CHUYỂN hóa PROTEIN và ACID AMIN (hóa SINH ĐỘNG vật)

CHUYỂN HÓA PROTEIN
VÀ ACID AMIN


8. TRAO ĐỔI PROTEIN VÀ ACID AMIN
- Nội dung chủ yếu của q/trình sống trong th/giới SV, chiếm vị
trí q/trọng nhất trong nc TĐC.
- Thơng qua q/trình này, aa và protein (chất h/cơ mang s/sống
được h/thành. Khi nc q/trình này, hiểu được c/chế của q/trình
s/trưởng và ph/triển, những ng/nhân rối loạn TĐC …
→ Các k/thức về vấn đề này có ý nghĩa lý luận + th/tiễn.


8.1. Đặc điểm trao đổi protein ở động vật
+ Ở động vật, các aa được hấp thu theo một tương quan tỷ
lệ nhất định, đồng bộ với nhau
+ Cơ thể đ/vật khơng có kh/năng dự trữ aa và protein
Cơ thể đv có thể có một trong ba trạng thái thăng bằng nitơ :
thăng bằng dương, cân bằng, thăng bằng âm.
+ Mặc dù có những nét chung, từng aa có sự trao đổi riêng.
+ STH protein có nét đặc trưng, khác với STH đường và
lipid: Các aa được gắn với nhau theo một trình tự nhất
định do mã di truyền qui định.


8.2. Tiêu hoá và hấp thu protein
8.2.1. Tiêu hoá 
- Protein của TĂ hay của mơ bào đều có tính đ/hiệu cao. Các
protein của TĂ (ngoại sinh) muốn được hấp thu, các protein
của mơ bào (nội sinh) muốn đi vào vịng chuyển hoá, trước
hết đều phải được ph/giải thành các aa tự do.

- Q/t t/hoá protein là q/t th/phân các lk peptide, làm mất tính
đ/hiệu của protein.
- Các enzyme có tính đ/hiệu, ph/thuộc vào vị trí các lk
peptide và bản chất gốc R của aa th/gia lk peptide.
Th/phân h/toàn một protein cần nhiều enzyme, các enzyme
lần lượt t/động vào nhiều vị trí trên chuỗi polypeptide.


- Nơi protein bắt đầu được t/hoá là dạ dày. Dạ dày có
pepsin, khi được (các TB chính) tiết ra ở dạng pepsinogen
chưa h/đ. Pepsinogen được HCl h/hoá thành pepsin h/đ.
Enzyme này h/đ ở pH 1,5-2,5; ph/giải protein thành những
peptide nhỏ.
Pepsin là 1 endopeptidase (th/phân các lk peptide bên trong
chuỗi), tính đ/hiệu thấp, ưu tiên cắt lk peptide của các aa có
nhân thơm (Tyr, Phe), đặc biệt khi các aa này tạo lk với
COOH của Asp và Glu.
- Trong dạ dày g/súc non th/kỳ bú sữa có chymosin (rennin) 1 endopeptidase, ưu tiên cắt lk giữa Phe và Met trong protein
của sữa (casein) tạo paracasein không tan và cắt lk peptide
đầu C của glycoprotein.
 chymosin làm đơng vón sữa.



Dịch tuỵ có:
- Các endopeptidase: trypsin, chymotrypsin, elastase
- Exopeptidase: carboxypeptidase.
Mỗi enzyme này có tính đặc hiệu khác nhau.
Các enzyme trên của tuỵ được t/hợp ở dạng zimogen, rồi
được tiết ra theo phương thức xuất bào, được dịch tuỵ v/c

tới ruột, ở ruột được chuyển sang dạng h/đ.
Enterokinase (enteropeptidase) của TB niêm mạc ruột hoạt hóa trypsinogen thành
trypsin và rồi trypsin h/động sẽ h/hoá các zimogen khác, kể cả trypsinogen (các
enzyme h/động tự h/hố dạng khơng h/động của mình).
Trypsin h/động được hình thành nhờ để lộ ra TTHĐ khi trypsinogen bị enterokinase
cắt đi một đoạn hexapeptide.
Trypsin cắt một số lk peptide trong chymotrypsinogen, c/trúc ph/tử chất này được
s/xếp lại làm h/thành nên TTHĐ.


