Biokeemia (4)

Biokeemia
1.Biokeemia areng ja seos teiste teadusharudega.
Varasem biokeemia areng oli seotud orgaanilise keemia arenguga. Omaette uurimisvaldkonnaks hakkas ta kujunema 19. sajandi keskpaiku, kui hakkas tunnustust võitma seisukoht, et elusorganismide keemia ei ole põhimõtteliselt erinev eluta aine keemiast
Meditsiinilise biokeemia baasteadmised on aluseks füsioloogiale, immunoloogiale, farmakoloogiale, farmaatsiale, endokrinoloogiale, molekulaargeneetikale, geenitehnoloogiale jt uutele spetsiifilistele arengutrendidele.
2. Keemilised elemendid ja ühendid looduses ja loomorganismis
Elementaarkoostis on elava ehituse/talitluse alus. Elavast leitud üle 70 keemilise elemendi hulgas on talitlusteks vajalik miinimum 27 bioelementi, mis jaotuvad inimkehas:

• Põhibioelemendid: H, C, O, N, P, S, biomolekulides aatomitena ja nende kombinatsioonidest koosnevad biomolekulid
  
• Essentsiaalsed makrobioelemendid; (vajatakse üle 100mg päevas) täidavad biofunktioone valdavalt ioonsel kujul (Ca2+, Na+, Mg2+. K+, Cl-)
  
• Essentsiaalsed mikroelemendid ; Fe, Cu, Zn, Mn, Co, I, Mo, V, Ni, F, Cr, Se, Si, Sn, B, As, hädavajalik mikrobiogeensete elementide miinimum.
  

3. Aminohapped : omadused, klassifikatsioon
Omadused: Karboksüülhapete derivaadid , mis sisaldavad vähemalt ühte amino- ja karboksüülrühma.
Aminohappe funktsionaalsed rühmad võivad liita või loovutada H+ iooni ja omandada seega laengu(sõltuvalt lahuse pH-st)→nõrgad puhvrid. Käituvad polüelektrolüütidena, omavad pI, annavad α-COOH ja α-NH2 jaoks iseloomulikke reaktsioone.
Optiliselt aktiivsed. Omab L- ja D-isomeerseid vorme. Eukarüootides on totaalne enamik L-vormis.
Ühe aminohappe COOH ja teise aminohappe NH2 rühma reageerimisel tekib peptiidside.
Vesilahustes amfoteersed .
Polaarsetes lahustites lahustuvad (vesi, etanool), kuid ei lahustu apolaarsetes lahustites ( benseen jt).
Klassifikatsioon: Inimkeha valkudes leiduvate põhiaminohapete levinuim klassifikatsioon baseerub radikaali polaarsusel ja laengul füsioloogilise pH juures.
Lisaks võib grupeerida järgnevalt:

• Happelised (Asp, Glu), aluselised (Lys, Arg, His) ja neutraalsed AH (kõik ülejäänud)
  
• Aromaatsed AH (Phe, Tyr, Trp, His)
  
• Hüdroksüaminohapped (Ser, Thr)
  
• Väävlitsisaldavad AH (Cys, Met)
  
• AH amiidid (Asn on aspartaadi amiid ja Gln on glutamaadi amiid)
  
• Tsüklilised AH (Pro, Phe, Tyr, Trp, His; NB! Pro on sisuliselt võttes iminohape)
  
• Asendamatud ja inimkehas sünteesitavad AH ( asendatavad )
  

4. Valgud : üldiseloomustus, funktsioonid loomorganismis

• Biomakromolekulid, mis koosnevad ühest või mitmest polüpeptiidahelast
  
• Nende aminohappelise koostise erinevus, mis tingib nende individuaalsuse/rohkuse
  
