Milada Teplá
KUDCH, PřF UK v Praze
email: milada.tepla@natur.cuni.cz
Biochemie - základní kapitoly
Buňka - úvod
Nukleové kyseliny a proteosyntéza
Přírodní látky
Trávení
Metabolismus
- Základní pojmy
- Metabolismus sacharidů
- Metabolismus triacylglycerolů
- Metabolismus bílkovin
- Citrátový cyklus
- Vztahy mezi metabolismy
- Lokalizace pochodů v buňce
- Dýchací řetězec
- Fotosyntéza
- Photosynthesis
- Electron Transport Chain
- Výukové materiály
Další informace
Metabolismus: Bílkoviny
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)
- enzymy;
- zásobní proteiny (ovalbumin);
- transportní proteiny (hemoglobin);
- ochranné proteiny (imunoglobulin);
- kontraktilní proteiny (myosin);
- hormony (insulin);
- toxiny (hadí jedy);
- 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. 1: Schéma trávení bílkovin na aminokyseliny.
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. 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. 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. 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. 6: Tvorba karbamoylfosfátu.
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. 8: Schéma odbourávání bílkovin.