Основными источниками аминокислот являются белки пищи и тканевые белки.

Металлопротеиназы. Большинство этих ферментов содержат атом цинка, который является каталитически активным. В некоторых случаях, цинк может быть заменен другими металлами типа кобальта или никеля без потери активности.

Аспарагиновые протеиназы. Большинство аспарагиновых протеиназ принадлежит семейству пепсина. Оно включает пищеварительные ферменты типа пепсина и химозина, лизосомальный катепсин D и ферменты процессинга типа ренина, некоторые протеазы из грибов (пенициллопепсин , ризопуспепсин, эндотиапепсин).

Второе семейство включает вирусные протеиназы типа протеаз вируса СПИДа (HIV) (ретропепсин). Эти ферменты представляют собой структуры, состоящие из двух гомологичных долей с активным центром, расположенным между этими долями. Каждая доля вносит один остаток аспартата в создаваемую каталитически активную диаду радикалов аспарагиновой кислоты Один аспартат находится в ионизированной форме, в то время как второй ионизируется при рН оптимуме в диапазоне 2-3. Ретропепсины являются мономерными. Это значит, они несут только один каталитический аспартат , и поэтому необходима димеризация для формирования активного фермента.

В желудочно-кишечный тракт белки поступают из двух источников:

Экзогенные белки— белки пищевых продуктов (70-100 г)
Эндогенные белки — белки пищеварительных секретов и слущивающегося эпителия пищеварительного тракта (20-30 г/сут).

Основная часть поступивших в желудочно-кишечной тракт белков переваривается до смеси аминокислот, дипептидов и трипептидов и небольшое количество непереваренного белка выделяется с калом.

Протеолитические ферменты. В желудочно-кишечном тракте под действием протеолити

Схема протеолиза пищевых белков в желудочно-кишечном тракте.

ческих ферментов происходит расщепление белков. Они имеют различную специфичность и последовательно гидролизуют белки до аминокислот

Для переваривания белков необходимы:

· Водный раствор с различным значением рН и концентрацией электролитов создает условия, необходимые для оптимальной активности ферментов

· Предшественники ферментов - протеолитические ферменты синтезируются в виде неактивных предшественников (проферментов) и затем активируются в полости желудочно-кишечного тракта. Проферменты активируются путем ограниченного протеолиза.

· Слизь (мукопротеины) – высоковязкие растворы мукопротеинов действуют как смазочные средства, ускоряя прохождение пищи по ЖКТ.

Переваривание белков начинается в желудке.

Секрет клеток слизистой желудка носит название желудочный сок. Это опалесцирующая желтоватая жидкость, содержащая 0.2-0.5% НCl с рН 1.5. В состав желудочного сока входят неорганические соли, ферменты (пепсин, ренин и липаза) и мукопротеины.

Трудно получить продукты секреции париетальных клеток, свободных от загрязнения другими компонентами желудочного сока, но самые чистые образцы, которые были проанализированы представляют изотонические растворы. Их концентрация H + эквивалентна 0.17 N HCl, с pH около 0.87. Поэтому, секрет париетальных клеток можно рассматривать как изотонический раствор практически чистой HCl, которая содержит 150 мэкв Cl^- и 150 мэкв Нв литре, хотя pH цитоплазмы париетальных клеток подобно другим клеткам, равен 7.0-7.2, а сопоставимые концентрации Cl^- и Н+ на литр плазмы -100 мэкв и 0.00004 мэкв соответственно.

со

ответственно.

Механизм образования HCl.

Такой большой градиент Н+ поддерживается работой специальной Н⁺,К⁺ АТФазы, которая является структурным белком апикальной мембраны париетальных клеток. В покое на поверхности клеток имеется небольшое количество этого фермента, однако под влиянием стимуляторов, большие количества тубовезикулярных структур, которыми богаты париетальные клетки перемещаются к апикальной мембране и сливаясь с ней, увеличивают количество фермента на поверхности и обеспечивают быстрое высвобождение Н⁺ взамен на К⁺. Такой обмен требует значительных затрат энергии и обеспечивается гидролизом АТФ.

Регуляторы секреции HLl и их вторичные посредники.

Выход Cl^- из клеток обеспечивается градиентом электрохимического потенциала через каналы апикальной мембраны, которые активируются цАМФ ; Н⁺ образуется путем диссоциации угольной кислоты, которая в свою очередь образуется в реакции гидратации СО₂, катализируемой карбангидразой, ферментом, активность которого в париетальной клетке очень высокая. Второй компонент реакции диссоциации угольной кислоты HCO₃^- вытесняется из клетки на базолатеральной мембране париетальных клеток взамен на другой анион, главным образом на ион Cl^- концентрация которого во внеклеточной жидкости самая высокая. Кровь во время секреции желудка сильно подщелачивается, что приводит в последующем к подщелачиванию мочи.

Секреция соляной кислоты стимулируется гистамином через H2 рецепторы, ацетилхолином через M3 мускариновые рецепторы, и гастрином, вероятно частично через гастриновые рецепторы в мембранах париетальных клеток. H2 рецепторы увеличивают внутриклеточный цАМФ при участии Gs белков, а мускариновые и гастриновые рецепторы проявляют свои эффекты, увеличивая концентрацию внутриклеточного свободного Ca²⁺. Действие одного из указанных регуляторов обычно потенцируeт ответ другого на возбуждение. Простагландины, особенно E ряда, ингибируют секрецию кислоты, активируя Gi белки, и это объясняет частично повышение риска язвенной болезни у людей, принимающих антивоспалительные препараты, которые ингибируют синтез простагландинов.

Циклическая АМФ и Ca²⁺ действуют через протеинкиназы, повышая транспорт H⁺ в желудочный просвет H⁺-K⁺ АТФазой.

Hсl понижает рН химуса, поступающего в желудок; денатурирует пищевые белки, создает оптимальный рН для действия пепсина и инициирует ограниченный протеолиз пепсиногена.

Пепсиноген — профермент пепсина с молекулярной массой 40 кД. Его активирование начинается обычно при участии Н⁺и затем продолжается аутокатализом активными молекулами пепсина. В процессе активирования происходит удаление нескольких пептидов от N конца (42 аминокислоты), что снижает изоэлектрическую точку с рН 3.7 (пепсиноген) до

1.0 (пепсин). Пепсин в активном центре содержит остатки АСП, катализирует гидролиз внутренних пептидных связей (эндопептидаза) и обладает широкой специфичностью, преимущественно действуя на пептидные связи, образованные карбоксильными группами ароматических и больших алифатических аминокислот с образованием больших пептидных фрагментов.