• Peptiidside aminohappejääkide vahel
  
• Mitmetasemeline struktuurne organisatsioon
  
• Omavad aktiivalasid ligandi sidumiseks
  

Funktsioonid:
a) Valgud täidavad organismis ensümaatilist funktsiooni
b) Ehitusliku funktsiooni
c) Transport funktsiooni
d) Retseptor funktsiooni
e) Regulatoorset funktsiooni
f) Kaitse funktsiooni
g) Liikumis - ja energeetilist funktsiooni
5. Valkude primaarstruktuur , valgu süntees.
Valkude primaar e. esmane struktuur - AH suhteline hulk ja järjestus polüpeptiidahelas, mis on geneetiliselt määratletud. On aluseks kõikide kõrgemat järku struktuuride moodustamisele. Siduvaks sidemeks on peptiidside, teised sidemed esinevad ebakorrapäraselt.
Valgusüntees

• Sünteesi initsieerimise käigus seostub ribosoom oma valkude abil mRNA-ga viimase 5´-otsa lähedal. Polüpeptiidahela süntees algab N-otsast, st mRNA loetakse suunas 5´- 3´
  
• Aminohapetes tekib aminoatsüül-tRNA sünteesi ja ATP toimel aktiivvorm mis trantsporditakse ribosoomile, seostub seal sidumiskohtadega ning tRNA antikoodoni ja mRNA koodoni komplementaarsus paneb paika õige aminohappejäägi. Ribosoomivalkudel on peptiidsidet tekitav ensüümaktiivsus. Ahela pikenemist soodustavad tsütoplasma valgulised pikendamisfaktorid.
  
• Kui mRNA lugemine jõuab stoppkoodonini, peatub polüpeptiidahela süntees. Peatumises ja polüpeptiidahela vabanemises ribosoomilt osalevad tsütoplasma valgulised termineerimis-/vabastusfaktorid. Valkude sünteesi energiavajaduse katavad ATP ja GTP.
  

Antibiootikumid inhibeerivad/aeglustavad valgusünteesi.
6.Valgumolekulide ruumiline ehitus, kõrgemat järku struktuurid
Sekundaarstruktuuri põhivormid on α-heeliks ja β-struktuur. Need on peamiselt vesiniksidemete abil fikseeritud ruumikujundid . α-heeliks – polüpepetiidahela paremale pöörduv helitseerunud konformatsioon . Vesiniksidemete rohkus tagab heeliksi stabiilsuse.
β-struktuur – peamiselt vesiniksidemete abil kujunenud kihilis-voldiline konformatsioon.
Tertsiaarstruktuur – kerajas -ellipsoidne (gloobul) või niitjas (fibrill) kolmemõõtmeline konformatsioon. Formeerub polüpeptiidahela spetsiifilisel väga tihedal kokkupakkumisel. Valgumolekul püüab võtta stabiilseimat kuju. Tertsiaarstrukuuri hoiavad põhiliselt nõrgad sidemed (ioonsed-, vesiniksidemed ja hüdrofoobsed vastaktoimed. Nende väga suur arv tagab tertsiaarstruktuuri stabiilsuse.
Kvaternaarstruktuur - vähemalt kaks tertsiaarstruktuuriga polüpeptiidahelat (ehk subühikut). Subühikuid seovad nõrgad sidemed (mõnes valgus ka disulfiidsidemed)
7. Valgumolekulide aluselised ja happelised omadused. Valkude isoelektriline täpp.
Valgud on amfoteersed polüelektrolüüdid – võivad liita või loovutada H+ iooni. Neil on kindel pI väärtus. Mida suurem on suhe happelised/aluselised, seda madalam on valgu pI.
Valgu isoelektriline täpp pI – keskonna pH, mille korral valgu molekuli summaarne laeng on null(anioonsed laengud =katioonsed laengud), valgud sadenevad kõige kergemini, valgulahus on kõige ebastabiilsem.
8. Valkude füüsilis-keemilised omadused. (lk. 64)
1. Valkudel on laeng: COOˉ NH3+ (see ei anna laengut!)
C terminaalne ots N terminaalne ots
Laeng on põhjustatud koostises olevate AH radikaalide laengutest. Laeng kindlustab vaba liikumise elektriväljas ja tagab stabiliseeruva H2O molekulkihi ümber valgu, seega ka valkude lahustuvuse . Kui summaarne laeng on 0, sadeneb kergesti välja.
2. Lahustuvus veres ja veresoola lahustes. See on määratud valkude AH koostise eripäraga: mida rohkem hüdrofoobseid AH-jääke, seda väiksem lahustuvus. On määratud pH-st, ioontugevusest ja tº-st. (Pm.. kolloid- osmootne – enamik valke hüdrofiilsed ja vesilahustuvad )
3. Madal difusioonikiirus. See on seletatav nende suurte mõõtmetega.
4. Valgud on amfoteersed ühendid: aminorühmad annavad aluselisi ja COOH-rühm happelisi
omadusi.
5. Iseloomulik puhverdusvõime teatud piirides. See realiseerub peamiselt H sidumise või
loovutamise tasandil.
6. On võime denatureeruda. See on valgu bioloogilise aktiivsuse kadumine seoses kõrgemat järku
struktuuride lagunemisega (st alles jääb primaarstruktuur). Denaturatsioonifaktoriteks on: tº, kiirgused, happed , alused.
Denaturatsiooni bioloogiline tähtsus:

