Proteinlerin Emilim ve Sindirimi
advertisement
Proteinlerin Metabolizması Proteinler,organizmanın hücre yapısının başlıca bileşenleridir ve besin maddeleri arasında da en önemli yeri alırlar. Normal şartlarda yetişkinlerde organizmaya giren azot ile organizmadan atılan azot arasında denge vardır.Bu dengeye azot bilançosu denir. Proteinlerin metabolizması=Amino asid (a.a.)metabolizması 1 Proteinlerin Sindirimi Sindirim,yiyeceklerdeki bileşiklerin yapı taşlarına hidrolizi demektir. Proteinler,a.a.lere,karbonhidratlar , şekerlere ve yağlar(bir kısmı) serbest yağ asidi ve gliserole hidroliz olur. 2 Sindirim kanalındaki kasların dalga şeklinde kasılmaları, yiyeceklerin ve sindirim ürünlerinin kanal boyunca hareketini sağlar. Peristaltis adı verilen bu hareketler istemli değildir.Mukus salgılamasında olduğu gibi bu hareketlerin devamlılığını otonom sinir sisteminden gelen impulslar sağlar. 3 Mide-barsak kanalı içinde proteazlar’ın(peptid bağlarını hidroliz eden enzimler) bulunması, kanalı döşeyen epitel hücreler için zararlı olabilir. Hücreler,proteoglikanlarca zengin bileşiklerin karışımı olan bir mukus tabakası ile kaplanmış olduklarından,kendi salgıladıkları enzimler ile sindirime uğramaktan korunurlar. 4 Sindirim kanalını döşeyen epitel hücrelere mukus salgıladıkları için mukoza adı verilir 5 Mukus,enfeksiyon yapan virüs ve diğer mikroorganizmaların da hücrelerin içine girmelerini önler,yiyeceklerin sindirim kanalı içinde hareketlerini kolaylaştıran kayganlaştırıcı olarak da görev yapar. 6 Protein Proteazlar:pankreas,ba : rsak,mide Çoğu aa Hidroliz,glutatyon,ATP azpeptid barsak Basit Dolaşım difüzyon NH4 kullanım yerleri Aktif taşı organlar 1-Sentezler: a.a,hormon,protein(ka n,doku),enzimler 2-Enerji temini Kullanım fazlası yıkıma uğrar (katabolizma) Karaciğerde üre sentezi 7 NH4 + Karbon İskeleti + A.A α-glutarat transaminasyon Karbon iskeletinin özelliğine göre ketojnik veya glikojenik ara ürünlere dönüşür glutamat NH4 Oksidatif dezaminasyon NH Pürin,primidin 4 Glutamat,Glutamin (beyin,böbrek) + Oksalasetat aspartat ÜRE (Karaciğer) Kanda:20-40mg İdrarda:-20g/24h 8 Proteinlerin Sindirimi ve Emilimi 9 Proteinlerin sindirimi Proteinler önce, HCl ile denatüre olurlar. HCl midenin üst kısmını döşeyen epitel hücreleri tarafından salgılanır, salgılanma gastrin adı verilen hormon ve vagüs sinirinin uyarılması ile başlatılır. 10 Denatüre proteinlerin, çeşitli proteazlarla, peptid bağları hidroliz olur. Midenin alt kısımlarındaki mukoza hücrelerinden pepsinojen salgılanır. 11 Enzim Sentezlendiği Öncülü Substrat Ürünler yer Pepsin Mide Pepsinojen hidrofob a.a. Peptidler Tripsin Pankreas Tripsinojen bazik a.a. Peptidler incebarsak Kimotripsin Pankreas Kimotripsinojen hidrofob Peptidler incebarsak Elastaz Pankreas Proelastaz Glisin ve prolin Peptidler incebarsak Karboksi Pankreas Prokarboksi C-ucundan incebarsak Peptidaz peptidaz protein ve peptidler Peptidaz İnce barsak Peptidler aminoasidler ve peptidler 12 amino asidler Midede Pepsinojen Pepsin E N D Pankreastan O P E P T İ D A Z L A R Pepsin+Protein (albimoz ve peptonlar) Tripsinojen entrokinaz/Tripsin Tripsin Kimotripsinojen tripsin Kimotripsin(aromatik a.a. Hidrofob bağları Tripsin ve kimotripsin pepsinin yerini tutabilir Elastaz prolin-glisin bağına etkilidir Proelastaz tripsin Elastaz 13 Pakreastan Tripsin E Prokarboksipeptidaz Karboksi peptidaz G Karboksi peptidaz,molekülün serbest α-COOH ucundan Z a.a leri koparır O Karboksi Peptidaz P B A E Terminal arginin veya lizin kalıntısını Aromatik ve P Kapsayan peptide etkili alifatik D İ Serbest a.a ve dipeptid ve tripeptid D A Z Barsak mukoza hücrelerinden salgılanan aminno peptidaz, L tripeptidaz ve dipeptidazlar, serbest a.a. Leri oluşturur. A R 14 Amino Asidlerin Emilimi Sindirim esnasında proteinler,amino asidlere ve küçük molekül ağırlığındaki peptidlere kadar hidrolizolurlarlar. A.A. Suda kolaylıkla çözünürler ve ince barsaktan emilirler. Absorbsiyona uğrayan a.a’lerin büyük bir kısmı portal dolaşım yolu ile karaciğere gider. 