CHƯƠNG XI: SỰ CHUYỂN HOÁ PROTEIN ĐƠN GIẢN Khái niệm chung: Những protein lạ khi vào máu người hay động vật bậc cao gây nên sự hình thành kháng thể và dị ứng. Khi đưa các sản phẩm phân tử cao của sự thủy phân protein các pepton vào mạch máu ta cũng thấy các triệu chứng của sự ngộ độc gọi là choáng pepton. Bởi vậy, khi protein cùng thức ăn vào cơ thể không bao giờ tham gia trực tiếp vào thành phần mô cơ thể mà phải trải qua sự phân giải trước đã. Cơ thể sử dụng cho việc dinh dưỡng không phải bản thân protein mà là các thành phần cấu trúc của nó, các aminoacid và chắc chắn là các polipeptit đơn giản. Sự loại trừ tính đặc hiệu loài của các protein lạ bằng cách thủy phân chúng là một trong những chức năng sinh lý đáng kể của quá trình tiêu hoá. Bằng thực nghiệm người ta đã xác định chắc chắn vai trò của aminoacid như đạm dinh dưỡng cơ bản. Cũng khẳng định rằng trong dinh dưỡng người và động vật có thể thay thế hoàn toàn nhu cầu protein bằng một lượng tương ứng các sản phẩm thủy phân protein hoặc bằng hỗn hợp nhân tạo các aminoacid có thành phần tương ứng. Hỗn hợp các aminoacid được hấp thu tốt và đảm bảo dinh dưỡng protein có thể không chỉ bằng cách đưa qua miệng, mà có thể bằng tiêm truyền. 1.Các enzym phân giải protein: Quá trình phân giải hay tiêu hoá protein được gọi là sự lyzis (tiếng Hy Lạp có nghĩa là hoà tan) từ đó có danh từ proteoliz và các enzym proteolitic. Chúng có trong mọi cơ thể sống và thủy phân tất cả protein tế bào. Ngoài ra, chúng còn phân hủy protein cùng thức ăn đi vào cơ thể thành các aminoacid và từ đó tổng hợp nên các protein mới cần cho sự tồn tại của cơ thể. Như vậy, các enzym proteolitic của đường tiêu hoá gắn liền với chức năng quan trọng của cơ thể đó là sự đồng hoá chất dinh dưỡng. Việc thủy phân các phần tử dẫn đến làm đứt các liên kết peptit nối nguyên tử carbon của một gốc aminoacid này với nguyên tử nitơ của gốc kia. (enzym proteolitic = peptidaza). Peptidaza xúc tác sự cắt đứt sợi peptit khi có nước tham dự. Ion hydroxyl (OH - ) gắn vào chỗ đứt sợi peptit ở đầu C, còn ion hydro (H + ) đầu N. Có thể mô tả quá trình này trên sơ đồ sau: R C H H 2 N C N H CH R O COOH + R C H H 2 N COOH goác cuûa sôïi polipeptit Amino axit 2. Những nguyên tắc cơ bản của cơ chế các enzym proteolyz (Theo G. Neurat): Sự thủy phân protein cũng như mọi phản ứng hoá học khác đều theo sự trao đổi điện tử giữa các nguyên tử nhất định của các phân tử phản ứng. Khi thủy phân các polipeptit sự cắt đứt hoá học liên kết là do yếu tố nucleophyl tạo nên nó hoạt động như hợp chất có thừa điện tử. Khi nguyên tử carbon của liên kết peptit gắn các điện tử thì liên kết giữa các nguyên tử carbon và nitơ bị đứt và nhóm amin được giải phóng. Trên sơ đồ cho thấy yếu tố nucleophyl (y) thừa điện tử tác động tương hỗ với cơ chất. (R – CO – X) Ở đây chất trung gian hình thành mà cả 4 liên kết nguyên tử carbon đều gắn với một chất thay thế nào đó. Do sự đứt liên kết C – X mà X được giải phóng (đó là nguyên tử nitơ trong polipeptit hoặc nguyên tử oxy trong các ester phức tạp). Theo quan điểm hiện tại người ta cho rằng enzym Chymotripxin xúc tác việc thủy phân các liên kết peptit nhờ vài nhóm trên bề mặt phân tử này có thừa điện tử và vì vậy chúng là các chất cho điện tử rất hữu hiệu. R C X O + : y R C X O y R C y O + : X Các nhóm xúc tác của enzym và cơ chất sát gần nhau tạo nên phức chất rồi sau mới phân rã ra. Đồng thời liên kết peptit cũng bị đứt. Sự thủy phân các liên kết peptit xảy ra nhanh hơn khi có các ion hoặc các ion hydroxyl (OH). Về mặt hoá học, các liên kết peptit đều như nhau và các peptidaza đều xúc tác cắt đứt liên kết peptit, nhưng không một peptidaza nào có khả năng cắt tất cả mọi peptit. Có thể hợp chất này bị thủy phân bởi peptidaza nào đó rất mạnh, nhưng với peptidaza khác lại bị thủy phân yếu. Sở dĩ vậy vì các peptidaza có tính đặc hiệu cao. Yếu tố quyết định tính lựa chọn này không phải là kích thước phân tử cơ chất mà là bản chất các mạch bên và các nhóm nằm bên liên kết bị thủy phân. Tóm lại, enzym có những yêu cầu nhất định với cơ chất và chỉ thủy phân các liên kết peptit trong protein thoả mãn với các yêu cầu đó. Các peptidaza phá liên kết peptit ở giữa sợi polipeptit gọi là các endopeptidaza. Đó là pepxin, tripxin, chymotrypxin và papain. Các enzym phá liên kết peptit 2 đầu sợi là các ekzopeptidaza. Nhóm này gồm các carboxypeptidaza aminopeptidaza và các dipeptidaza. 3. Sự tiêu hoá protein trong dạ dày: Sự tiêu hoá protein trong dạ dày bắt đầu dưới ảnh hưởng các enzym dịch dạ dày. Dịch dạ dày này là chất lỏng không màu 99% là nước, acid clohydric (0,4 – 0,5%) và enzym pepxin. Ở động vật non dịch dạ dày có chứa enzym chymosin (renin). Acid clohydric có vai trò quan trọng trong việc tiêu hoá. Pepxin chỉ có hoạt tính ở pH thấp (pH thích hợp cho pepxin là 1,5 – 2,5) do acid clohydric tạo nên. Các nghiên cứu của I.P.Paplốp cho thấy việc tiết dịch dạ dày là do hệ thần kinh trung ương điều khiển. Hệ các phản ứng có điều kiện với hình dạng, mùi vị thức ăn, điều hoà việc thải dịch dạ dày và thành phần của nó. Lượng dịch dạ dày ở người khoảng 2 lít, ở chó 2 – 4 lít, ở cừu khoảng 4 lít, ở động vật lớn còn nhiều hơn. Các tuyến màng nhầy của dạ dày thải enzym pepxinnogen. Hàm lượng pepxin trong 1ml dịch dạ dày người khoảng 1mg. Nếu trung bình mỗi người tiết 2 lít dịch thì cũng có nghĩa tế bào màng nhầy dạ dày mỗi ngày tiết ra 2g pepxin. Lượng này sau khi chuyển thành dạng hoạt động có khả năng phân giải rất lớn. Tác động của pepxin lên các liên kết peptit rất đặc hiệu về cấu hình quang học của các gốc aminoacid ở hai phía