Kako se odvija proces razgradnje proteina u našem tijelu? Te su organske tvari glavni biološki materijal za stvaranje i rast živih stanica. Brojne funkcije koje proteinske molekule obavljaju u živom organizmu ne mogu se nadoknaditi drugim elementima i tvarima, jer se u polipeptidima nalaze esencijalne aminokiseline. Glavna svrha proteina je njihovo sudjelovanje u replikaciji RNA i DNA molekula.
Značaj procesa propadanja proteinskih molekula
Nemoguće je zamisliti pun život bez proteinskih spojeva. Oni su glavni materijal za izgradnju novih stanica, organa i različitih tkiva. Proizvodi razgradnje proteina su aminokiseline. Oni su potrebni živom biću da sintetizira nove proteinske molekule specifične za određeni organizam. Aminokiseline dobivene razgradnjom proteinskih molekula potrebne su za stvaranje mnogih hormona, enzima,hemoglobin, druge tvari koje obavljaju važne funkcije u tijelu.
Esencijalne aminokiseline, koje u organizam ulaze samo s hranom, nastaju tijekom hidrolize proteinskih molekula. Proces stvaranja novog proteina iz ostataka aminokiselina omogućuje tijelu da primi energiju i građevni materijal za sintezu novih stanica.
Mehanizam procesa razgradnje proteina
Razmotrimo ovaj fenomen detaljnije. Proces razgradnje proteina povezan je s biokemijskim reakcijama koje se javljaju u šupljini tankog crijeva. Bolesti tankog crijeva i gušterače negativno utječu na ovaj proces. Razgradnju jednog kilograma proteina trebalo bi pratiti oslobađanje 17,6 kJ energije. Nakon što se polipeptid razgradi na aminokiseline, proces se ne zaustavlja. Zatim dolazi do stvaranja anorganskih proizvoda: ugljičnog dioksida, amonijaka, sumporovodika, vode.
Značajke
Razgradnja proteina u tijelu je proces koji tijelu osigurava potrebnu količinu energije. Ovi organski spojevi sadrže više od dvadeset aminokiselina, ali samo osam ih se može sintetizirati unutar tijela. Aminokiseline koje nedostaju nazivaju se esencijalnim, u tijelo 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, tijekom razgradnje proteinskih molekula,sudjelovanje drugih aminokiselina u sintezi proteina specifičnog za živi organizam.
Značajke proizvoda raspadanja
Tijelu sustavno nedostaje ili mu nedostaje proteina. Krajnji proizvodi razgradnje proteina materijal su za vitalnu aktivnost živog organizma. Stručnjaci Svjetske zdravstvene organizacije dokazali su da je nedostatak proteina pojava karakteristična za nerazvijene zemlje. Smanjenjem količine bjelančevina u krvi, osmotski tlak krvi opada, sve lošije uzima vodu iz tkiva, pojavljuje se gladni edem.
Suština procesa
Hidroliza proteina događa se pod utjecajem proteolitičkih enzima (bioloških katalizatora). Nastavlja se na beznačajnim temperaturama. Svi enzimi gastrointestinalnog trakta djeluju na peptidnu vezu, ali svaki odabire "svoje" veze koje tvore određene aminokiseline.
Na primjer, pepsin brzo uništava veze između ostataka serina i alanina, dok tripsin "prepoznaje" grupe lizina i arginina.
U želucu se uništavanje vrši pod utjecajem kiselog okruženja želučanog soka, kao i zbog djelovanja pepsina. Razbija unutarnje veze u proteinskoj molekuli, produkt interakcije bit će veliki fragmenti proteinskog polimera - peptona. Odlaze u duodenum, gdje se naknadno pretvaraju pod utjecajem enzima: kimoptripsina, tripsina, peptidaza. Razgradnja proteina povezana je s uništavanjem peptidnih veza, na koje utječe enzim. Nakon tretmana kimotripsinompolovica peptidnih veza je hidrolizirana.
Naknadna razgradnja proteina odvija se u tankom crijevu pod utjecajem enzima peptidaze.
Karboksipeptidaze su sposobne cijepati aminokiseline od ostataka proteinske strukture s karboksilnog kraja, a aminopeptidaze djeluju na strani gdje je prisutna slobodna amino skupina, cijepajući dipeptide u slobodne aminokiseline.
Zbog zajedničkog djelovanja skupine enzima u različitim dijelovima gastrointestinalnog trakta, proteini hrane se potpuno razgrađuju na slobodne aminokiseline.
Apsorbiraju se kroz stijenke malih kapilara i završavaju u krvi. Većina ovih aminokiselina se distribuira u cijelom živom organizmu, ulazi u organe i tkiva. U stanicama se koriste za izgradnju novih proteina koji su specifični za određeni organizam. To koriste liječnici prilikom izvođenja postupka transfuzije krvi kako ne bi došlo do odbacivanja materijala darivatelja.
Kvaliteta proteina
U živom organizmu procesi obnove i uništavanja stanica, kao i izvanstanične tvari, koja sadrži proteinske molekule, odvijaju se neprestano, ali različitom brzinom.
Proces razgradnje proteina je popraćen oslobađanjem značajne količine energije.
Dijeta bez proteina dovodi do smrti, jer tijelo ne prima potrebne aminokiseline. Nije važna samo količina proteina koji se unose hranom, već i njihova kvaliteta. Primjerice, kako bi se nadoknadio protein koji se raspao u tijelu, potrebno je to hranomdošao je 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 potiče 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 drugom je stran. Razgradnja proteina dovodi do stvaranja aminokiselina koje su potrebne za prehranu.