15 Organizmada proteinlerin yapısına giren L-a.a’ler kolaylıkla ve aktif olarak barsaklara absorbe oldukları halde, D-aa’ler difüzyonla absorbe olurlar. 16 A.A’lerin absorbsiyonu için farklı transport işlemleri vardır. Bunlardan biri ATP gerektiren ve Na+ bağımlı transport sistemi; glukozun aktif taşınımına benzer ve dört grup a.a için farklı taşıyıcı protein vardır. 17 bazı a.a’ler bu birden fazlasına Glisin gibi sistemlerden gösterirler. taşıyıcı affinite Ayrıca bağırsak, beyin ve böbrekte glutatyon kullanan γ-glutamil siklüsü adlı bir sistemle de a.a taşınabilir 18 A.A Aktif Sistem Nötral aminoasidler (monoamino, HST monokarboksilik) Dibazik(diamino) veya Aminoasidler üri Taşınan A.A Doğumsal bozukluk Alanin,glisin,serin,treonin, fenil alanin,tirozin,triptofan HARTNUP valin,lösin,histidin,aspartat lizin,arginin,ornitin, sistin SİSTİNÜRİ DİBAZİKaa 19 A.A Aktif Sistem Taşınan A.A Doğumsal bozukluk Dikarboksilik(asidik) glutamik asid DİKARBOKSİLİK Aminoasidler aspartik asid AMİNOASİDÜRİ Glisin ve İmino asitler glisin,prolin, hidroksiprolin JOSEPH’S HASTALIĞI 20 Bazı kalıtımsal hastalıklarda her bir transport sistemi bağımsız olarak etkilenir. Bu hastalıklarda genellikle renal tübüler transport bozukluğu olabilır. 21 Hartnup hastalığında triptofanın barsaklardan emilimi de bozulmuştur. Triptofan nikotin amide çevrildiğinden, nikotin amid alınımı da az ise hartnup’ta pellegraya benzer bulgular gözükür.(Diare,demans,Dermatit) 22 Bağırsak,beyin ve böbrekte γ-glutamil siklusu: Gama-glutamil transferaz, glutamin,sistein ve diğer nötral a.a lerle çok aktifdir, Aspartat ve bazı dallanmış aromatik a.a lerle daha az aktif, Prolinle inaktiftir. Gama-glutamil sistein sentetaz eksikliğinde nörolojik bozukluklar görülür. 23 a.aler portal kan dolaşımına difüzyonla geçer ve karaciğere gider. Çok küçük miktardaki peptidler kan dolaşımına girer. 24 Örnek olarak: tirotropin(tiroid sitimüle eden hormon=TSH) releasing hormon(TRH),tri peptiddir(Glutamin-histidin –prolin-NH2). Aminopeptidaz ve karboksi peptidaz’a dirençli olması nedeni ile olduğu gibi absorblanır,portal sirkülasyona geçer(ilaç olarak kullanılabilinir). 25 Bebeklerde bağırsak mukoza geçirgenliği yetişkinlere göre çok daha fazladır. Kolostrum antikorların geçişine müsaade eder. Geçirgenlik bazen tabii proteinlerin absorbsiyonuna ve immünolojik hassasiyete sebep olur.Yumurta ,süt proteinleri gibi. Bu olay ,kolostrumda bulunan tripsin inhibitörü ile arttırılır. 26 Pankreasta da tripsin inhibitörü vardır. Akut pankretit: Zimogen enzimlerin erken aktif hale geçmeleri(pankreasta aktif olmaları)ile karakterize olur. 27 Nontropikal sprue(tropikal bölgelerde rastlanan, mide bağırsak iltihabı ile görülen ishal) da esas bozukluğun,barsaklarda mukozal hücrelerde olduğunu söyleyen hipotez giderek destek kazanmaktadır. 