• Teatud määral kaitse võõrvalkude eest (nt palavik ).
  
• Denatureeruvad valgud muutuvad hõlpsamini hüdrolüüsivateks (nt maos HCl-line denaturatsioon).
  

7. Renaturatsioon e denaturatsiooni pöördprotsess. Avaldub suhteliselt pehme denaturatsiooni korral ja denaturatsioonifaktorid peavad olema kõrvaldatud. Selle tulemusena taastub primaarstruktuurist kõrgemat järku struktuur ja taas ilmneb valgu bioloogiline aktiivsus.
Renaturatsiooni bioloogiline tähtsus:

• Väga lihtsate mõjutuste korral (nt pH muutused) ei toimu valkude pöördumatut inaktivatsiooni.
  
• Hüdrolüüs – peptiidsideme lagunemine ja vabade AH teke. See toimub kas tugevalt keemiliste mõjutustega või ensümaatiliselt (spetsiaalsete proteolüütiliste ensüümide toimel).
  

8. Püsivus – valgulahus ei koaguleeru seismisel (ei sadene täielikult), kuna kolloidolekut stabiliseerivad valguosakese laengud ja hüdraatkiht.
9. Optiline aktiivsus ja adsorptsioonivõime – valkude lahuste optiline aktiivsus tuleneb neis olevate AH-jääkide optilisest aktiivsusest ja valgu konformatsioonist. Valgud võivad adsorbeerida mitmesuguseid aineid ja ioone. See muudab need ained lahustuvateks või blokeerib nende toimet/toksilisust.
10. Makromolekulaarsus
9. Valkude klassifikatsiooni printsiibid, tähtsamad esindajad. (Lk64)
Päritolu järgi: Loomsed , taimsed, bakteriaalsed , viiruste valgud
Paiknemise järgi: membraan -, tsütoplasma-, mitokondri-, ribosoomi-, lüsosoomi jne valkudest.
Füsiko-keemiline klassifikatsioon: 1. Polaarsed; 2. Apolaarsed; 3. Amfifiilsed
Struktuurne klassifikatsioon: 1. Lihtvalgud
a) Fibrillaarsed – kollageenid, elastiinid , keratiinid, fibroiinid ( fibrinogeen ), müosiinid
b) Globulaarsed – albumiinid, globuliinid , histoonid , protamiinid, prolamiinid, gluteliinid
2. Liitvalgud : kromoproteiinid, fosfoproteiinid, glükoproteiinid, proteolipiidid, lipoproteiinid, nukleoproteiinid, metalloproteiinid ja liitensüümid.
Funktsionaalne klassifikatsioon:

