Аминқышқылдардың алмасуы

Аминқышқылдардың алмасуы.

Гликогенді және катогенді аминқышқылдар.

                                          Биологиялық мәні.

Ағзадағы белоктардың динамикалық жағдайы.Тағамдық белоктар – аминқыщқылдарының қайнар көзі ретінде.

              Ересек адамның ағзасында тәулігіне шамамен 100 г. белок ыдырайды және қайтадан синтезделеді.Тканьдық белоктардың ыдырауы кезінде түзілген аминқышқылдардың 25 % катаболитикалық процестерге қатысып, соңғы метаболиттерге дейін ыдырайды және энергияның көзі ретінде пайдаланылады. Аминқышқылдардың бір бөлігі  белгілі бір биологиялық қызмет атқаратын, табиғаты амнқышқылды емес қосылыстардың синтезі үшін пайдаланылады. Яғни, ағзаның тканьдық белоктарды жаңартуға қажетті аминқышқылдарын тұтынуын қамтамасыз ету үшін адам ағзасына тәулік бойы тағаммен бірге қажетті мөлшерде белоктар түсіп отыруы қажет.

              Тканьдық белоктардың тәуліктік пайдалануынан көретініміздей, ересек адам үшін белоктың қажеттілігі шамамен 100 г. Калория жағынан жеткілікті тағамдық рационда ағзаның қалыпты азоттық балансын (аминқышқылдық және белоктық алмасудың жағдайы) ұстап тұру үшін белоктың қажетті мөлшері 30-50 граммды құрайды . Ересек адамда қалыпты белоктық тамақтану кезінде азоттық тепе-теңдік байқалады, яғни белокты  алмасудың соңғы метаболиттарындағы және зәр арқылы шығарылатын азоттың мөлшері тағаммен келіп түсетін белок пен аминқышқылдарындағы азоттың мөлшеріне тең. Ағзаның өсу кезеңінде , сонымен қатар ұзақ науқастан  кейін тәуір бола бастағанда оң азотты баланс орын алады, яғни тағаммен түсетін азоттың мөлшері шығарылатын азоттан көп болады. Ашығу , ауыр науқастану және ағзаның қартаюы кезінде теріс азоттық баланс орын алады.

              Сонымен қатар, тағамның белоктарында ауыстырылмайтын аминқышқылдардың барлығы болуы керек. Ауыстырылмайтын аминқышықлдарында адам ағзасында синтезделмейтін 10 аминқышқылдары: вал, лей, изолей, тре, мет, фен, трип, лиз, гис, арг жатады. Құрамында барлық ауыстырылмайтын аминқышқылдары бар тағамдық белоктар құнды белоктар деп аталады. Егер құрамында ауыстырылмайтын 10 аминқышқылдың біреуі ғана болмаған жағдайда, ол белоктарды – тағамның құнсыз белоктары деп атайды, егер адам тек құнсыз белоктармен ғана тағамданса, ол ағза үшін ауыр зардаптар туғызады. Құнды белоктарға жануар тектес белоктар, бұршақ өсімдіктерінің белоктары және т.б жатады. Өсімдік белоктарының негізгі бөлігі адам үшін құнсыз болып табылады.

              Асқазан – ішек жолдарында белоктардың қорытылуы. Аминқышқылдардың сіңірілуі.

              Асқазан-ішек жоларында белоктардың қорытылуы ішектің, ұйқы безінің , асқазанның сөлінің протеолитикалық ферменттерінің әсерімен жүреді. Протеолиз асқазанда басталып, жіңішке ішекте аяқталады. Асқазанда белоктар асқазанның шырышты қабатының басты клеткаларында пепсиноген түрінде түзілетін пепсиннің әсерімен қорытылады. Асқазан бездерінің құрастырушы клеткалары өндіретін тұз қышқылының әсеріне пепсиногеннің N – соңынан 42 аминқышқылдық қалдықтардан тұратын полипептид бөлінеді, ол қалдық пептидтен және пепсиннің ингибиторынан тұрады және белсенді пепсинге айналады.

Тұз қышқылы тек пепсиннің активаторы ғана болып қоймай, сонымен қатар асқазан сөлінің қышқылдық реакциясын тудырып, 1,5-2,0 аралығындағы рн мөлшерін қамтамасыз етеді, ол пепсиннің ең жоғары белсенділігінің рн оптимумына сәйкес келеді . Сонымен қатар тұз қышқылы белоктардың денатурациясын, ісінуін тудырып, оның гидротациясын арттырады да , олардың протеолизін жеңілдетеді. Тұз қышқылы бактерецидті әсер етеді де, сол арқылы ауру тудырушы  бактериялардың ағзаға келіп түсуіне кедергі жасайды.

              Асқазан-ішек жолдарының барлық протеолитикалық ферменттерінің әсерінен тағам белоктары амнқышқылдарына деейін ыдырайды. Белоктардың қорытылу процесі асқорыту жолының клеткаларында түзілетін гормон тіәрізді қосылыстар жүйесімен реттеледі. Мұндай қосылыстарға гистамин, гастрин, энтерогастрон  және жіңішке ішектің клеткалары өндіретін секретин, панкреозимин, химоденин, энтерокинин және т. б жатады.

              Белоктардың қорытылуы кезінде түзілген амнинқышқылдардың сіңірілуі жіңішке ішектің шырышты қабатының эндотелиальді клеткаларымен жүзеге асырылады. Бұл белсенді , энергияға тәуелді процесс және  Na+, К + - АТФ –аза есебінен пайда болатын натрий йондарының қажетті градиентін талап етеді. Аминқышқылдарын тасымалдаушылардың кем дегенде 5 ерекше жүйесі бар : бейтарап алифаттықтар аминқышқылдары үшін, циклды аминқышқылдары үшін, қышқыл аминқышқылдар үшін, сілтілі аминқышқылдар үшін және иминқышқылдар үшін . Ішек эпителиі клеткаларының мембраналары арқылы аминқышқылдарын тасымалдау кезінде натрий ионы аминқышқылмен бірге енеді де, содан кейін АТФ-аза  есебінен клеткадан қайтадан шығарылады. Сонымен бірге барлық амнқышқылдарын тасымалдау үшін ерекше гамма- глутаминилтрансферазада жүйе бар, оның кофакторы глютатион  болып табылады.

              Ішекте дипептидтердің біраз мөлшері сіңірілуі мүмкін. Олар пиноцитоз жолымен сіңіріледі және клетканың ішінде лизосомалардың протеиназаларымен гидролизденеді. Жаңа туған нәрестелерде асқорыту сөлі ферменттерінің протеолитикалық белсенділігі  төмен болуы әсерінен және ішектің шырышты қабатының клеткаларының мембраналарының жоғарғы өткізгіштігі әсерінен нативті белок молекулалары мен олардың фрагменттері сіңірілуі мүмкін, ол өз есебіне ағзаның оларға деген жоғары сезімталдығын тудырып, тағамдық аллергияға себепші болуы мүмкін.

              Аминқышқылдары ішектен протальді венаға , содан соң бауырға түседі де, қан ағынымен басқа мүшелер мен тканьдерге жеткізіледі. Әсіресе бауыр мен бүйрек амнқышқылдарды көп пайдаланады, ал ми- азырақ пайдаланады. Жаңа туған нәрестелерге және балаларда клеткалық кедергілер өтімді болады, сондықтан миға амнқышқылдары тез келоіп түседі.

              Ағзаның кейбір жағдайларында , асқазан-ішек жолына операциялар салдарынан асқорытудың қалыпты процесі мүмкін болмаған жағдайда, адам ағзасының тамақтануын стерильді амнқышықлды ерітінділерді тікелей қанға енгізу арқылы , яғни парентеральді тамақтану арқылы қамтамасыз етуге болады.