28 Bozukluk bu hücrelerin ,buğdayın başlıca proteini olan gluten’in peptik ve triptik sindirimi sonucu oluşan polipeptidlerin geçmesine müsaade etmelerinden dolayıdır. Polipeptidler bağırsaklarda lokal etki gösterdikleri gibi aynı zamanda kan dolaşımına geçerek antikorların oluşumunu da sağlarlar. Arpa gluteni veya onun fraksiyonlarının antikorları kan dolaşımında saptanmıştır 29 Amino asidlerden organizmanın faydalandığı yerler: 1-Doku ve kan proteinleri ile enzim,hormonların yapımında 2-Nükleik asid,kreatin gibi protein niteliğinde olmayan ve içersinde azot bulunan maddelerin yapımında 3-Amonyak ve ürenin sentezinde 4-Endojen a.a sentezinde 5-Enerji elde edilmesinde 6-Karbohidratların yapımında 30 Amino asid havuzu Organizmanın yağlarda ve şekerlerde olduğu gibi a.a. depo yapma yeteneği yoktur. Proteinler için depo veya pool kelimesinin anlamı,kanda alyuvarlarda intra ve ekstra sellüler sıvıda bulunan serbest haldeki bütün a.a.leri kapsar. 70 kg. olan kimsenin a.a. azotu cinsinden depo azotu miktarı yaklaşık 2 gr.kadardır 31 Endojen a.a. Setezi Besin proteini proteinlerinin organizmanın AMİNO ASİD HAVUZU Böbrek ile atılım yıkımı alfa-keto asidlere Biyolojik aminlere Protein Diğer dönüşüm dönüşüm Sentezi azotlu madde sentezi 32 Esansiyel Amino Asidler VALİN LÖSİN İZOLÖSİN TREONİN METİYONİN FENİL ALANİN TRİPTOFAN LİZİN TİROZİN(Fenil alanin yoksa) 33 Sağlıklı erişkinlerde her gün vücut proteinlerinin %1-2 kadarı yenilenmektedir. Vücut proteinlerinin dönüşümü sırasında serbest kalan a.a lerin %75-80’i protein sentezinde kullanılır,geri kalan yıkılır. 34 Vücut proteinlerinin yeniden sentezi için gerekli a.a lerin %20-25 kadarı besinlerle alınan proteinlerle sağlanır. A.a lerin katabolizması sırasında 3040gr.proteine eş değer 5-7gr. azot vücuttan atılır. Alınan ve atılan N’nin dengede olması için en az 30-40 gr.protein besinle alınmalıdır. 35 Endojen amino asid sentezi Öncül maddeler 1) α-ketoasidler: Piruvat Alanin, Oksaloasetat Aspartat 36 2)Bazı eksojen a.a.ler Fenilalanin Tirozin Metiyonin+Serin Sistein Metabolizma ara ürünleri 3)Bazı endojen a.a.ler Glutamik asid Prolin,Serin Glisin, Glutamat Glutamin,Aspartat asparagin.Protein yapısında,prolin ve lizin varsa post translasyonel modifikasyonla,hidroksiprolin ve hidroksi lizin oluşur. 37 Protein turnover Sağlıklı kişilerde,vücuttaki protein mıktarı sabittir,çünkü protin sentezlenmesi yıkılan proteinleri tam karşılayacak kadardır. Bu işlem,protein turnover(yapılıp,yıkılim) olarak isimlendirilir,günde 300-400g vücut proteininin hidroliz ve yeniden sentezine neden olur sebep olur. 38 Ökaryotik Hücrelerin Proteinlerinin yıkımı Hücre dışı,membranla ilgili ve uzun yaşayan proteinler(laktat dehidrogenaz) lizozomlarda, ATP’den bağımsız yıkılırlar. Anormal yapılı ve kısa ömürlü sitozoldeki proteinlerin yıkımı(Triptofan oksijenaz), ATP ve ubikitin gerektirir ve sitozolde görülür. 39 Proteinlerin kimyasal yapısı da yıkılım hızlarını etkiler: oksidasyona uğramış proteinler öncelikli yıkılır. N-terminal a.a.,protein’in yarı ömrü üzerinde etkilidir.Serin a.a. N-terminline sahip proteinler uzun ömürlüdürler.N-terminal aspartat’sa yarı ömürleri sadece 3 dakikadır. Prolin,glutamat,serin ve treonin(PEST dizis) dizisine sahip protrinler hızla yıkılırlar 40 Ubikitin, karboksi ucu ile bir proteindeki lizil gruplarının ε-amino grupları ile(α-peptid bağı olmayan) bağlanır. 41 Belli bir proteinin ubikitinle yıkılıp yıkılamayacağı proteinin amino ucunda hangi amino asid bulunduğuna bağlıdır. Ubikitinle tepkime,amino ucundaki metiyonin veya serin a.a’leri tarafından geciktirilir ve amino ucundaki aspartik asid,arginin a.a’leri ile hızlandırılır. 42 43 Başarılar 44