liên kết bị thủy phân. Sự có mặt của vòng thơm trong mạch bên aminoacid tạo điều kiện cho tác động của enzym. Tác động của pepxin sẽ thuận lợi nếu bên phải liên kết bị cắt đứt là gốc axid amin thơm, còn bên trái là gốc acid glutamic. Pepxin cắt các liên kết bên trong phân tử protein. Điều đó giải thích tại sao các sản phẩm phân giải bởi pepxin lại nhiều polipeptit chứa 4 – 8 gốc aminoacid. Đồng thời cũng có các polipeptit với trọng lượng phân tử nhỏ hơn và một số ít aminoacid. Sản phẩm phân giải các phân tử protein có tên gọi là các alburmoz và pepton. Ngày nay người ta thường gọi hơn là các polipeptit (hoặc các peptit). 4. Sự tiêu hoá protein và polypeptit trong ruột: Các polipeptit sinh ra khi thủy phân protein trong dạ dày còn là những hợp chất phức tạp không hấp thu trong dạ dày. Cùng thức ăn nghiền nát, chúng đi xuống ruột và bị phân hủy tiếp. Ở ruột, các protein chưa bị tác động của proteaza cũng bị phân giải. Để phân giải protein và polipeptit trong ruột có hai loại chất lỏng tiêu hoá tham gia: dịch tuyến tụy và dịch ruột. Tuyến tụy, như chúng ta đã biết thực hiện hai chức năng. Dịch tiêu hoá hình thành trong mô của tuyến tụy (chiếm 99% trong lượng tuyến) tiết vào hành tá tràng. Dịch tuyến tụy có thành phần hoá học phức tạp và là chất lỏng kiềm yếu (pH 7,3 – 8,7) nhờ chứa bicarbonat natri (NaHCO 3 ). [...]... enzym xỳc tỏc thy phõn protein v cỏc polipeptit (tripxin, chymotrypxin, protaminaza, carbo xilpolipeptidaza) thy phõn hydratcarbon (amylaza, lactaza, maltaza) thy phõn cht bộo (lipaza), thy phõn acid nucleic (nucleaza) cỏc enzym proteolytic ca tuyn ty c tng hp dng khụng cú hot tớnh dng zimogen Do khụng cú hot tớnh nờn chỳng khụng phõn gii cỏc protein trong mụ ca tuyn cng nh phn protein cỏc enzym amylaza,... lỳc ca trypxin v chymotrypxin cú trong rut lờn protein v cỏc polipeptit cao phõn t hỡnh thnh cỏc polipeptit phõn t nh hn: ng thi cú mt s ớt aminoacid xut hin 5 S hp thu sn phm thy phõn protein: Phn ln aminoacid t rut c trc tip vo mỏu Qua cỏc mch dn limpha cha n 5% m dinh dng c hp thu Cựng mỏu ng mch cỏc aminoacid trc ht a ti gan, õy phn ln c s dng tng hp protein hoc chu cỏc chuyn hoỏ khỏc Mt phn xõm... gia vo dũng tun hon chung ng thi tt c cỏc mụ li hp thu aminoacid t mỏu cu to nờn cỏc protein c hiu ca mỡnh v cỏc sn phm ca s trao i m Do cú cỏc quỏ trỡnh ngc chiu nhau nh vy nờn hm lng aminoacid (v cỏc peptit ngn) trong mỏu luụn mc tng i n nh 6 S chuyn hoỏ aminoacid trong c th: Nhng aminoacid khụng dựng tng hp protein v cỏc dn xut khỏc, khụng th tớch li nhiu trong c th Chỳng chu cỏc enzym chuyn... nhau Dự sao thỡ cng cú nhng nguyờn tc chuyn hoỏ chung cho cỏc aminoacid trong c th S tng quỏt s bin dng protein Lipid Nucleotide Phe, Tyr, Leu, Lys, Tryp Coenzyme Glucid CoA, Val, Cys, Gly -ala, Uró