Jak probíhá proces štěpení bílkovin v našem těle? Tyto organické látky jsou hlavním biologickým materiálem pro tvorbu a růst živých buněk. Četné funkce, které molekuly bílkovin v živém organismu plní, nemohou být kompenzovány jinými prvky a látkami, protože právě v polypeptidech se nacházejí esenciální aminokyseliny. Hlavním účelem proteinů je jejich účast na replikaci molekul RNA a DNA.
Význam procesu rozpadu molekul bílkovin
Je nemožné si představit plnohodnotný život bez proteinových sloučenin. Jsou hlavním materiálem pro stavbu nových buněk, orgánů a různých tkání. Produkty rozkladu bílkovin jsou aminokyseliny. Jsou nezbytné, aby živá bytost syntetizovala nové molekuly bílkovin specifické pro daný organismus. Aminokyseliny získané rozkladem molekul bílkovin jsou potřebné pro tvorbu mnoha hormonů, enzymů,hemoglobin, další látky, které v těle plní důležité funkce.
Esenciální aminokyseliny, které se dostávají do těla pouze s potravou, vznikají při hydrolýze molekul bílkovin. Proces tvorby nového proteinu ze zbytků aminokyselin umožňuje tělu přijímat energii a stavební materiál pro syntézu nových buněk.
Mechanismus procesu štěpení bílkovin
Podívejme se na tento fenomén podrobněji. Proces štěpení bílkovin je spojen s biochemickými reakcemi probíhajícími v dutině tenkého střeva. Onemocnění tenkého střeva a slinivky břišní tento proces nepříznivě ovlivňují. Odbourání jednoho kilogramu bílkovin by mělo být doprovázeno uvolněním 17,6 kJ energie. Poté, co se polypeptid rozloží na aminokyseliny, proces se nezastaví. Dále přichází tvorba anorganických produktů: oxid uhličitý, amoniak, sirovodík, voda.
Funkce
Rozklad bílkovin v těle je proces, který tělu dodává potřebné množství energie. Tyto organické sloučeniny obsahují více než dvacet aminokyselin, ale pouze osm z nich může být syntetizováno uvnitř těla. Chybějící aminokyseliny se nazývají esenciální, do těla se mohou dostat pouze s potravou. Pro úplnou asimilaci potravinového proteinu musí být aminokyseliny v něm obsaženy v přesně definovaném poměru. U každého živého organismu je to individuální. Při nedostatku jedné z aminokyselin při rozpadu molekul bílkovin,účast jiných aminokyselin na syntéze proteinu specifického pro živý organismus.
Vlastnosti produktů rozkladu
Tělo systematicky chybí nebo chybí bílkoviny. Konečné produkty štěpení bílkovin jsou materiálem pro životně důležitou činnost živého organismu. Odborníci ze Světové zdravotnické organizace prokázali, že nedostatek bílkovin je jev charakteristický pro zaostalé země. S poklesem množství bílkovin v krvi se snižuje osmotický tlak krve, hůře odebírá vodu z tkání, objevují se hladové otoky.
Procesní esence
K hydrolýze bílkovin dochází pod vlivem proteolytických enzymů (biologických katalyzátorů). Probíhá při nevýznamných teplotách. Všechny enzymy gastrointestinálního traktu působí na peptidovou vazbu, ale každý si vybírá „své“vazby, které tvoří určité aminokyseliny.
Například pepsin rychle ničí vazby mezi serinovými a alaninovými zbytky, zatímco trypsin „rozpoznává“lysinové a argininové skupiny.
V žaludku dochází k destrukci vlivem kyselého prostředí žaludeční šťávy a také působením pepsinu. Rozbije vnitřní vazby v molekule proteinu, produktem interakce budou velké fragmenty proteinového polymeru – peptony. Směřují do duodena, kde jsou následně přeměněny pod vlivem enzymů: chymoptrypsin, trypsin, peptidázy. Degradace bílkovin je spojena s destrukcí peptidových vazeb, které jsou ovlivněny enzymem. Po léčbě chymotrypsinempolovina peptidových vazeb je hydrolyzována.
Následný rozklad bílkovin probíhá v tenkém střevě pod vlivem enzymů peptidáz.
Karboxypeptidázy jsou schopny odštěpit aminokyseliny ze zbytků proteinové struktury od karboxylového konce a aminopeptidázy působí na straně, kde je přítomna volná aminoskupina, štěpí dipeptidy na volné aminokyseliny.
Díky společnému působení skupiny enzymů v různých částech gastrointestinálního traktu se potravinové bílkoviny zcela rozloží na volné aminokyseliny.
Vstřebávají se stěnami malých kapilár a končí v krvi. Většina těchto aminokyselin je distribuována v celém živém organismu, vstupuje do orgánů a tkání. V buňkách se používají ke stavbě nových proteinů, které jsou specifické pro daný organismus. Toho využívají lékaři při provádění transfuze krve, aby nedošlo k odmítnutí dárcovského materiálu.
Kvalita bílkovin
V živém organismu neustále, i když různou rychlostí, probíhají procesy obnovy a destrukce buněk i extracelulární substance, která obsahuje molekuly bílkovin.
Proces štěpení bílkovin je doprovázen uvolněním značného množství energie.
Bezproteinová dieta vede ke smrti, protože tělo nedostává potřebné aminokyseliny. Důležité je nejen množství bílkovin, které se s jídlem zkonzumují, ale také jejich kvalita. Například pro kompenzaci bílkovin, které se v těle rozložily, je nutné to s jídlempřišel 1 g aminokyseliny methioninu. Proteiny vlasů, peří, vlny obsahují kompletní aminokyselinové složení. V roce 1915 bylo zjištěno, že protein zein, který je součástí kukuřice, nestimuluje růst buněk. Když se k ní přidá aminokyselina tryptofan, živé organismy plně rostou.
Proteiny různých orgánů, tkání, organismů mají významné rozdíly v molekulové hmotnosti, náboji, složení aminokyselin a dalších parametrech. Protein jednoho organismu je cizí druhému. Rozklad bílkovin vede k tvorbě aminokyselin, které jsou potřebné pro výživu.
