Úvod do metabolismu proteinů a aminokyselin
Proteiny patří mezi nejdůležitější a současně nejvíce zastoupené biomolekuly lidského těla. Souhrn všech aminokyselin v těle nazýváme aminokyselinový pool.
Tvorba a využití[upravit | editovat zdroj]
Denně se u zdravého dospělého člověka degraduje asi 300–500 g proteinů na aminokyseliny. Hovoříme o tzv. proteolýze. Dalším zdrojem aminokyselin jsou proteiny obsažené v potravě, které představují přibližně 70–100 g za den. Posledním zdrojem aminokyselin je biosyntéza neesenciálních aminokyselin, kterou tělo získá denně 30–40 g aminokyselin.
Přibližně stejné množství aminokyselin, jako uvolňuje proteolýza, se zpětně inkorporuje do proteinů. Jedná se o proces tzv. proteosyntézy.
Degradujeme denně kolem 120 g aminokyselin – řetězec aminokyseliny se rozdělí na aminoskupinu (a ostatní atomy dusíku) a na uhlíkový řetězec – každý z nich má zcela odlišný osud.
Aminokyseliny mohou také sloužit jako prekurzory významných látek – např. biogenních aminů, hemu či purinů a pyrimidinů.
Poločas života proteinů se výrazně liší protein od proteinu, a proto nelze uvést průměrnou hodnotu. Obecně se ale dá říci, že strukturní proteiny jsou trvalejší – mají delší poločas. Molekuly mnoha enzymů naopak existují jen velmi krátce – jen několik desítek minut či hodin.
Proteolýza je kompletní degradace proteinů na volné aminokyseliny. V průběhu proteolýzy se uplatňují enzymy proteázy a peptidázy, které nacházíme jak v trávicím traktu, tak i v každé buňce – lyzosomy.
Základní dělení peptidáz rozlišuje:
- Exopeptidázy – amino- a karboxypeptidázy – štěpící proteiny / peptidy na koncích jejich řetězců;
- Endopeptidázy – trypsin, chymotrypsin či pepsin – štěpící vnitřní vazby proteinů / peptidů.
Ubikvitin-proteazomový systém[upravit | editovat zdroj]
Ubikvitin je malý buněčný protein, který se vyskytuje ve všech eukaryotních buňkách. Slouží jako značka, která předurčuje protein k jeho degradaci v proteazomech. Tento proces nazýváme ubikvitinace (popřípadě polyubikvitinace – pokud je navázáno více molekul ubikvitinu).
Za objev rozkladu bílkovin iniciovaného ubikvitinem obdrželi v roce 2004 Nobelovu cenu za chemii („for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation”) Aaron Ciechanover, Avram Hershko a Irwin Rose.