- Trypsin h/động ở pH8, th/phân các protein nguyên vẹn
hoặc các mảnh peptide từ dạ dày xuống, cắt lk peptide có
nhóm carbonyl (-CO-) của Arg và Lys.
- Chymotrypsin cắt lk peptide của Tyr- , Trp- , Phe- và Leu-.
- Carboxypeptidase cắt lk peptide của aa đầu C.
Dịch ruột có:
- Aminopeptidase (cắt lk của aa đầu N)
- Dipeptidase (cắt dipeptide thành 2 aa).
Cathepsin: Loại protease ph/giải protein của mơ bào, có
trong lysoxom, ph/giải protein của các mô bào đã chết



Tóm lại, nhờ các enzyme:
- pepsin (dạ dày),
- trypsin, chymotrypsin, carboxypeptidase (tuỵ)
- aminopeptidase và dipeptidase (ruột),
→ nhiều loại protein của TĂ được ph/giải thành các aa,
dipeptide và tripeptide.

8.2.2. Hấp thu
- Các aa được h/thu ở ruột non.
- Qt h/thu các aa cũng là một qt v/c tích cực (nhờ protein vc và tiêu
tốn NL). Sự h/thu các aa xảy ra theo cơ chế tương tự như h/thu
glucose (được đồng vc vào trong TB niêm mạc ruột cùng ion Na+).
Một số dipeptide (Gly-Trp, Gly-Tyr), tripeptide cũng có thể được vc
vào trong TB niêm mạc ruột nhờ những h/thống vc khác nhau.
Trong tế bào chúng lại được các dipeptidase và tripeptidase ph/giải
thành các aa.
- Các aa qua vách ruột, vào tĩnh mạch cửa và được đưa về gan. Một
phần được gan s/d và phần lớn vịng t/hồn chung để ph/phối cho
các mơ bào.
- Nói chung, protein phải được ph/giải tới aa thì mới được hấp thu.
Riêng ở đv sơ sinh, trong vịng 48 giờ đầu, ruột có thể h/thu trực tiếp
γ-globulin (KT của cơ thể mẹ truyền qua sữa đầu cho con). Trong
thực hành, bú sữa đầu là bắt buộc đối với trẻ sơ sinh và gia súc non.
Sau tuần đầu, gia súc non mới tự sản sinh được KT.



8.3. Sự ch/hoá tr/gian của các aa
Lượng aa thường trực trong cơ thể có từ:
- tiêu hố protein của TĂ (nguồn ngoại sinh, khoảng 1/3)
- các protein của cơ thể SV. Sinh vật có khả năng
chuyển đổi thậm chí tổng hợp các aa. Nguồn aa nội sinh
(từ protein cơ thể và tổng hợp trong cơ thể) chiếm
khoảng 2/3 tổng lượng aa trong c/thể.

Các aa trên được s/dụng như sau:
- Phần lớn các aa được s/dụng làm ng/liệu để x/dựng nên
những protein mới của mô bào.
- Nhiều aa được s/dụng để t/hợp thành các h/chất chứa
q/trọng khác như các purin, pyrimidin, porfirin, nicotinamid,
kreatin, …
- Các aa không được s/dụng (để t/hợp protein hay các ph/tử
s/học khác) sẽ không được dự trữ lại như các acid béo (dưới
dạng mỡ) hay glucose (dưới dạng glycogen), mà sẽ bị ph/giải
cho NL hoặc được dùng làm ng/liệu tạo đường. (Kể cả khi cơ
thể bị đói hay bị tiểu đường, các aa dư thừa vẫn bị ph/giải để
khai thác NL).