• Ensüümid ( pepsiin , trüpsiin, amülaas)
  
• Trantsportvalgud ( hemoglobiin , vereseerumi albumiin , ioonpumbad)
  
• Struktuurvalgud (kollageenid, elastiinid, histoonid)
  
• Kontraktiilsed valgud ( aktiin , müosiin)
  
• Regulatoorvalgud ( insuliin , histoonid)
  
• Aktiivkaitse valgud (immuunglobuliinid, fibrinogeen, trombiin)
  
• Toite – ja varuvalgud (piima kaseiin, muna ovoalbumiin)
  

10. Kromatograafia . Elektroforees . 6CO2 + 6H2O, rohelistes taimedest toimub aga vastupidine protsess. Süsivesikud moodustavad taimorganismides klorofülli katalüütilisel toimel päikeseenergia arvel ning ladestatakse mono -, di- ja polüsahhariididena mitmesugustes taimeosades varuainetena.
36. Bioloogiline oksüdatsioon. Hingamisahela ensüümid. Oksüdatiivne fosforüülimine.
Bioloogiline oksüdatsioon on elektronide transpordiahelate (ETA) põhiaine. 2 ETA põhitüüpi inimkeha rakkudes on hingamisahel (ATP tootmisega seotud oksüdatsioonirada) ja kehavõõraste ühendite biotransormatsiooniga seotud ETA. Nende tüüpidega saab teada, kuidas inimkeha kasutab hemoglobiini poolt kudedesse toodud molekulaarset hapnikku metaboliitide lõplikuks lõhustamiseks, toomaks elutegevuseks vajalikku metaboolset energiat ATP kujul; millised ensüümid ja vitamiinide-põhised koensüümid tagavad rakuhingamise ja ATP tootmise; millised aeroobse metabolismi häired ja miks põhjustavad nerurodegeneratiivseid protsesse, patoloogilist oksüdatiivset stressi, isheemiat, südame- ja veresoonkonnahaigusi, suhkrutõbe jne; kuidas inimkeha rakud kasutavad bioloogilist oksüdatsiooni ühe põhimehhanismina kehavõõraste ühendite biotransformatsiooniks. Oksüdatsioon – elektronide äravõtmine, redutseerimine – elektronide saamine.
Hingamisahela komponentideks on dehüdrogenaasid (NAD-, FMN-, FAD- ja CoQ-dehüdrogenaasid), tsütokroomid (cytFe3+, cytFe2+), koensüüm Q ja raud-väävel tsentrid .
ATP süntees toimub aktiveeritud anorgaanilise fosfaadi sidumise teel ADP molekulis, seda protsessi, mil ATP moodustub bioloogilise oksüdatsiooni korral ja mis toimub paralleelselt hingamisahela reaktsioonidega, nim oksüdatiivseks fosforüülimiseks. Hingamisahela tööga kaasnev vaba energia suur muut konverteeritakse ATP sünteesiks oksüdatiivse fosforüülimise läbi. Elektronide transpordil hingamisahelas toimuvad redoksreaktsioonid annavad energia prootonite elektrokeemilise gradiendi tekkeks läbi mitokondrite sisemembraani. Prootonite liikumine gradienti mööda maatriksisse annab ATP süntaasi tööks vajalikku energiat.
37. Lipiidide tähtsus toitumisel. Lipiidide muundumine seedetraktis, sapi tähtsus seedimisel.
Lipiididel on tähtis energeetilne funktsioon, mil triglütseriidide (TG) rasvhappejäägidd on rakkude jaoks kontsentreerituim metaboolse energia varu. Lipiididepoode eeliseks on varude kompaktsus, suur tihedus ja lahustumatus vesikeskkonnas. TG on inimtoidu energiarikkamad komponendid. Toidulipiidides lahustuvad rasvlahustuvad vitamiinid . Väheaktiivne rasvkude on samuti lahustiks hüdrofoobsed, mittemetaboliseeruvad ksenobiootikumid (sh ravimid ).
