Białka- metabolizm
Białka - najważniejsza pod względem ilościowym - grupa makrocząsteczek w organizmie ludzkim
Białka są głównym nośnikiem azotu w każdym organizmie
Bilans azotowy - miara obrotu metabolicznego białek
Rozkład białek pokarmowych
Rozkład białek wewnątrzkomórkowych
Rozkład białek pozakomórkowych
Zarys metabolizmu białek
Białka są polimerami związków zawierających azot
Jest on zawarty głównie w grupach aminowych aminokwasów:
♦ w g. aminowych
♦ w g. amidowych glutaminy i asparaginy
♦ w pierścieniu tryptofanu, proliny, hydroksyproliny
♦ w g. guanidynowych argininy
Obrót metaboliczny białek
W przypadku człowieka o przeciętnej masie ciała dzienny „obrót” białka wynosi
około 400 g,
Większość aa uwolnionych w wyniku rozpadu białek tkankowych jest ponownie wykorzystywana do syntezy białek
Około 25% aa, która ulega degradacji i musi być zastąpiona aa dostarczonymi z pożywieniem
Czym jest spowodowany szybki obrót metaboliczny białek w organizmie?
Wiele białek jest względnie krótko żyjącymi
tzn. że ich okres połowicznego rozkładu wynosi
średnio 2-8 dni,
do takich białek szczególnie krótko żyjących
należy wiele kluczowych enzymów metabolizmu
pośredniego,
ulegają one rozpadowi już po kilku godzinach po
ich syntezie i są zastępowane nowo powstałymi
cząsteczkami co umożliwia komórkom
dopasowanie ilości i aktywności ważnych
enzymów do ich aktualnego komórkowego
zapotrzebowania
Bilans azotowy
Jest to porównanie ilości azotu przyswojonego w ciągu doby do ilości azotu wydalonego,
U dorosłego i zdrowego człowieka bilans azotowy jest zrównoważony,
W okresie wzrostu i dojrzewania, a także w ciąży lub rekonwalescencji po
niektórych chorobach, bilans powinien być dodatni,
Ujemny bilans jest często objawem choroby, a to wskazuje na postępujący
ubytek białka z organizmu
Wszystkie komórki są zdolne do syntezy białek
Translacja - biosynteza przebiega w cytoplazmie, uczestniczą w niej złożone nukleoproteinowe - rybosomy
Funkcjonalne formy większości białek powstają w procesie kilkuetapowym:
♦ najpierw następuje wykształcenie aktywnej biologicznie konformacji łańcucha
peptydowego, co odbywa się z udziałem białek opiekuńczych - fałdowanie
♦ końcowego proces „potranslacyjnego” dojrzewania, który polega na
dołączaniu są do pofałdowanych białek dodatkowych grupy np.
oligosacharydynowe lub lipidowych - ten proces przebiega w Retikulum
endoplazmatycznym i w aparacie Golgiego
♦ gotowe białka są transportowane do miejsc swojego funkcjonalnego
przeznaczenia - sortowanie białek
Rozkład białek
wewnątrzkomórkowy degradacja niektórych białek przebiega w lizosomach - są one „żołądkiem komórki” i służą do rozkładu części składowych komórki, do tego wykorzystują ok. 40 różnych hydrolaz, które mogą trawić wszystkie rodzaje makrocząsteczek
wewnątrzkomórkowy pozalizosomalna degradacja niektórych białek odbywa się z udziałem proteasomów tj. wieloenzymatyczne kompleksy białkowe występujące w cytoplazmie i jądrze wszystkich komórek eukariotycznych
typowa komórka ludzka zawiera ok. 30 000 proteasomów
1. Białka do degradacji w proteasomach
naznaczane są ubikwityną (białko),
2. Naznaczone ubikwityna białka są
rozpoznawane przez proteasomy
i przytłaczane do nich,
3. Następuje etap ich rozfałdowania z
udziałem energii,
4. A po nim rozkład do aa, lecz ubikwityna
nie podlega temu procesowi i wraca do
ponownej aktywacji podobnie jak
proteasom.
Rozkład białek pozakomórkowych
Macierz pozakomórkowa skupia około połowy wszystkich białek organizmu ludzkiego,
Głównym, takim białkiem jest kolagen,
Dość obficie występuje elastyna, glikoproteiny błon podstawnych i rdzenie białkowe proteoglikanów,
Degradacja tych białek zachodzi przy udziale metaloproteinaz macierzy pozakomórkowej - MMP,
MMP są syntetyzowane i wydzielane poza komórki w postaci nieaktywnych prekursorów zwanych zymogenami (ok. 20 MMP opisano i wiadomym jest, że są endopeptydazami,
Najlepiej poznaną jest kolagenaza i żelatynaza,
Aktywność MMP jest regulowana przez tkankowe inhibitory metaloproteinaz - TIMP.