Белковый обмен

Белкам принадлежит ведущая роль в обмене веществ. Обмен белков лежит в основе всех жизненных отправлений организма животных. Если липиды и углеводы используются в организме главным образом для образования энергии, то белки, после расщепления их на аминокислоты в кишечнике и всасывания, используются на синтез белков тканей всех органов, на биосинтез ферментов, гормонов и других биологически активных соединений.

Первым этапом синтеза белков в организме является активация аминокислот. Активация аминокислот протекает в гиалоплазме клеток при участии АТФ, ферментов и катионов Mg²⁺. При этом образуются богатые энергией активные вещества – аминоациладенилаты. На синтез белков клеткой используется более 90 % АТФ. Для образования 1 полипептидной связи необходима 1 молекула АТФ.

В процессах обмена белков аминокислоты подвергаются дезаминированию, аминированию, переаминированию и декарбоксилированию с образованием жирных кислот, которые в цикле Кребса окисляются до воды и углекислоты с выделением энергии (образуется 15 молекул АТФ).

При определенных условиях все аминокислоты (за исключением цистина, оксипролина, лизина, метионани, лейцина) через процесс глюконеогенеза могут превращаться в углеводы. Путь превращения аминокислот в углеводы лежит через образование пирувата (ПВК), который путем декарбоксилирования превращается в ацетат и через ацетилкоэнзим А используется для образования энергии макроэргических связей в цикле Кребса. Это свидетельствует о тесной связи белкового обмена с углеводным и жировым обменами.

Для обеспечения непрерывного процесса обновления, а также дополнительных количеств белка в тканях и крови постоянно находятся свободные аминокислоты, им отводится центральное место в белковом метаболизме. Сумму свободных аминокислот всего организма называют фондом или аминокислотным пулом организма. По сравнению с количеством аминокислот, находящихся в тканях в форме белков, количество их в свободном состоянии очень мало.

Аланин, цистеин, глицин, серин, треонин превращаются в ПВК, ацетил-коэнзим А à в цикл Кребса.

Изолейцин, лейцин, триптофан непосредственно превращаются в ацетил-коэнзим А à цикл Кребса.

Фенилаланин, тирозин, лейцин, лизин, триптофан превращаются в ацетоацетил-коэнзим А, он – в ацетил-коэнзим А à в цикл Кребса.

Аспартат, аспарагин превращаются в щавелевоуксусную кислоту à в цикл Кребса.

Кроме того, фенилаланин и тирозин могут превращаться в фумаровую кислоту.

Изолейцин, метионин, валин могут превращаться в сукцинил-коэнзим А.

Аргинин, гистидин, глутамин, пролин через глутамат превращаются в α-кетоглутаровую кислоты, она – в янтарную кислоту и далее в цикл Кребса.