Et organism suudaks lipiide omastada, lõhustub enamik lipiide lihtsamateks ühenditeks (glütseriin, rasv - ja fosforhapped, lämmastikalused, kõrgmolekulaarsed alkoholid), mis on võimelised resorbeeruma. Maonõre lipaasid on täiskasvanud loomadel suhteliselt passiivsed, noorloomadel, kes toituvad piimast, on nad üsna aktiivsed. Peensooles toimuvad lipiidide kõige olulisemad keemilised muutused – rasvade lõhustumine ja laguproduktide resorptsioon . Sapphapete tähtsus avaldub nende pindpinevust langetavas mõjus, mistõttu rasvad emulgeeruvad ja hüdrolüüsuvad kergemini lipaaside toimel. Reageerides rasvhapetega moodustuvad sapphapped lahustuvaid ja kergesti läbi epiteeli imenduvaid kompleksühendeid. Mitmete lipiide, süsivesikuid ja valke hüdrolüüsivate ensüümide aktiivsus suureneb sapphapete juuresolekul, samuti intensiivistub pankrease nõre sekretsioon . Sapp muudab rasvad hõlpsamini seeditavaks.
38. Glütserooli ja rasvhapete oksüdatsioon kudedes. Rasvhapete beeta-oksüdatsioon.
Oksüdatsiooniks kasutatavad rasvhapped pärinevad põhikoguses varurasvade mobilisatsioonist ( rasvkoe TG’de lõhustumine rasvhapeteks ja glütserooliks). Adipotsüütides toimub pidev süntees ja lõhustumine. Mobilisatsioonil (TG’de lipolüüsil) toimub rasvkoe TG’de hüdrolüüs rasvhapeteks ja glütserooliks lipaasidega hormoonide kontrolli all. Protsessi algatab hormoon -sõltuv TG lipaas , mis vabastab asendist 1 või 3 rasvhappejäägi. Tekkinud diglütseriidi (DG) lõhustab DG lipaas. Saadud monoglütseriidi lõhustab MG’i lipaas rasvhappeks ja glütserooliks. Ehk TG lõhustumine vabadeks rasvhapeteks ja glütserooliks toimub adipotsüütides, mil lipolüüsi käivitab TG lipaas, mis aktiveerub lipolüütiliste hormoonide toimel.
Rasvhapete B-OX on rasvhappe aktiivvormi (atsüül-CoA) oksüdatsiooni beeta-süsiniku osalusel mitokondrite maatriksis. 1 B-OX ring eraldab rasvhappe ahelast 2-süsinikulise aktiivse atsetüüljäägi (atsetüül-CoA vormis), st 1 ringiga lüheneb rasvhappe ahel 2 C võrra. Iga B-OX ring lubab toota kuni 15 ATP molekuli koostöös TKT (trikarboksüülhapete tsükkel) ja hingamisahela.
39. Rasvhapete ja triglütseriidide biosüntees. Atsidoos ja ketoos .
Rasvhapete vajaduse katab inimkeha kahel viisil: suurel määral tasakaalustatud toiduga ning sünteesib ise. Üle vajaduste saadud toidusüsivesikud konverteeritakse ka rasvhapeteks ja salvestatakse rasvkoe triglütseriididena. Maksas uueneb 50% rasvhapetest 2-3 päevaga, seega toimub pidev süntees ja lõhustamine. Rasvhapete biosüntees on kompleksne protsess, milles võib diferentseerida 3 põhilist etappi : glütseriini ja kõrgmolekulaarsete rasvhapete moodustumine ning nendest vastavate estrite süntees. Rasvhapete de novo süntees toimub maksas ja lakteerivas piimanäärmes tsütoplasmas ja aktiivne ekstramitokondriaalne rasvhappe süntaas viib läbi kogu sünteesi. Lähteühendiks on atsetüül-CoA. Rasvhapete süntees vajab redutseerivat ( NADPH ) energiat, ATP, bikarbonaati, biotiini ja mangaani . Sünteesi aktiveerib tsitraat ja pärsib atsüül-CoA. Ta prevaleerib süsivesikuterikka toidu tarbimisjärgselt ja teda soodustab kõrge insuliin/glükagoon.
