Kako poteka proces razgradnje beljakovin v našem telesu? Te organske snovi so glavni biološki material za nastanek in rast živih celic. Številnih funkcij, ki jih beljakovinske molekule opravljajo v živem organizmu, ni mogoče nadomestiti z drugimi elementi in snovmi, saj so esencialne aminokisline v polipeptidih. Glavni namen beljakovin je njihova udeležba pri replikaciji RNA in DNK molekul.
Pomen procesa razpadanja beljakovinskih molekul
Nemogoče si je predstavljati polno življenje brez beljakovinskih spojin. So glavni material za gradnjo novih celic, organov in različnih tkiv. Produkti razgradnje beljakovin so aminokisline. Potrebni so, da živo bitje sintetizira nove beljakovinske molekule, specifične za določen organizem. Aminokisline, pridobljene z razgradnjo beljakovinskih molekul, so potrebne za tvorbo številnih hormonov, encimov,hemoglobin, druge snovi, ki opravljajo pomembne funkcije v telesu.
Esencialne aminokisline, ki vstopijo v telo le s hrano, nastanejo pri hidrolizi beljakovinskih molekul. Proces tvorbe nove beljakovine iz aminokislinskih ostankov omogoča telesu, da prejme energijo in gradbeni material za sintezo novih celic.
Mehanizem procesa razgradnje beljakovin
Oglejmo si ta pojav podrobneje. Proces razgradnje beljakovin je povezan z biokemičnimi reakcijami, ki se pojavljajo v votlini tankega črevesa. Bolezni tankega črevesa in trebušne slinavke negativno vplivajo na ta proces. Razgradnjo enega kilograma beljakovin naj bi spremljalo sproščanje 17,6 kJ energije. Ko se polipeptid razgradi na aminokisline, se proces ne ustavi. Sledi tvorba anorganskih produktov: ogljikov dioksid, amoniak, vodikov sulfid, voda.
Funkcije
Razgradnja beljakovin v telesu je proces, ki telesu zagotovi potrebno količino energije. Te organske spojine vsebujejo več kot dvajset aminokislin, vendar jih je v telesu mogoče sintetizirati le osem. Manjkajoče aminokisline imenujemo esencialne, v telo lahko vstopijo le s hrano. Za popolno asimilacijo živilskih beljakovin morajo biti aminokisline vsebovane v strogo določenem razmerju. Za vsak živi organizem je individualno. Ob pomanjkanju ene od aminokislin med razgradnjo beljakovinskih molekul,sodelovanje drugih aminokislin pri sintezi beljakovin, značilnih za živi organizem.
Lastnosti produktov razpadanja
Telesu sistematično primanjkuje ali mu primanjkuje beljakovin. Končni produkti razgradnje beljakovin so material za vitalno aktivnost živega organizma. Strokovnjaki Svetovne zdravstvene organizacije so dokazali, da je pomanjkanje beljakovin pojav, značilen za nerazvite države. Z zmanjšanjem količine beljakovin v krvi se osmotski tlak krvi zmanjša, slabše odvzame vodo iz tkiv, pojavi se lačen edem.
Essence procesa
Hidroliza beljakovin poteka pod vplivom proteolitičnih encimov (bioloških katalizatorjev). Poteka pri nepomembnih temperaturah. Vsi encimi gastrointestinalnega trakta delujejo na peptidno vez, vendar vsak izbere "svoje" vezi, ki tvorijo določene aminokisline.
Na primer, pepsin hitro uniči vezi med ostanki serina in alanina, medtem ko tripsin "prepozna" lizinske in argininske skupine.
V želodcu se uničenje izvaja pod vplivom kislega okolja želodčnega soka, pa tudi zaradi delovanja pepsina. Prekine notranje vezi v proteinski molekuli, produkt interakcije bodo veliki fragmenti beljakovinskega polimera - peptoni. Gredo v dvanajstnik, kjer se nato pretvorijo pod vplivom encimov: himoptripsina, tripsina, peptidaz. Razgradnja beljakovin je povezana z uničenjem peptidnih vezi, na katere vpliva encim. Po zdravljenju s kimotripsinompolovica peptidnih vezi je hidrolizirana.
Naslednja razgradnja beljakovin poteka v tankem črevesu pod vplivom peptidaznih encimov.
Karboksipeptidaze so sposobne cepiti aminokisline iz ostankov proteinske strukture s karboksilnega konca, aminopeptidaze pa delujejo na strani, kjer je prisotna prosta amino skupina, in delijo dipeptide na proste aminokisline.
Zaradi skupnega delovanja skupine encimov v različnih delih prebavil se beljakovine hrane popolnoma razgradijo na proste aminokisline.
Absorbirajo se skozi stene majhnih kapilar in končajo v krvi. Večina teh aminokislin se porazdeli po živem organizmu, vstopi v organe in tkiva. V celicah se uporabljajo za izgradnjo novih beljakovin, ki so specifične za določen organizem. To uporabljajo zdravniki pri izvajanju postopka transfuzije krvi, da ne pride do zavrnitve darovalca.
Kakovost beljakovin
V živem organizmu so procesi obnavljanja in uničenja celic, pa tudi zunajcelične snovi, ki vsebuje beljakovinske molekule, nenehno, čeprav z različno hitrostjo.
Proces razgradnje beljakovin spremlja sproščanje znatne količine energije.
Dieta brez beljakovin vodi v smrt, saj telo ne prejme potrebnih aminokislin. Ni pomembna le količina beljakovin, ki jih zaužijemo s hrano, temveč tudi njihova kakovost. Na primer, da bi nadomestili beljakovine, ki so razpadle v telesu, je to potrebno s hranoprišel 1 g aminokisline metionin. Beljakovine las, perja, volne vsebujejo popolno aminokislinsko sestavo. Do leta 1915 je bilo ugotovljeno, da beljakovina zein, ki je del koruze, ne spodbuja rasti celic. Ko ji dodamo aminokislino triptofan, živi organizmi v celoti rastejo.
Beljakovine različnih organov, tkiv, organizmov imajo pomembne razlike v molekulski masi, naboju, sestavi aminokislin in drugih parametrih. Beljakovine enega organizma so drugemu tuje. Razgradnja beljakovin vodi do tvorbe aminokislin, ki so potrebne za prehrano.
