Регуляция кишечного пищеварения

В кишечнике под влиянием соляной кислоты, поступающей из желудка в составе пищевого комка, начинается секреция гормона секретина, который с током крови достигает поджелудочной железы и стимулирует выделение жидкой части панкреатического сока, богатого карбонат-ионами (HCO₃^–). В результате рН химуса повышается до 7, 0-7, 5.

Благодаря работе желудочных ферментов в химусе имеется некоторое количество аминокислот, вызывающих освобождение холецистокинина-панкреозимина. Он стимулирует секрецию другой, богатой проферментами, части поджелудочного сока, и секрецию желчи.

Нейтрализация кислого химуса в двенадцатиперстной кишке происходит также при участии желчи. Формирование желчи (холерез) идет непрерывно, не прекращаясь даже при голодании.

Синтезируемый в поджелудочной железе трипсиноген в двенадцатиперстной кишке подвергается частичному протеолизу под действием фермента энтеропептидазы, секретируемой клетками кишечного эпителия. От профермента отделяется гексапептид (Вал-Асп-Асп-Асп-Асп-Лиз), что приводит к формированию активного центра трипсина.

Трипсин специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп лизина и аргинина. может осуществлять аутокатализ, т.е. превращение последующих молекул трипсиногена в трипсин, также он активирует остальные протеолитические ферменты панкреатического сока – химотрипсиноген, проэластазу, прокарбоксипептидазу.

Параллельно трипсин участвует в переваривании пищевых липидов, активируя фермент переваривания фосфолипидов – фосфолипазу А₂, и колипазу фермента липазы, отвечающей за гидролиз триацилглицеролов.

Химотрипсин

Образуется из химотрипсиногена при участии трипсина и промежуточных, уже активных, форм химотрипсина, которые выстригают два дипептида из цепи профермента. Три образованных фрагмента удерживаются друг с другом посредством дисульфидных связей.

Фермент специфичен к пептидным связям, образованным с участием карбоксильных групп фенилаланина, тирозина и триптофана.

Эластаза

Активируется в просвете кишечника трипсином из проэластазы. Гидролизует связи, образованные карбоксильными группами малых аминокислот аланина, пролина, глицина.

Карбоксипептидазы

Карбоксипептидазы являются экзопептидазами, т.е. гидролизуют пептидные связи с С-конца пептидной цепи. Различают два типа карбоксипептидаз – карбоксипептидазы А и карбоксипептидазы В. Карбоксипептидазы А отщепляют с С-конца остатки алифатических и ароматических аминокислот, карбоксипептидазы В – остатки лизина и аргинина.

Аминопептидазы

Являясь экзопептидазами, аминопептидазы отщепляют N-концевые аминокислоты. Важными представителями являются аланинаминопептидаза и лейцинаминопептидаза, обладающие широкой специфичностью. Например, лейцинаминопептидаза отщепляет с N-конца белка не только лейцин, но и ароматические аминокислоты и гистидин.

Дипептидазы

Дипептидазы гидролизуют дипептиды, в изобилии образующиеся в кишечнике при работе других ферментов.

Лизосомы энтероцитов

Малое количество дипептидов и пептидов пиноцитозом попадают в энтероциты и здесь гидролизуются лизосомальными протеазами.

Активация панкреатических ферментов

Ряд протеаз поджелудочной железы синтезируется также в неактивной форме зимогенов: трипсиноген, химотрипсиноген, проэластаза, прокарбок-сипептидаза. В результате частичного протеолиза они превращаются в кишечнике в активные формы ферментов (таблица 1).
Так, трипсиноген активируется под действием энтеропептидазы эпителия кишечника путем отщепления с N-конца молекулы трипсиногена гексапептида следующего состава: Val-Asp-Asp-Asp-Asp-Lys. Отщепление гексапептида приводит к изменению конформации белка и формированию активного центра (рис. 5.4). Трипсин гидролизует пептидные связи, образованные карбоксильными группами аргинина и лизина.

