Proteinkatabolism
Inom molekylärbiologi är proteinkatabolism nedbrytningen av proteiner till mindre peptider och slutligen till aminosyror . Proteinkatabolism är en nyckelfunktion i matsmältningsprocessen . Proteinkatabolism börjar ofta med pepsin , som omvandlar proteiner till polypeptider. Dessa polypeptider bryts sedan ned ytterligare. Hos människor inkluderar pankreasproteaserna trypsin , kymotrypsin och andra enzymer. I tarmen bryts de små peptiderna ner till aminosyror som kan tas upp i blodomloppet. Dessa absorberade aminosyror kan sedan genomgå aminosyrakatabolism , där de används som en energikälla eller som prekursorer till nya proteiner.
Aminosyrorna som produceras av katabolism kan direkt återvinnas för att bilda nya proteiner, omvandlas till olika aminosyror, eller kan genomgå aminosyrakatabolism för att omvandlas till andra föreningar via Krebs-cykeln .
Gränssnitt med andra cykler
Proteinkatabolism producerar aminosyror som används för att bilda bakteriella proteiner eller oxideras för att tillgodose cellens energibehov. Bland de flera nedbrytningsprocesserna för aminosyror är deaminering (avlägsnande av en aminogrupp), transaminering (överföring av aminogrupp), dekarboxylering (avlägsnande av karboxylgrupp) och dehydrering (avlägsnande av väte). Den nedbrutna aminosyran som de kan bearbetas som bränsle för Krebs/Citronsyracykeln (TCA) .
Proteinnedbrytning
Proteinnedbrytning skiljer sig från proteinkatabolism. Proteiner produceras och förstörs rutinmässigt som en del av cellens normala verksamhet. Transkriptionsfaktorer , proteiner som hjälper till att reglera proteinsyntesen, är mål för sådana nedbrytningar. Deras nedbrytning bidrar inte väsentligt till cellens energibehov. Tillsatsen av ubiquitin (ubiquitylering) markerar ett protein för nedbrytning via proteasomen .
Aminosyranedbrytning
Oxidativ deaminering är det första steget för att bryta ner aminosyrorna så att de kan omvandlas till sockerarter. Processen börjar med att aminosyrornas aminogrupp tas bort. Aminogruppen blir ammonium när den förloras och genomgår senare ureacykeln för att bli urea, i levern. Det släpps sedan ut i blodomloppet, där det överförs till njurarna, som kommer att utsöndra urean som urin. Den återstående delen av aminosyran oxideras, vilket resulterar i en alfaketosyra . Alfa-ketosyran fortsätter sedan in i TCA-cykeln för att producera energi. Syran kan också komma in i glykolys , där den så småningom kommer att omvandlas till pyruvat . Pyruvatet omvandlas sedan till acetyl-CoA så att det kan gå in i TCA-cykeln och omvandla de ursprungliga pyruvatmolekylerna till ATP, eller användbar energi för organismen.
Transaminering leder till samma resultat som deaminering: den återstående syran kommer att genomgå antingen glykolys eller TCA-cykeln för att producera energi som organismens kropp kommer att använda för olika ändamål. Denna process överför aminogruppen istället för att förlora aminogruppen för att omvandlas till ammonium. Aminogruppen överförs till alfa-ketoglutarat , så att den kan omvandlas till glutamat . Sedan överför glutamat aminogruppen till oxaloacetat . Denna överföring är så att oxaloacetatet kan omvandlas till aspartat eller andra aminosyror. Så småningom kommer denna produkt också att gå vidare till oxidativ deaminering för att återigen producera alfa-ketoglutarat, en alfa-ketosyra som kommer att genomgå TCA-cykeln, och ammonium, som så småningom kommer att genomgå ureacykeln.
Transaminaser är enzymer som hjälper till att katalysera de reaktioner som sker vid transaminering. De hjälper till att katalysera reaktionen vid den punkt då aminogruppen överförs från den ursprungliga aminosyran, som glutamat till alfa-ketoglutarat, och håller fast vid den för att överföra den till en annan alfa-ketosyra.
Faktorer som bestämmer proteinets halveringstid
Några nyckelfaktorer som bestämmer den totala hastigheten inkluderar proteinets halveringstid, pH och temperatur.
Proteinhalveringstid hjälper till att bestämma den totala hastigheten eftersom detta anger det första steget i proteinkatabolism. Beroende på om detta steg är kort eller långt kommer det att påverka resten av den metaboliska processen. En nyckelkomponent för att bestämma proteinets halveringstid är baserad på N-ändregeln . Detta anger att aminosyran som finns i N-terminalen av ett protein hjälper till att bestämma proteinets halveringstid.
Vidare läsning
- Bojkowska, Karolina; Santoni de Sio, Francesca; Barde, Isabelle; Offner, Sandra; Verp, Sonia; Heinis, Christian; Johnsson, Kai; Trono, Didier (2011-06-24). "Mäta in vivo proteinhalveringstid" . Kemi & biologi . 18 (6): 805–815. doi : 10.1016/j.chembiol.2011.03.014 . PMID 21700215 .