Gly, Ala, Ser, Tre, Val, Asp, Arg, His, Pro NH3 ACID Caù acid amin khaù c c AMIN CO2 Hormone Protein, polypeptide Pocfirin, Gly Choline Nhổợg con õổồỡg cồ baớ chuyóứ hoaù n n n n acid amin S kh amin:... ca cu trỳc peptit vũng chymotrypxin t ra lm xut hin nhúm amin ú l bn cht quỏ trỡnh hot hoỏ chymotrypxinogen tr thnh chymotrypxin hot ng Chymotrypsin Chymotrypxin cng ging trypxin, xỳc tỏc s thy phõn protein v cỏc polipeptit cao phõn t hỡnh thnh nờn cỏc peptit phõn t thp Nú ct cỏc liờn kt peptit m trypxin khụng tỏc ng n Nh chỳng ta ó núi, di nh hng ca trypxin liờn kt peptit gia nhúm carbonxyl ca arginin... ra polypeptit khụng ln gm 6 amino acid Sau khi tỏch hexapeptit ra khi tripxinogen khụng hot ng thỡ nú tr nờn tripxin hot ng Tripxin tin hnh thy phõn khụng trit Ch 1/3 cỏc liờn kt peptit trong phõn t protein b tripxin ct m thụi Cú pH ti u cho tripxin l 7,8 Di nh hng ca tripxin aminoaxit t do cng c hỡnh thnh Chymotrypxin: ú l enzym cú trong dch tuyn ty trng thỏi khụng hot ng di dng chymotrypxinogen... vo mỏu Trong trng hp ny gan chỳng b este hoỏ v di dng cỏc este vụ hi ca acid sulfuric v gluconic thi ra khi c th cựng nc tiu 7 Sn phm cui cựng ca s trao i m: Cỏc aminoacid khụng c c th dựng tng hp protein, hormon, enzym v cỏc hp cht cú hot tớnh sinh hc khỏc u b phõn hy n cựng thnh cỏc sn phm cui cựng amoniac, urờ, acid uric, khớ carbonic v nc 8 S hỡnh thnh v loi b amoniac trong c th: Do vic kh... glutamin v asparagin HOOC CH (CH2)2 CONH2 NH2 glutamin HOOC CH CH2 NH2 CONH2 asparagin õy l con ng ph bin trong nhiu mụ khỏc nhau (nóo, thn, gan, c bp, thy tinh th mt) Nhng amid ny l thnh phn c nh ca protein Trong cõy bc cao chỳng thng cú dng t do ng vt mỏu núng cng cú s lng nh glutamin t do trong mỏu (khong 8mg%) v trong cỏc mụ (12 50% tng s nit amin) õy vic tng hp asparagin v glutamin l mt trong... urờ l cht khụng hot ng, nú thi ra khi c th m khụng bin i v ú l thớ d in hỡnh v mt sn phm trao i cht cui cựng Cũn glutamin v asparagin cú kh nng chuyn hoỏ tip v cú th li b lụi kộo vo cỏc quỏ trỡnh tng hp protein cng nh cỏc hp cht m khỏc 11 Chu trỡnh ornitin (Crepx 1932): Theo lý thuyt ca Crepx thỡ trong quỏ trỡnh hỡnh thnh urờ, aminoacid ornitin (acid diaminovale-rianic) úng vai trũ c bn Trong cỏc thớ . CHƯƠNG XI: SỰ CHUYỂN HOÁ PROTEIN ĐƠN GIẢN Khái niệm chung: Những protein lạ khi vào máu người hay động vật bậc cao gây nên sự hình thành kháng thể và dị ứng qua sự phân giải trước đã. Cơ thể sử dụng cho việc dinh dưỡng không phải bản thân protein mà là các thành phần cấu trúc của nó, các aminoacid và chắc chắn là các polipeptit đơn giản. Sự loại. đưa các sản phẩm phân tử cao của sự thủy phân protein các pepton vào mạch máu ta cũng thấy các triệu chứng của sự ngộ độc gọi là choáng pepton. Bởi vậy, khi protein cùng thức ăn vào cơ thể không