              Салмағы 70кг. болатын адам ағзасында күніне 400 г.ақуыз ыдырап, қайтадан синтезделіп отырады. Адам ағзасы ақуызы бар тамақ ішпегенннің  өзінде де, эндогендік ақуыздардың есебінен тәулігіне 5 г-ға дейін азот бөлініп шығарады. Адамның қалыпты тіршілігі нашарлағанда катепсиндердің белсенділігі жоғарылайды, ұлпалық ақуыздардың ыдырау жылдамдылығы күшейеді, ұлпалардың өзін-өзі қорытуы – аутолиз басталады.

              Азоттық тепе-теңдік- ағзаға түскен және шығарылған азоттың тепе-теңдігі. Азоттық тепе-теңдікті нөлдік, оң және теріс тепе-теңдік деп анықтайды.

Нөлдік-азоттық тепе-теңдік дені сау ересек адамдарда байқалады.

              Теріс-ағзаға түскен азоттан бөлінген азоттың көп болуы. Балаларда, жүкті әйелдерде , ауыр дене  еңбегімен шұғылданатын адамдарда, спортсмендерде, ауыр жағдайлардан кейін сауығу кезінде байқалады.

              Ақуыздық тамақ қалыпты көп болғанда амин қышқылдары майлар қорын арттырады:

АҚ          ПЖҚ          3-ФГА          глицерин      

Ацетил-КоА       ЖМҚ          ТАГ                              

Бірақ , жүкті әйелдер мен бала емізетін әйелдерге ақуыздың артық мөлшері өте қажет. Олардың рационында ақуыздар эмбрион жетілуінде пре- және постональды ақаулардың дамуын баяулатады.

              Аминқышқылдардың көздері:

1.тағамдық ақуыздар және амин қышқылдары . 2. ақуыздардың лизосомалық ферменттер- катепсиндермен ыдырауы кезіндегі түзілетін АҚ. 3. трансаминделу реакциялары нәтижесінде түзілетін АҚ . 4. көмірсулардан түзілетін алмасуға жататын АҚ.

              Аминқышқылдардың жұмсалу жолдары:

1.Ақуыздардың , пептидтердің және ақуыздық емес азоттық қосылыстардың (биогенді аминдер, пуриндер, питимидиндер, порфириндер, холин, креатин, адреналин және т.б.) синтезіне ;

2. Коньюгаттардың (мысалы, жұп өт қышқылдары) синтезіне;

3. Глюконеогенез үшін;

4. Майлар синтезі үшін;

5. Соңғы өнімдерге дейін тотығу үшін жұмсалады.

              Ағзалардағы амин қышқылдарының 20% тотығу реакцияларына  қатысады , ал олардың орны экзогендік ақуыздар, яғни тамақпен түскен ақуыздармен толтырылып отырады: ал қалғандары эндогендік амин қышқылдарымен, яғни ұлпалық амн қышқылдарымен  толтырылып отырады. Сүтқоректілердің амин қышқылдарының катаболизмі көбінесе бауырда және бүйректе жүреді. Бұлшықеттерде бұл процестердің белсенділігі төмен болады.

              Амин қышқылдар алмасуының жалпы жолдары.

Сіңірілген амн қышқылдары қан арқылы ұлпалпрға , мүшелерге , клеткаларға түседі. Амин  қышқылдарының клетка- ішілік алмасуы негізінен

3 жолдан тұрады:

      1. Трансаминделу реакциялары;

2. дезаминделу реакциялары ;

3. декарбоксиьдену реакциялары.

                            Трансаминделу реакциялары мен олардың клиникалық маңызы.

Трансаминделу реакцияларын алғаш рет орыс ғалымдары Браунштейн мен Крицман зерттеген. Реакцияның негізіне амин қышқылының амин тобын пиридоксальфосфаттың көмегімен а-кетоқышқы әрекеттесіп, реакция нәтижесінде жаңа амин қышқылы мен кетоқышқыл түзіледі.

                                                          Трансаминделу  

Трансаминделу реакцияларында   II амин қышқылы   трансаминаза немесе аминотрансфераза деп аталатын  ферменттер қатысады.