Внутриклеточный протеолиз

Внутри клетки также происходит расщепление белков. Этот процесс локализован в лизосомах, внутри которых поддерживается слабокислая среда (рН 5, 0), необходимая для проявления активности лизосомальных ферментов, в том числе и протеиназ. Лизосомальные протеазы называются катепсинами. Лизосомальная мембрана устойчива к действию внутриклеточных протеиназ, поскольку белки мембраны лизосом сильно гликозилированы. Лизосомальные гидролазы синтезируются в эндоплазматическом ретикулуме, где подвергаютя также N-гликозилированию. Здесь же происходит их сворачивание с образованием сигнального участка (домена распознавания, формирующегося в результате сближения необходимых аминокислот при укладке полипептидной цепи). При переносе в аппарат Гольджи фермент аппарата Гольджи узнает сигнальный участок и модифицирует N-связанный олигосахарид, создавая специфический " лизосомный адрес". Для его создания N-ацетилглюкозаминтрансфераза, связав сигнальный участок гидролазы, катализирует перенос остатка фосфо-N-ацетилглюкозамина, используя UDP-глюкозу в качестве донора, на концевой остаток маннозы N-связанного олигосахарида. Второй фермент N-ацетилглюкозамингликозидаза отщепляет остаток N-ацетилглюкозамина, оставляя маннозо-6-фосфат, необходимый для связывания со специфическим рецептором, который существует в двух видах (с молекулярными массами 215 и 46 kDa). Оба белка связаны интегрально с мембраной и участвуют в процессах сортировки в аппарате Гольджи, но только более крупный рецептор способен захватывать обратно секретируемые гидролазы. После связывания достаточного количества гидролаз с рецептором маннозо-6-фосфата формируется пузырек, транспортирующий гидролазы сначала в эндосому, где происходит отделение от рецептора и начало переваривания содержимого эндосомы, свободные рецепторы возвращаются в аппарат Гольджи. Эндосома далее сливается с лизосомой. Среди катепсинов встречаются протеиназы, относящиеся ко всем группам: катепсины А, G и R сериновые протеазы, катепсины D и E аспартатные протеиназы, катепсины B, C, H, F, K, L, O, S, V, W и X/Z цистеиновые протеазы. Катепсины имеют оптимум функционирования при pH 4 5, что соответствует pH в лизосомах, но способны также функционировать при нейтральных значениях pH вне лизосом. Отдельные катепсины участвуют в презентации антигенов и прогрессии клеточного цикла. Катепсины имеют важные функции и за пределами лизосом, например, способны разрушать внеклеточный маткрикс, если секретируются во внеклеточное пространство, или вызывать программируемую клеточную гибель (апоптоз), если высвобождаются в цитозоль. Так, например, катепсин G (К.Ф. 3.4.21.20), химотрипсиноподобная протеиназа лейкоцитов и селезенки, обладает антимикробной активностью и гидролизует следующие белки: компоненты системы комплемента, иммуноглобулины и фибронектин. Показано, что многие катепсины (D, L и B) задействованы в опухолевой инвазии: они или секретируются опухолевыми клетками в межклеточное пространство, вызывая деградацию определенных компонентов межклеточного матрикса, или связаны с поверхностью опухолевых клеток. Ингибирование этих катепсинов приводит к уменьшению роста опухоли, снижению ангиогенеза.

 

 

 

Пути использования аминокислотного фонда клетки. Метаболизм аминокислот. Характеристика и значение процессов декарбоксилирования и дезаминирования аминокислот. Переаминирование: механизм и биологическая роль.

ОБМЕН И ФУНКЦИИ АМИНОКИСЛОТ

Значение аминокислот для организма в первую очередь определяется тем, что они используются для синтеза белков, метаболизм которых занимает особое место в процессах обмена веществ между организмом и внешней средой. Объясняется это тем, что белки входят во все основные структурные компоненты клеток, тканей и органов тела человека и животных, выполняют ферментативные функции, участвуют в переносе веществ через мембраны и т.д. Важную роль в координации работы всех систем клеток играют белковые гормоны.

Аминокислоты непосредственно участвуют в биосинтезе не только белков, но и большого количества других биологически активных соединений, регулирующих процессы обмена веществ в организме, таких как нейромедиаторы и гормоны - производные аминокислот. Аминокислоты служат донорами азота при синтезе всех азотсодержащих небелковых соединений, в том числе нуклео-тидов, гема, креатина, холина и других веществ.

Катаболизм аминокислот может служить источником энергии для синтеза АТФ. Энергетическая функция аминокислот становится значимой при голодании, некоторых патологических состояниях (сахарный диабет и др.) и преимущественно белковом питании. Именно обмен аминокислот осуществляет взаимосвязь многообразных химических превращений в живом организме.

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться: