Miten kehomme proteiinien hajoamisprosessi on? Nämä orgaaniset aineet ovat tärkein biologinen materiaali elävien solujen muodostumiselle ja kasvulle. Lukuisia proteiinimolekyylien elävässä organismissa suorittamia toimintoja ei voida kompensoida muilla alkuaineilla ja aineilla, koska juuri polypeptideistä löytyy välttämättömiä aminohappoja. Proteiinien päätarkoitus on niiden osallistuminen RNA- ja DNA-molekyylien replikaatioon.
Proteiinimolekyylien hajoamisprosessin merkitys
On mahdotonta kuvitella täyttä elämää ilman proteiiniyhdisteitä. Ne ovat päämateriaali uusien solujen, elinten ja eri kudosten rakentamiseen. Proteiinien hajoamistuotteet ovat aminohappoja. Ne ovat välttämättömiä, jotta elävä olento voi syntetisoida uusia tietylle organismille spesifisiä proteiinimolekyylejä. Proteiinimolekyylien hajoamisesta saatuja aminohappoja tarvitaan monien hormonien, entsyymien,hemoglobiini, muut aineet, jotka suorittavat tärkeitä toimintoja kehossa.
Välttämättömiä aminohappoja, jotka pääsevät elimistöön vain ruoan mukana, muodostuu proteiinimolekyylien hydrolyysin aikana. Prosessi, jossa aminohappojäännöksistä muodostuu uusi proteiini, antaa keholle mahdollisuuden saada energiaa ja rakennusmateriaalia uusien solujen synteesiä varten.
Proteiinien hajoamisprosessin mekanismi
Katsotaanpa tätä ilmiötä tarkemmin. Proteiinien hajoamisprosessi liittyy ohutsuolen ontelossa tapahtuviin biokemiallisiin reaktioihin. Ohutsuolen ja haiman sairaudet vaikuttavat haitallisesti tähän prosessiin. Yhden proteiinikilon hajoamisen yhteydessä pitäisi vapautua 17,6 kJ energiaa. Kun polypeptidi hajoaa aminohapoiksi, prosessi ei pysähdy. Seuraavaksi muodostuu epäorgaanisia tuotteita: hiilidioksidia, ammoniakkia, rikkivetyä, vettä.
Ominaisuudet
Proteiinien hajoaminen kehossa on prosessi, joka antaa elimistölle tarvittavan määrän energiaa. Nämä orgaaniset yhdisteet sisältävät yli kaksikymmentä aminohappoa, mutta vain kahdeksan niistä voidaan syntetisoida kehon sisällä. Puuttuvia aminohappoja kutsutaan välttämättömiksi, ne pääsevät kehoon vain ruoan kanssa. Ruokaproteiinin täydelliseen assimilaatioon sen on sisällettävä aminohappoja tiukasti määritellyssä suhteessa. Se on yksilöllinen jokaiselle elävälle organismille. Yhden aminohapon puuttuessa proteiinimolekyylien hajoamisen aikana,muiden aminohappojen osallistuminen elävälle organismille ominaisen proteiinin synteesiin.
Hajoamistuotteiden ominaisuudet
Kehosta puuttuu järjestelmällisesti proteiinia. Proteiinien hajoamisen lopputuotteet ovat materiaalia elävän organismin elintärkeälle toiminnalle. Maailman terveysjärjestön asiantuntijat ovat osoittaneet, että proteiinin puute on alikehittyneille maille tyypillinen ilmiö. Kun proteiinin määrä veressä vähenee, veren osmoottinen paine laskee, se vie vettä kudoksista pahemmaksi, ilmaantuu nälkäinen turvotus.
Processessence
Proteiinihydrolyysi tapahtuu proteolyyttisten entsyymien (biologisten katalyyttien) vaikutuksesta. Se etenee merkityksettömissä lämpötiloissa. Kaikki maha-suolikanavan entsyymit vaikuttavat peptidisidokseen, mutta jokainen valitsee "sidoksensa", jotka muodostavat tiettyjä aminohappoja.
Esimerkiksi pepsiini tuhoaa nopeasti seriini- ja alaniinitähteiden väliset sidokset, kun taas trypsiini "tunnistaa" lysiini- ja arginiiniryhmät.
Mahassa tuhoutuminen tapahtuu mahanesteen happaman ympäristön vaikutuksesta sekä pepsiinin vaikutuksesta. Se katkaisee sisäiset sidokset proteiinimolekyylissä, vuorovaikutustuote on proteiinipolymeerin suuria fragmentteja - peptoneja. Ne menevät pohjukaissuoleen, jossa ne muuntuvat myöhemmin entsyymien vaikutuksen alaisena: kymoptrypsiini, trypsiini, peptidaasit. Proteiinien hajoaminen liittyy peptidisidosten tuhoutumiseen, joihin entsyymi vaikuttaa. Kymotrypsiinihoidon jälkeenpuolet peptidisidoksista hydrolysoituu.
Myöhempi proteiinien hajoaminen tapahtuu ohutsuolessa peptidaasientsyymien vaikutuksesta.
Karboksipeptidaasit pystyvät katkaisemaan aminohappoja proteiinirakenteen tähteistä karboksyylipäästä, ja aminopeptidaasit vaikuttavat sillä puolella, jossa vapaa aminoryhmä on jakaen dipeptidit vapaiksi aminohapoiksi.
Ruoka-suolikanavan eri osissa olevien entsyymien yhteistoiminnan ansiosta ruokaproteiini hajoaa täysin vapaiksi aminohapoiksi.
Ne imeytyvät pienten kapillaarien seinämien läpi ja päätyvät vereen. Suurin osa näistä aminohapoista jakautuu koko elävään organismiin, kulkeutuu elimiin ja kudoksiin. Soluissa niitä käytetään uusien proteiinien rakentamiseen, jotka ovat spesifisiä tietylle organismille. Lääkärit käyttävät tätä verensiirtoa suorittaessaan, jotta luovuttajamateriaalia ei hylätä.
Proteiinin laatu
Elävässä organismissa solujen sekä proteiinimolekyylejä sisältävän solunulkoisen aineen uusiutumis- ja tuhoutumisprosessit ovat jatkuvasti, vaikkakin eri nopeuksilla.
Proteiinien hajoamisprosessiin liittyy huomattavan määrän energian vapautumista.
Proteiiniton ruokavalio johtaa kuolemaan, koska elimistö ei saa tarvittavia aminohappoja. Tärkeää ei ole vain ruoan kanssa kulutetun proteiinin määrä, vaan myös niiden laatu. Esimerkiksi elimistöön hajonneen proteiinin kompensoimiseksi on välttämätöntä, että ruoan kanssatuli 1 g aminohappoa metioniinia. Hiusten, höyhenten ja villan proteiinit sisältävät täydellisen aminohappokoostumuksen. Vuoteen 1915 mennessä havaittiin, että tseiiniproteiini, joka on osa maissia, ei stimuloi solujen kasvua. Kun siihen lisätään aminohappo tryptofaani, elävät organismit kasvavat täysin.
Eri elinten, kudosten ja organismien proteiineilla on merkittäviä eroja molekyylipainossa, varauksessa, aminohappokoostumuksessa ja muissa parametreissa. Yhden organismin proteiini on toiselle vieras. Proteiinien hajoaminen johtaa ravintoon tarvittavien aminohappojen muodostumiseen.
