjom proteinskih molekula potrebne su za stvaranje mnogih hormona, enzima,hemoglobin, druge supstance koje obavljaju važne funkcije u tijelu.
Esencijalne aminokiseline, koje u organizam ulaze samo hranom, nastaju tokom hidrolize proteinskih molekula. Proces formiranja novog proteina iz ostataka aminokiselina omogućava tijelu da primi energiju i građevinski materijal za sintezu novih stanica.
Mehanizam procesa razgradnje proteina
Razmotrimo ovaj fenomen detaljnije. Proces razgradnje proteina povezan je s biohemijskim reakcijama koje se odvijaju u šupljini tankog crijeva. Bolesti tankog crijeva i pankreasa negativno utiču na ovaj proces. Razgradnju jednog kilograma proteina trebalo bi da prati oslobađanje 17,6 kJ energije. Nakon što se polipeptid razgradi na aminokiseline, proces se ne zaustavlja. Sljedeće dolazi do stvaranja neorganskih proizvoda: ugljičnog dioksida, amonijaka, sumporovodika, vode.
Karakteristike
Razgradnja proteina u tijelu je proces koji tijelu obezbjeđuje potrebnu količinu energije. Ova organska jedinjenja sadrže više od dvadeset aminokiselina, ali samo osam ih se može sintetizirati u tijelu. Aminokiseline koje nedostaju nazivaju se esencijalnim, u organizam mogu ući samo hranom. Za potpunu asimilaciju proteina hrane, aminokiseline moraju biti sadržane u njemu u strogo definiranom omjeru. To je individualno za svaki živi organizam. Uz nedostatak jedne od aminokiselina, tokom razgradnje proteinskih molekula,učešće drugih aminokiselina u sintezi proteina specifičnog za živi organizam.
Karakteristike proizvoda raspadanja
Tijelu sistematski nedostaju ili mu nedostaju proteini. Krajnji proizvodi razgradnje proteina su materijal za vitalnu aktivnost živog organizma. Stručnjaci Svjetske zdravstvene organizacije dokazali su da je nedostatak proteina pojava karakteristična za nerazvijene zemlje. Sa smanjenjem količine bjelančevina u krvi, osmotski tlak krvi opada, sve lošije uzima vodu iz tkiva, pojavljuje se gladni edem.
Suština procesa
Hidroliza proteina nastaje pod uticajem proteolitičkih enzima (bioloških katalizatora). Nastaje na beznačajnim temperaturama. Svi enzimi gastrointestinalnog trakta djeluju na peptidnu vezu, ali svaki odabire "svoje" veze koje formiraju određene aminokiseline.
Na primjer, pepsin brzo uništava veze između ostataka serina i alanina, dok tripsin "prepoznaje" lizinske i argininske grupe.
U želucu se uništavanje vrši pod uticajem kiselog okruženja želudačnog soka, kao i zbog delovanja pepsina. Razbija unutrašnje veze u proteinskoj molekuli, produkt interakcije će biti veliki fragmenti proteinskog polimera - peptona. Odlaze u duodenum, gdje se naknadno pretvaraju pod utjecajem enzima: himoptripsina, tripsina, peptidaza. Razgradnja proteina povezana je sa razaranjem peptidnih veza na koje enzim utiče. Nakon tretmana himotripsinompolovina peptidnih veza je hidrolizovana.
Naknadna razgradnja proteina se vrši u tankom crijevu pod utjecajem enzima peptidaze.
Karboksipeptidaze su u stanju da cijepaju aminokiseline od ostataka proteinske strukture sa karboksilnog kraja, a aminopeptidaze djeluju na strani gdje je prisutna slobodna amino grupa, cijepajući dipeptide u slobodne aminokiseline.
Usled zajedničkog delovanja grupe enzima u različitim delovima gastrointestinalnog trakta, proteini hrane se potpuno razlažu na slobodne aminokiseline.
Upijaju se kroz zidove malih kapilara i završavaju u krvi. Većina ovih aminokiselina se distribuira u živom organizmu, ulazi u organe i tkiva. U ćelijama se koriste za izgradnju novih proteina koji su specifični za određeni organizam. Ovo koriste liječnici kada obavljaju proceduru transfuzije krvi kako ne bi došlo do odbacivanja materijala donora.
Kvaliteta proteina
U živom organizmu procesi obnavljanja i uništavanja ćelija, kao i vanćelijske supstance, koja sadrži proteinske molekule, odvijaju se stalno, ali različitom brzinom.
Proces razgradnje proteina je praćen oslobađanjem značajne količine energije.
Dijeta bez proteina dovodi do smrti, jer tijelo ne prima potrebne aminokiseline. Bitna je ne samo količina proteina koji se unose hranom, već i njihov kvalitet. Na primjer, da bi se nadoknadio protein koji se raspao u tijelu, potrebno je to hranomdolazi 1 g aminokiseline metionin. Proteini kose, perja, vune sadrže kompletan sastav aminokiselina. Do 1915. godine otkriveno je da protein zein, koji je dio kukuruza, ne stimulira rast stanica. Kada mu se doda aminokiselina triptofan, živi organizmi u potpunosti rastu.
Proteini različitih organa, tkiva, organizama imaju značajne razlike u molekularnoj težini, naboju, sastavu aminokiselina i drugim parametrima. Protein jednog organizma je stran drugom. Razgradnja proteina dovodi do stvaranja aminokiselina koje su potrebne za ishranu.