Các aa có những q trình phân giải giống nhau, đồng thời
một số aa cũng có những nét phân giải đặc thù.
Ba loại phản ứng điển hình trong phân giải aa:
- Phản ứng khử nhóm amin
- Phản ứng chuyển nhóm amin, và
- Phản ứng khử nhóm carboxyl


8.3.1. Phản ứng khử nhóm amin
Hai cách thực hiện pứ khử amin phổ biến trong thế giới SV
(đv và thvật bậc cao):
- Khử amin ơxy hố do oxidase th/hiện
- Khử amin ơxy hố do dehydrogenase th/hiện
Khử amin ơxy hố do oxidase có nhóm ghép FMN hay
FAD thực hiện

Oxidase có nhóm ghép FMN dùng cho các aa hàng L
và FAD dùng cho các aa hàng D. (Loại oxidase có FAD
thường chỉ có ở VSV). Các oxidase này h/động không mạnh
lắm, một phần ở gan, một phần ở thận. Ph/ứng khử amin loại
này chỉ xảy ra mạnh khi ăn nhiều protein. Tầm quan trọng hay
ý/n của loại ph/ứng này không lớn.
Enzyme oxidase này sở dĩ được gọi là oxidase vì cặp
hydro tách ra khơng vào chuỗi h/hấp mà được nhường ngay
cho ôxy tạo H2O2 (peroxid hydro), rồi H2O2 lại bị catalase phân
giải thành nước và ơxy.
Khử amin ơxy hố do dehydrogenase thực hiện:
Riêng Glu được khử amin một cách đặc biệt. Glu đóng
vai trị rất quan trọng trong trao đổi protein. Phản ứng khử
amin của aa này được enzyme glutamate-dehydrogenase có
coenzyme là NAD+ xúc tác, và có tính thuận nghịch cao:


Phản ứng thuận là trường hợp bình thường; điều chú ý: chiều
nghịch của pứ (nitơ vô cơ trong amoniac → nitơ h/cơ trong
nhóm amin của Glu. Đây là c/chế bón phân đạm ở cây trồng.
Glu chiếm vị trí đ/biệt q/trọng trong TĐ đổi protein và aa, giữ
vai trò q/định trong việc tạo ra các aa trong th/giới SV (nhờ
pứ chuyển amin).
Trong cơ thể đ/vật và th/vật, pứ tương tự diễn ra với Ala và
Asp (tầm q/trọng, cường độ không lớn như với Glu).


8.3.2. Phản ứng chuyển nhóm amin

- pứ chính trong trao đổi aa
- nhóm amin khơng bị gi/phóng thành NH3 tự do mà được
chuyển từ aa sang một ketoacid.
Pứ này có 2 ý nghĩa:
• Là cơ chế chủ yếu để tạo ra aa mới (c/chế STH aa).
• Là ph/tiện để thu thập các nhóm amin của các aa
trong q/trình ph/giải, khơng cho ra amoniac tự do
để có thể làm nguy hại cho các mô bào.


Phản ứng được th/hiện nhờ các transaminase có
pyridoxalphosphate (PLP) là d/xuất của vit.B6


PLP (gắn với
enzyme) phản ứng
với aa1, tạo ra một
kiểm Schiff (có l/kết
đơi giữa C và N).
Sau khi thay đổi vị
trí l/kết đơi, kiềm
Schiff bị th/phân
giải phóng αketoacid 1 và tạo
thành pyrydoxamine
phosphate. Sau đó
pyridoxalmine
phosphate tạo kiềm
Schiff với αketoacid 2. Sau khi
sắp xếp lại nối đơi,
aa 2 được g/phóng

nhờ một p.ứng
th/phân và PLP gắn
với enzyme được
tái tạo lại. Kết quả là
nhóm amine từ aa1
được chuyển cho
ketoacid 2.


Trong cơ thể SV, đặc biệt là ở đv, q/trình chuyển amin được
th/hiện rất mạnh bởi GOT và GPT

Phản ứng của
GOT (Glutamate
-Oxaloacetate Transaminase)
hay AST
(Aspartate
transaminase)


Phản ứng của GPT
(Glutamate –
Pyruvate Transaminase)
hay ALT (Alanine
transaminase)


8.3.3. Phản ứng khử nhóm carboxyl
- Enzyme decarboxylase, nhóm ghép là PLP (d/xuất của
vit.B6).

- Từ mỗi aa → một amin hữu cơ tương ứng.