Ako prebieha proces rozkladu bielkovín v našom tele? Tieto organické látky sú hlavným biologickým materiálom pre tvorbu a rast živých buniek. Množstvo funkcií, ktoré molekuly bielkovín vykonávajú v živom organizme, nie je možné kompenzovať inými prvkami a látkami, pretože práve v polypeptidoch sa nachádzajú esenciálne aminokyseliny. Hlavným účelom proteínov je ich účasť na replikácii molekúl RNA a DNA.
Význam procesu rozpadu molekúl bielkovín
Je nemožné si predstaviť plnohodnotný život bez proteínových zlúčenín. Sú hlavným materiálom na stavbu nových buniek, orgánov a rôznych tkanív. Produkty rozkladu bielkovín sú aminokyseliny. Sú potrebné na to, aby živá bytosť syntetizovala nové proteínové molekuly špecifické pre daný organizmus. Aminokyseliny získané rozkladom molekúl bielkovín sú potrebné na tvorbu mnohých hormónov, enzýmov,hemoglobín, ďalšie látky, ktoré v tele vykonávajú dôležité funkcie.
Esenciálne aminokyseliny, ktoré sa do tela dostávajú až s potravou, vznikajú pri hydrolýze molekúl bielkovín. Proces tvorby nového proteínu zo zvyškov aminokyselín umožňuje telu prijímať energiu a stavebný materiál na syntézu nových buniek.
Mechanizmus procesu rozkladu bielkovín
Pozrime sa na tento jav podrobnejšie. Proces štiepenia bielkovín je spojený s biochemickými reakciami vyskytujúcimi sa v dutine tenkého čreva. Choroby tenkého čreva a pankreasu nepriaznivo ovplyvňujú tento proces. Odbúravanie jedného kilogramu bielkovín by malo sprevádzať uvoľnenie 17,6 kJ energie. Po rozpade polypeptidu na aminokyseliny sa proces nezastaví. Ďalej prichádza tvorba anorganických produktov: oxid uhličitý, amoniak, sírovodík, voda.
Funkcie
Rozklad bielkovín v tele je proces, ktorý dodáva telu potrebné množstvo energie. Tieto organické zlúčeniny obsahujú viac ako dvadsať aminokyselín, ale iba osem z nich môže byť syntetizovaných v tele. Chýbajúce aminokyseliny sa nazývajú esenciálne, do tela sa môžu dostať len s jedlom. Pre úplnú asimiláciu potravinového proteínu musia byť v ňom obsiahnuté aminokyseliny v presne definovanom pomere. Pre každý živý organizmus je to individuálne. Pri nedostatku jednej z aminokyselín počas rozkladu molekúl bielkovín,účasť iných aminokyselín na syntéze proteínu špecifického pre živý organizmus.
Vlastnosti produktov rozkladu
Telu systematicky chýbajú alebo chýbajú bielkoviny. Konečné produkty rozkladu bielkovín sú materiálom pre životne dôležitú činnosť živého organizmu. Odborníci zo Svetovej zdravotníckej organizácie dokázali, že nedostatok bielkovín je jav charakteristický pre zaostalé krajiny. S poklesom množstva bielkovín v krvi klesá osmotický tlak krvi, horšie odoberá vodu z tkanív, objavuje sa hladný edém.
Spracovanie esencie
K hydrolýze bielkovín dochádza pod vplyvom proteolytických enzýmov (biologických katalyzátorov). Prebieha pri nevýznamných teplotách. Všetky enzýmy gastrointestinálneho traktu pôsobia na peptidovú väzbu, ale každý si vyberá „svoje“väzby, ktoré tvoria určité aminokyseliny.
Napríklad pepsín rýchlo ničí väzby medzi serínovými a alanínovými zvyškami, zatiaľ čo trypsín „rozpoznáva“lyzínové a arginínové skupiny.
V žalúdku dochádza k deštrukcii pod vplyvom kyslého prostredia žalúdočnej šťavy, ako aj v dôsledku pôsobenia pepsínu. Rozbije vnútorné väzby v molekule proteínu, produktom interakcie budú veľké fragmenty polyméru proteínu – peptóny. Prechádzajú do dvanástnika, kde sa následne konvertujú pod vplyvom enzýmov: chymoptrypsín, trypsín, peptidázy. Degradácia bielkovín je spojená s deštrukciou peptidových väzieb, ktoré sú ovplyvnené enzýmom. Po liečbe chymotrypsínompolovica peptidových väzieb je hydrolyzovaná.
Následný rozklad bielkovín prebieha v tenkom čreve pod vplyvom peptidázových enzýmov.
Karboxypeptidázy sú schopné odštiepiť aminokyseliny zo zvyškov proteínovej štruktúry od karboxylového konca a aminopeptidázy pôsobia na strane, kde je prítomná voľná aminoskupina, pričom štiepia dipeptidy na voľné aminokyseliny.
V dôsledku spoločného pôsobenia skupiny enzýmov v rôznych častiach gastrointestinálneho traktu sa potravinové bielkoviny úplne rozložia na voľné aminokyseliny.
Vstrebávajú sa cez steny malých kapilár a končia v krvi. Väčšina týchto aminokyselín je distribuovaná v celom živom organizme, vstupuje do orgánov a tkanív. V bunkách sa používajú na stavbu nových bielkovín, ktoré sú špecifické pre daný organizmus. Toto používajú lekári pri vykonávaní transfúzie krvi, aby nedošlo k odmietnutiu darcovského materiálu.
Kvalita bielkovín
V živom organizme prebiehajú procesy obnovy a deštrukcie buniek, ako aj extracelulárnej substancie, ktorá obsahuje molekuly bielkovín neustále, aj keď rôznou rýchlosťou.
Proces rozkladu bielkovín je sprevádzaný uvoľnením značného množstva energie.
Bezbielkovinová diéta vedie k smrti, keďže telo nedostáva potrebné aminokyseliny. Dôležité je nielen množstvo bielkovín, ktoré sa s jedlom skonzumujú, ale aj ich kvalita. Napríklad, aby sa kompenzovala bielkovina, ktorá sa v tele rozpadla, je potrebné, aby to bolo s jedlomprišiel 1 g aminokyseliny metionínu. Bielkoviny vlasov, peria, vlny obsahujú kompletné zloženie aminokyselín. V roku 1915 sa zistilo, že proteín zeín, ktorý je súčasťou kukurice, nestimuluje rast buniek. Keď sa k tomu pridá aminokyselina tryptofán, živé organizmy úplne rastú.
Proteíny rôznych orgánov, tkanív, organizmov majú významné rozdiely v molekulovej hmotnosti, náboji, zložení aminokyselín a iných parametroch. Proteín jedného organizmu je pre druhý cudzí. Rozklad bielkovín vedie k tvorbe aminokyselín, ktoré sú potrebné pre výživu.
