10 амінокислот, в нормі присутні в білках тваринного походження, Можуть бути синтезовані в клітинах, в той час як інші 10 не синтезуються або синтезуються в дуже маленьких кількостях, незабезпечують потреби організму. Група амінокислот, які не можуть синтезуватися в організмі, отримала назву незамінних амінокислот. Використання терміну «незамінні амінокислоти» не означає, що інші 10 амінокислот не потрібні для утворення білка. Цей термін підкреслює тільки те, що незамінні амінокислоти повинні обов'язково входити до складу продуктів, включених в харчовий раціон.
Синтез замінних амінокислот залежить відутворення відповідних кетокислот, які є їх попередниками. Наприклад, піровиноградна кислота, яка у великій кількості утворюється при гликолитическом розщепленні глюкози, є кетокислот - попередницею амінокислоти аланіну. Далі за допомогою трансамінування аминогруппа передається а-кетокислот, a кисень кетокислот - донору аміногрупи. Зверніть увагу, що аміногрупа передається піровиноградної кислоти від глутаміну. Він у великій кількості присутнійв тканинах, і одна з його основних функцій - бути сховищем аминогрупп. Крім цієї речовини джерелом аминогрупп можуть бути аспарагін, глутамінова кислота, аспартамовая кислота.
Трансамінування здійснюється декількома ферментами, в тому числі амінотрансфераза, які є похідними піридоксину - одного з вітамінів групи В (В6). Без цього вітаміну синтез амінокислот утрудняється, що знижує нормальну продукцію білка.
Використання білків на енергетичні потреби
Якщо клітини вмістили таку кількість білка, що відповідає їх граничної можливості, то білки, присутні в рідких середовищах організму, починають розщеплюватися і використовуватися на енергетичні потреби або запасатися, в першу чергу, у вигляді жирів і, в другу чергу, у вигляді глікогену. Розщеплення білків здійснюється переважно у печінці і починається процесом дезамінування.
Дезамінування. Це процес віддачі аміногрупи амінокислотою, в основі якого лежить трансамінування, тобто перенесення аміногрупи до якого-небудь акцептору, що у напрямку є реакцією, зворотної трансамінування. У більшості випадків дезамінування здійснюється за схемою реакції трансамінування.
Відповідно до цієї схемою, Аміногрупа амінокислоти переноситься до ос-кетоглутаровой кислоті, яка після цього стає глутамінової кислотою. Глутамінова кислота може передавати аминогруппу якимось речовин або вивільняти її у вигляді аміаку. В процесі втрати аміногрупи глутамінова кислота знову стає ос-кетоглутаровой кислотою, і цикл може повторюватися знову. Щоб запустити цей процес, надлишок амінокислот в клітинах, особливо в клітинах печінки, повинен індукувати активацію великої кількості амінотрансфераз - ферментів, відповідальних за початок більшості реакцій дезамінування.
Освіта сечовини в печінці. Аміак, що виділяється при дезамінуванні амінокислот, витягується з крові практично повністю, перетворюючись в печінці в сечовину. 2 молекули аміаку і 1 молекула вуглекислого газу взаємодіють відповідно до рівнянням остаточної реакції: 2 NH3 + С02 -> H2N-С-NH2 + Н20.
Це надзвичайно токсична речовина, особливо для мозку, і тому така ситуація призводить до стану печінкової коми.
Після утворення сечовина дифундує з печінки в рідкі середовища організму і екскретується нирками.
Окислення дезамінірованних амінокислот. Після дезамінування амінокислот утворюються кетокислот в більшості випадків можуть окислюватися з виділенням енергії для метаболічних потреб організму. При цьому зазвичай здійснюються два послідовних процесу: (1) кетокислот перетворюються на хімічні речовини, які можуть включатися в цикл лимонної кислоти, (2) потім ці речовини, розщеплюючись в циклі лимонної кислоти, служать джерелами енергії аналогічно ацетил-КоА, який утворюється при метаболізмі вуглеводів і жирів. В цілому при окисленні 1 г білка утворюється аденозинтрифосфату дещо менше, ніж при окисленні 1 г глюкози.
Глюконеогенез і кетогенез. Кінцеві продукти, що утворюються при дезамінуванні амінокислот, подібні речовин, звичайно використовуваним клітинами печінки для синтезу глюкози або жирних кислот. Наприклад, дезамінірованний аланін являє собою пировиноградную кислоту, яка може перетворюватися в глюкозу або глікоген. Можливий інший шлях: перетворення в ацетил-КоА, який потім може полимеризоваться в жирні кислоти. Так, 2 молекули ацетил-КоА, об'єднуючись, утворюють ацетоуксусную кислоту, яка є одним з кетонових тел.
Перетворення амінокислот в глюкозу або глікоген називають глюконеогенез, а перетворення в кето-або жирні кислоти - кетогенез. З 20 амінокислот 18 мають хімічну структуру, що дозволяє їм перетворюватися на глюкозу, а 19 з них можуть перетворюватися в жирні кислоти.