Обмен белков

1. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ План лекции

1
1. Переваривание и всасывание белков.
2. Внутриклеточный обмен
а. Пути синтеза аминокислот.
б. Пути распада аминокислот.
в. Пути обезвреживания аммиака.
г. Обезвреживание вредных веществ.
3. Обмен сложных белков.
а. Обмен нуклеопротеидов (синтез мочевой кислоты)
в. Обмен гемоглобина (пигменты кала и мочи)

2. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Переваривание белков
Тонкий
12-перстная
кишечник
Желудок
кишка
Место действия пепсина
Место действия трипсина
Полипептид (Белок)
иМесто
химотрипсина
действия пептидаз
Высокомолекулярные
Низкомолекулярные пептиды
пептиды
Дипептиды
Аминокислоты
Трипептиды
2

3. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

ПУТИ СИНТЕЗА АМИНОКИСЛОТ
3
1. ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ
Перенос аминогруппы с аминокислоты на
кетокислоту
2. ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ АМИНИРОВАНИЕ
Связывание аммиака кетокислотой

4. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

ПУТИ СИНТЕЗА АМИНОКИСЛОТ
4
ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ
(В общем виде)
COOH
I
CH2
I
CH2
I
CH-NH2
I
COOH
Глутаминовая
кислота
+
CH3
I
C=O
I
COOH
Аминофераза
Пировиноградная
кислота
COOH
I
CH2
I
CH2
I
C=О
I
COOH
Кетоглутаровая
кислота
+
CH3
I
CH-NH2
I
COOH
Аланин

5. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути синтеза аминокислот
5
Переаминирование I часть
Перевращение аминокислоты в кетокислоту
+ О
СН–ФП
таутомерия
±Н2О
СН–ФП
Фосфопиридоксаль
Аспарагиновая
кислота
Шиффово основание I
±Н2О
СН2–ФП
Шиффово основание II
+ NH2 СН2–ФП
Щавелевоуксусная
кислота
Фосфопиридоксамин

6. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути синтеза аминокислот
6
Переаминирование II часть
Превращение кетокислоты в аминокислоту
+ H2N СН2–ФП
±Н2О
СН2–ФП
таутомерия
Фосфопиридоксамин
Пировиноградная
кислота
СН–ФП
Шиффово основание I
Шиффово основание II
±Н2О
+ О
Аланин
СН–ФП
Фосфопиридоксаль

7. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути синтеза аминокислот
7
Восстановительное аминирование
Связывание аммиака кетокислотой
СН3
I
C=O
I
COOH
+NH3
-H2O
Пировиноградная
кислота
СН3
I
C=NH
I
COOH
Иминокислота
+НАДН2
СН3
I
Н–C–NH2
I
COOH
Аланин

8. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
8
1. Дезаминирование
Отнятие аминогруппы от аминокислоты в виде аммиака
Существуют 4 пути дезаминирования
1. Окислительное дезаминирование
2. Восстановительное дезаминирование
3. Гидролитическое дезаминирование
4. Внутримолекулярное перемещение
2. Декарбоксилирование
Отнятие углекислого газа от карбоксильной группы

9. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
9
Окислительное дезаминирование
Отнятие аминогруппы в виде аммиака с образованием
кетокислоты
NH3
СН3
I
Н-С-NH2
I
COOH
Аланин
НАДН2
+НАД
СН3
I
С=NH
I
COOH
Иминокислота
+Н2О
СН3
I
С=O
I
COOH
+ NH3
Пировиноградная
кислота

10. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
10
Восстановительное дезаминирование
Отнятие аминогруппы в виде аммиака с образованием
насыщенной жирной кислоты
NH3
СН3
I
Н-С-NH2
I
COOH
Аланин
НАДН2
СН3
I
СH2
I
COOH
Пропионовая
кислота
+ NH3

11. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
11
Гидролитическое дезаминирование
Отнятие аминогруппы в виде аммиака с образованием
оксикислоты
NH3
СН3
I
Н-С-NH2
I
COOH
Аланин
+Н2О
СН3
I
Н-С-ОH
I
COOH
Молочная
кислота
+ NH3

12. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
12
Внутримолекулярное перемещение
Отнятие аминогруппы в виде аммиака с образованием
ненасыщенной жирной кислоты
NH3
СООН
I
CH2
I
Н-С-NH2
I
COOH
Аспарагиновая
кислота
СООН
I
CH
II
СH
I
COOH
Фумаровая
кислота
+ NH3

13. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
13
Декарбоксилирование
Отнятие углекислого газа от карбоксильной группы
Декарбоксилаза
Лизин
Кадаверин

14. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Пути распада аминокислот
14
При декарбоксилировании некоторых аминокислот появляются ядовитые
амины
— СН2 – СН – СООН
I
NH2
— СН2 – СН – NH2
-CO2
—OH
Тирозин
СН2 – СН2 – СН2 – СН – СООН
I
I
NH2
NH2
—OH
Тирамин
-CO2
Орнитин
СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН – СООН
I
I
NH2
NH2
Лизин
СН2 – СН2 – СН2 – СН2
I
I
NH2
NH2
Путрисцин
-CO2
СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН
I
I
NH2
NH2
Кадаверин

15. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Образование мочевины по Кребсу
-Н2О
Цикл повторяется
- Н2О
Цикл повторяется
15

16. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Образование пурина и пиримидина
NH2
I
O=C
I
NH2
+
Мочевина
NH2
I
O=C
I
NH2
Мочевина
CH3
I
CHOH
I
СООН
Молочная
кис-та
+
CH3
I
CHOH
I
СООН
Молочная
кис-та
+
NH2
I
O=C
I
NH2
Мочевина
N = CH
I
I
HC C – N
II II
N – С – NН
Пурин
N = CH
I
I
HC CН
II II
N – СН
Пиримидин
16
CH

17. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Схема обмена белков
17

18. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обезвреживание вредных веществ
18
Под влиянием гнилостных бактерий из тирозина и триптофана образуются
крезол, фенол, скатол, индол – ядовитые вещества с неприятным
запахом, которые всасываются в кровь и при избытке могут проявлять свое
ядовитое действие
— СН2 – СН – СООН
I
NH2
—OH
— СН3
Бактериальные
—OH
ферменты
Тирозин
—OH
Крезол
Фенол
— СН2 – СН – СООН
Бактериальные
I
NH2
ферменты
NH
Триптофан
— СН3
NH
Скатол
NH
Индол

19. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обезвреживание вредных веществ
Перед окончательным обезвреживанием индол и скатол вначале
окисляются
— СН3
— СН3
+ Н2О
+ ФАД
NH
Скатол
— ОН
NH
Скатоксил
— ОН
+ Н2О
NH
Индол
+ ФАДН2
+ ФАД
+ ФАДН2
NH
Индоксил
19

20. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обезвреживание вредных веществ
20
Фенол, индол и скатол обезвреживаются с активной формой серной
кислоты – фосфоаденозинфосфосульфатом (ФАФС), при этом
индол и скатол вначале окисляются до индоксила и скатоксила
NH2
I
—OH
N
N
+
Фенол
N
N
OH
I
C–C
I
I
H H
OSO3H
P= O
O
OH
O
OPO3H
I
C
C – CH2 – O – P = O
I
I
OH
H
H
ФАФС
— ОН
NH
Индол
+H2O
+ ФАД
NH
Индоксил
+ФАФС
-Н2О
—OSO3H
+
Фенолсерная
кислота
— ОSO3H +KHCO
— ОSO3K
3
-H2CO3
Индоксилсерная
кислота
ФАФС
NH
Индикан

21. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обезвреживание вредных веществ
21
Еще одно вещество может обезвреживать вредные вещества –
это активная форма глюкуроновой кислоты (уридиндифосфоглюкуроновая
кислота – УДФ-ГК)
O
II
— СН3
HN
+
COOH
O
O=
N
Н
Н
—OH
Н
Н
ОН
Крезол
ОН
OH
OH
I
I
CH2 – O – P – O – P – O –
II
II
O
O
УДФ-ГК
COOH
H
О
H
H
HO
H
О
+ АДФ
OH
OH
H
Крезолглюкуроновая
кислота
CH3
О
H
H
H
HO
OH
OH
H

22. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обезвреживание вредных веществ
22
У млекопитающих бензойная кислота обезвреживается аминокислотой
глицином
СООН
Бензойная кис-та
+
Н2N – CH2 – COOH
Глицин
+H2O
CO – NH – CH2 – COOH
Гиппуровая кис-та
Таким образом в обезвреживании вредных веществ в организме
принимают участие:
1. Активная серная кислота – фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС)
2. Активная глюкуроновая кислота – уридиндифосфоглюкуроновая
кислота (УДФ-ГК)
3. Аминокислота – глицин

23. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

Обмен нуклеопротеидов
23
Образование мочевой кислоты
С – NH2
N
N
N
НC
С – OH
C
НC
N
CH Ксантиноксидаза
N
NН
Гипоксантин
N
C
N
NН
Гуанин
С – OH
C
N
CH
OH –С
C
N
Ксантин
NН
N
С – OH
C
OH –С
C
+H2O
CH Гуаназа
H2N–С
N
NН
С – OH
C
C
N
+H2O -Н2
C
N
Аденин
OH –С
N
+H2O
CH Аденаза
N
С – OH
C
CH
N
NН
Ксантин
N
CH
N
NН
Ксантин
+H2O
-Н2
N
OH –С
С – OH
C
НN
С=О
C
О=С
C
NН
N
С – OH
C
N
NН
Мочевая кислота
(енольная форма)
С=О
NН
NН
Мочевая кислота
(кетоформа)

24. ТЕМА: ОБМЕН БЕЛКОВ

24
Обмен гемоглобина – пигменты кала и мочи
Моча
Печень
Печень
Желчь
Кишечник
Гем
Биливердин
Уробилиноген
Уробелин
Билирубин
Билирубин
Стеркобилиноген
Стеркобилин