СН3                                    COOH                                          СН                     COOH

                                       Аспартаттрансаминаза

СН – NH2       +   C=O                                              С=O      +          CH-NH2

COOH               CH2                                                                                   COOH              CH2

                           COOH                                                                    COOH

Аланин             ОА                                                   ПЖҚ            аспарагин қышқылы

Трансаминаза ферментінің аталынуы жаңадан түзілген амин қышқылының атына сәйкес болады.

  СН 3             COOH                                               CH3             COOH

  СН-NH2  +    C=O                                                 C=O       +    CH-NH2

  COOH           (CH2)2                                              COOH          (CH2)2

аланин      

                         COOH                                                                    COOН

Трансаминделу реакцияларында негізінен үш а- кетоқышқыл қатысады: қымыздық сірке  қышқылы (ОА), ПЖҚ, а-КГ. Бұл реакция қайтымды процесс , сондықтан жалпы алғанда дезаминдеу процесі жүрмейді, себебі амин тобы амин қышқылының түзілуіне мүмкіндік береді. Трансаминаза немесе аминотрансфераза ферменттері митохондрийде және цитоплазмада болады. Реакция көбінесе цитоплазмада жүреді деп есептеледі.

         Дезаминделу реакциялары.

        Трансаминделу реакциясы нәтижесінде, әртүрлі амин қышқылдарынан олардың пирожүзім, қымыздық сірке,  а- кетоглутарь қышқылдарымен әрекеттесумен аланин, аспарагин және глутамин қышқылы түзіледі. Бұл қышқылдар сонан соң , ақуыздың биосинтезіне немесе дезаминделу реакцияларына қатысады.

         Дезаминделу реакциялары кезінде амин қышқылдарынан аммиак түрінде бөлініп шығу нәтижесінде амин топтарынан айырылады.Дезаминделу реакцияларының 4 түрі бар:

1. Тотықсызданып дезаминделу:

R-CH-COOH

                      +2H        R-CH2-COOH+NH2

    NH2     

2.Гидролиттік дезаминделу:

R-CH-COOH                R-CH-COOH

                      +H2O                             + NH3

    NH2                               OH

3. Молекула-ішілік дезаминделу:

R-CH2-CH-COOH     

                                            R-CH=CH-COOH+NH3

            NH3

4. Тотығып дезаминделу:

R-CH-COOH                 R-C-COOH+ NH3

                       +1/2 O2            

    NH2                                                        O

              Трансаминделу реакциялары нәтижесінде түзілген аланин және аспарагин қышқылдары а-кетоглутарь қышқылымен трансаминделу реакцияларына түсіп, глутамин қышқылы тотығып, дезаминделу реакциясына түсіп, NH2 тобын аммиак ретінде бөліп шығарады. Реакция теңдеуі:

COOH                                                      COOH                      COOH

  CH-NH2                                     ГДГ                                      C=NH                                        C=O

                          +                                  +                                    

(CH2)2           НАД                      НАДН2    (CH2)2  H2O         NH3(CH2)2

  COOH                   ТАТ                          COOH                        COOH                       

                        Н2О                           3АТФ  

Дезаминделудің тікелей емес жолы екі сатыдан тұрады: 1. Трансаминделу ;

2. Тотыға дезаминделу;

              Аминқышқылдарының трансаминделу реакциясына түсуінің негізгі мәні- олардың құрамындағы амин тобының бір амин қышқылының глутамин қышқылына айналуы, сонан соң глутамин қышқылы тотығып, дезаминделіп, амин қышқылдарының алмасуында соңғы заттарын түзуі болып табылады.

              Тікелей емес жолмен дезаминделудің биологиялық мәні - әрбір амин қышқылы а- кетоглутарь қышқылы арқылы дезаминделу реакциясына түсе алады. Сонымен , тотығып дезаминделу процесінде глутаматдегидрогеназа адам организмінің көптеген мүшелерінде талғамды белсенділік көрсетеді, ал басқа амин қышқылдарының дегидрогеназаларының белсенділігі өте нашар.