Сначала белок расщепляется на фрагменты — пептиды. Этот процесс осуществляется в желудке с помощью пепсина и в тонком кишечнике с помощью химотрипсина и трипсина (ферментов поджелудочной железы).
Затем эти пептидные фрагменты расщепляются до свободных аминокислот (не связанных с другими аминокислотами). Этот процесс происходит под воздействием аминопептидазы, содержащейся в клетках эпителия тонкого кишечника, а также под действием карбоксипептидазы, выделяемой поджелудочной железой.
Белок → пептидные фрагменты → свободные аминокислоты
Затем свободные аминокислоты переносятся в эпителиальные клетки с помощью вторичного активного транспорта в сочетании с натрием. Короткие цепочки аминокислот, ди- или трипептиды, могут всасываться при помощи вторичного активного транспорта в сочетании с градиентом ионов водорода (Н +).
Что такое АТФ?
Нуклеотид C10H16N5O13P3, содержащий макроэргические фосфатные связи и используемый для транспорта энергии к клеткам для биохимических процессов, включая сокращение мышц и ферментный обмен.
Для определенных аминокислот существуют разные переносчики. В клетках эпителия эти небольшие пептиды гидролизуются (расщепляются) на аминокислоты. Оба процесса протекают под действием АТФ. Далее эти аминокислоты поступают в кровь путем облегченной диффузии через клеточную мембрану.
Эти аминокислоты, попавшие в кровь и внеклеточную (экстрацеллюлярную) жидкость, составляют большую группу, именуемую аминокислотным пулом. Этот пул также содержит аминокислоты, катаболизированные из других тканей и синтезированные в печени. Аминокислоты постоянно поступают в пул и покидают его.
Далее аминокислоты поглощаются в печени или клетках. Те аминокислоты, которые попадают в печень, либо используются для синтеза белков, либо преобразуются в кетокислоты, углеводоподобные вещества, в процессе дезаминирования.
Дезаминирование
Поскольку организм не может получить полезную энергию из азота в аминокислотах, азот нужно вывести прежде, чем будут использованы кетоаминокислоты. Дезаминирование включает в себя удаление аминогруппы из аминокислот. Азот из этих аминогрупп передается глютамату, который затем дезаминируется с высвобождением аммиака в реакции глутаматдегидрогеназы.
Этот азот дезаминированных аминокислот используется для формирования мочевины в печени, которая затем выводится почками.
Цикл Кребса
Что такое цикл Кребса?
Происходящая во всех растениях и организмах животных серия ферментативных реакций в митохондриях клеток, используемых для производства высокоэнергетических фосфатных соединений, которые являются источником клеточной энергии.
Оставшиеся кетоаминокислоты могут обеспечить печень энергией путем их катаболизма в цикле Кребса, который используется для образования глюкозы в процессе глюконеогенеза, либо для синтеза жиров, поставляя ацетил-КоА (субстрат, необходимый для синтеза жирных кислот). Они также могут быть преобразованы в новые аминокислоты путем трансаминирования.
Трансаминирование
Процесс трансанимирования подразумевает перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. Большинство реакций трансаминирования предполагают перенос аминогруппы в кетоглютарат, с образованием новой кетокислоты и глютамата.
Одна из важнейших реакций трансаминирования включает аминокислоты с разветвленной цепочкой (АРЦ) и происходит в основном в мышцах. В такой реакции аминогруппы АРЦ перемещаются и поступают в кетоглютарат, который, в свою очередь, образует разветвленную цепь кетокислот и глютаминовую кислоту.
Аминогруппа глютаминовой кислоты затем переносится на пируват, который образует кетоглютарат и аланин. Аланин отправляется из мышц в печень, где аминогруппа отделяется от него и попадает в оксалоацетат, вновь образуя кетоглюторат и пируват.
Пируват, который теперь находится в печени, используется для получения глюкозы. Этот процесс называется циклом глюкоза-аланин. Во время тренировок этот процесс ускоряется. Во время тренировок расщепляется мышечный протеин, чтобы доставить необходимые для цикла глюкоза-аланин АРЦ. Так выглядит процесс белкового обмена.