Metabolismus bílkovin

 

Výukové materiály ke kapitole Metabolismus

1. Kompletní výukový materiál - prezentace Trávení a metabolismus přírodních látek:

Trávení a metabolismus Prezentace

ve formě powerpointu (bez propojení na flash. animace): zde

ve formě powerpointu s propoj. na flash. animace: zde

2. Výukový materiál - prezentace Citrátový cyklus a dýchací řetězec

ve formě powerpointu: zde

ve formě pdf souboru: zde

3. Výukový materiál - Metabolismus sacharidů (flashová animace):

transkripce

ve formě swf souboru: zde

ve formě exe souboru: zde

ve formě html souboru: zde

4. Dílčí výukové materiály:
(flashové animace ve formátu swf):

ATP (adenosintrifosfát)

Schéma přenosu energie v soustavě ADP-ATP

Podstata biochemických oxidací

NADH

Vznik redukovaného koenzymu NADH + H+

FAD (flavinadenindinukleotid)

Vznik redukovaného koenzymu FADH2

Glykolýza

Odbourávání pyruvátu

Anaerobní odbourávání pyruvátu

Oxidační fosforylace

Koenzym A

Dýchací řetězec (schéma)

Substrátová fosforylace

 

Celkem

Kapitoly:

1. Jaké množství bílkovin by měla obsahovat naše strava?

2. Jaká je funkce bílkovin, proč jsou tak nepostradatelné?

3. Dají se bílkoviny nahradit sacharidy či triacylglyceroly?

4. Jak organismus využívá bílkoviny?

5. K jakým procesům dochází při odbourávání aminokyselin?

6. Jakými procesy se odbourává amoniak?

7. Jak rozdělujeme aminokyseliny ve vztahu k lidskému metabolismu?

 

1. Jaké množství bílkovin by měla obsahovat naše strava?

Optimální příjem proteinů u dospělého člověka by měl být 70-80 g proteinů denně.(citace Karlson 1987) U dětí by jejich spotřeba měla být poněkud vyšší, což platí i pro seniory v důsledku jejich menší schopnosti je využít.

2. Jaká je funkce bílkovin, proč jsou tak nepostradatelné?

Bílkoviny jsou pro naše tělo potřebné z mnoha hledisek.

Podle funkce lze proteiny dělit na:(citace Sofrová)

  1. enzymy;
  2. zásobní proteiny (ovalbumin);
  3. transportní proteiny (hemoglobin);
  4. ochranné proteiny (imunoglobulin);
  5. kontraktilní proteiny (myosin);
  6. hormony (insulin);
  7. toxiny (hadí jedy);
  8. strukturní proteiny (kolagen).

3. Dají se bílkoviny nahradit sacharidy či triacylglyceroly?

Bílkoviny se nedají nahradit ani sacharidy ani triacylglyceroly, neboť jsou zásadním zdrojem dusíku a jako jediné zdrojem esenciálních aminokyselin.

4. Jak organismus využívá bílkoviny?

Přijaté bílkoviny nedovede organismus přímo využít, proto jsou enzymově hydrolyzovány na aminokyseliny. Z těchto aminokyselin si pak organismus tvoří vlastní bílkoviny, nebo je může odbourat v citrátovém cyklu až na oxid uhličitý a vodu. Využívá je také k tvorbě zásobních látek (glykogenu nebo lipidů).

obr
Obr. 1: Schéma trávení bílkovin na aminokyseliny.

obr
Obr. 2: Schéma využití aminokyselin v organismu.

5. K jakým procesům dochází při odbourávání aminokyselin?

Odbourávání aminokyselin probíhá ve dvou fázích:

1. fáze
Nejprve proběhne deaminace (většinou tzv. transaminačním mechanismem) za vzniku 2-oxokyseliny. Transaminace slouží k přenosu aminoskupiny z jedné molekuly na druhou.

obr
Obr. 3: Tvorba NH4+ z aminokyselin Akceptorem aminokyselin je nejčastěji 2-oxoglutarát, a vzniká tak glutamát. Z glutamátu se oxidační deaminací uvolňuje NH4+. Konečná detoxikace amoniaku probíhá v játrech v močovinovém cyklu.

obr
Obr. 4: Přeměny aminokyselin (základní typy).

2. fáze
Protože aminokyseliny mají rozmanitou chemickou strukturu probíhá odbourávání jejich uhlíkaté kostry velmi odlišnými cestami. Metabolismus uhlíkatých řetězců znázorňuje schéma na obr. 5.

obr
Obr. 5: Metabolismus uhlíkatých řetězců aminokyselin.

Aerobní odbourávání uhlíkaté kostry aminokyselin:(citace Voet 2006)
1. Cesta na acetylkoenzym A přes pyruvát: alanin, cystein, glycin, serin, threonin, tryptofan.
2. Cesta na acetylkoenzym A přes acetoacetylkoenzym A: fenylalanin, leucin, lysin, tyrosin, tryptofan.
3. Přeměna na 2-oxoglutarát: arginin, histidin, kyseliny glutamová, glutamin, prolin.
4. Přeměna na sukcinylkoenzym A: isoleucin, methionin, threonin, valin.
5. Přeměna na oxalacetát: asparagin, kyselina asparagová.
6. Přeměna na fumarát: tyrosin, fenylalanin, kyselina asparagová.

6. Jakými procesy se odbourává amoniak?

Při oxidačním odbourávání aminokyselin by se uvolňoval amoniak, který je pro organismus jedovatý. V lidském těle je amoniak přeměňován na močovinu v močovinovém (ornithinovém) cyklu. Močovinový cyklus začíná tvorbou látky, která se nazývá karbamoylfosfát.

obr
Obr. 6: Tvorba karbamoylfosfátu.

obr
Obr. 7: Schéma močovinového cyklu.

7. Jak rozdělujeme aminokyseliny ve vztahu k lidskému metabolismu?

Aminokyseliny můžeme rozdělit na: (citace Voet 2006)

esenciální (nepostradatelné) – ty si organismus není schopen sám vytvořit z jiných látek; musí být organismu dodávány ve formě potravy; mezi esenciální aminokyseliny patří: histidin, valin, leucin, isoleucin, lysin, fenylalanin, tryptofan, methionin, threonin, (arginin);

neesenciální (postradatelné) – organismus si je dokáže vytvořit z jiných látek; mezi neesenciální aminokyseliny patří: alanin, asparagin, kyselina asparagová, glutamin, kyselina glutamová, cystein, glycin, prolin, serin a tyrosin.

obr
Obr. 8: Schéma odbourávání bílkovin.