Эндопептидазы желудочно-кишечного тракта

Биохимические процессы переваривания белков

Процессы переваривания белков решают следующие задачи:

· под действием протеолитических ферментов, входящих в состав желудочно-кишечных секретов происходит гидролиз пептидных связей и образование в конечном итоге свободных АМК;

· облегчается транспорт продуктов переваривания во внутреннюю среду организма;

· молекулы белков в процессе гидролиза лишаются видовой специфичности, а продукты переваривания не обладают антигенными свойствами;

· пищеварение белков является основным поставщиком экзогенных аминокислот в организм.

Метаболизм аминокислот. Свободные аминокислоты всасываются и после транспорта кровью включаются в клетках в различные метаболические пути, главным из которых является синтез собственных белков, а также других азот содержащих соединений, например таких, как тироксин, адреналин, гистамин, выполняющих специфические функции. Аминокислоты используются в процессах генерации энергии, включаясь в реакции катаболизма. Источники аминокислот и пути их использования представлены на рис. 2.

Гидролиз тканевых белков (~ 400 г в сутки) не обеспечивает затрат аминокислот, необходимых при использовании их как исходных веществ для катаболизма или синтеза других азотсодержащих соединений. Синтез аминокислот из углеводов также не обеспечивает всех потребностей организма, так как из углеводов возможен синтез лишь углеродной части аминокислот, называемых заменимыми.

Следовательно, основным источником аминокислот в организме являются белки пищи человека или корма животных.

Состояние белкового обмена характеризует азотистый баланс — это разница между количеством азота, поступающего с пищей, и количеством выделяемого азота (в основном в составе мочевины).

95% всего азота в организме приходится на долю аминокислот. Следовательно, азотистый баланс характеризует состояние белкового и аминокислотного обмена.

Азотистое баланс (равновесие) – количество выводимого азота равно количеству поступающего характерно для здорового человека с нормальным ритмом питания.

Положительный азотистый баланс – выводится азота меньше, чем поступает, имеет место в период роста организма или при выздоровлении после истощающих заболеваний.

Отрицательный азотистый баланс – выводится азота больше, чем поступает) наблюдается при тяжелых, истощающих заболеваниях, голодании, старении.

Переваривание белков

В желудочно-кишечном тракте белки подвергаются гидролитическому расщеплению до аминокислот-мономеров, которые всасываются и затем поступают в клетки.

Переваривание пищевых белков начинается в желудке и завершается в тонком кишечнике под действием целого семейства протеолитических ферментов пептидгидролаз, пептидаз, протеаз (это названия-синонимы). В соответствии с механизмом действия эти ферменты делят на две группы: эндо- и экзопептидазы (Приложение 1).

Рис. 2. Источники и пути использования аминокислот:

а — синтез из углеводов (возможен только для группы заменимых аминокислот). Выбор одного из метаболических путей (б, в, г) зависит от строения аминокислоты, физического состояния организма и регуляции

 

Эндопептидазы: пепсин, трипсин и химотрипсин, расщепляют пептидные связи, расположенные во внутренних участках полипептидной цепи. Они синтезируются в виде неактивных предшественников – проферментов. Таким способом секретирующие клетки защищают свои собственные белки от разрушения этими ферментами.

После секреции проферменты активируются в просвете желудка или кишечника путем частичного протеолиза[1] (табл.1). В норме слизистая оболочка желудка и кишечника защищена от действия протеаз слоем слизи. Кроме того, поверхностный полисахаридный слой плазматической мембраны также предохраняет клетку от действия протеаз.

Таблица 1

Эндопептидазы желудочно-кишечного тракта

Профермент	Место синтеза	Место и механизм активации	Активатор
Пепсиноген	Главные клетки желудка	Полость желудка. Отщепление N-концевой части (42 остатка АМК)	HCl, пепсин, аутоактивация
Трипсиноген	Поджелудочная железа	Полость тонкого кишечника. Отщепление N-концевого гексапептида	Энтеропептидаза клеток кишечника
Химотрипсиноген	Поджелудочная железа	Полость тонкого кишечника. Расщепление 3 пептидных связей с образованием трех пептидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками	Трипсин