U 90% rasvkoe kaalust moodustavad triglütseriidid (TG). TG süntees toimub maksas, peensoole limaskestas , rasvkoes , piimanäärmes jt kudedes. Adipotsüütides olevad TG’de tilgad ( rasv ) on võimas energiavaru. Adipotsüütides tilkadena olevad TG on tugevalt redutseerunud , kõrge redutseerumisaste annab võimaluse rohkemaks oksüdeerumiseks. Oksüdatsiooniks kasutatavad rasvhapped pärinevad põhikoguses varurasvade mobilisatsioonist (rasvkoe TG’de lõhustumine rasvhapeteks ja glütserooliks). Reaktsioon toimub mitmes etapis , kus protsessi algatab hormoon-sõltuv TG lipaas, mis vabastab asendist 1 või 3 rasvhappejäägi. Tekkinud diglütseriidi lõhustab DG lipaas. Saadud monoglütseriidi lõhustab MG lipaas rasvhappeks ja glütserooliks.
Atsidoos on häire, mis väljendub organismi vereplasmas oleva bikarbonaadi sisalduse vähenemises. Tekib siis, kui verre imendub liiga palju happeid ja vere pH langeb seetõttu ja veri muutub happelisemaks. Happeline veri aga ei suuda siduda piisavas koguses hapnikku.
Ketoos on seisund, kui ketokehade tase on veres tõusnud. Ketokehad moodustuvad, kui glükogeenivarud on maksas otsa saanud.
40. Steroidide ja fosfolipiidide ainevahetus .
Fosfolipiidide molekulid hüdrolüüsuvad kudedes alkoholi, rasv- ja fosforhapete ja N-alusteni. Katalüsaatoritena võtavad lõhusumisest osa fosfolipaaside tüüpi ensüümid. Fosfolipiidide ainevahetus annab mitmesuguseid lõpp-produkte. Alkoholide ja rasvhapete jäägid võivad oksüdeeruda veeni ja CO2-ni. N-aluste käive lõpeb kas asjaomaste N-ühendite või karbamiidi ja kusihappe moodustumisega. Steroidid hüdrolüüsuvad kudede kolesteriinesteraaside toimel, vabanedes kolesteriin ja kõrgmolekulaarsed rasvhapped.
41. Arahhidoonhape. Prostaglandiinid.
Arahhidoonhape on polüküllastamata rasvhape , millel on 20 C’d ja 4 kaksiksidet. Inimkeha fosfolipiidides olev arahhidoonhape sünteesitakse linoolhappest. Arahhidoonhappe derivaatideks on lokaalse toimega bioaktiivsed ühendid eikasonoidid. Leukotrieenid – kopsus bronhide kokkutõmbumine, astmaatiline atakk, anafülaktiline šokk, allergia, põletikud. Tromboksaanid – verehüübeprotsesside initseerimine.
Prostaglandiinid – silelihaste kontraktsioon , kehatemp regulatsioon , ärkveloleku-une tsükkel, põletikulised protsessid, palavik, cAMP süntees, vererõhu regulatsioon. Prostaglandiinid on lokaalsed signaalmolekulid ja toimivad tavaliselt kudedes produtseeritud auto- ja/või parakriinsete signaalmolekulidena.
42. Valkude ainevahetus: üldiseloomustus, valkude tähtsus toitumisel. Organimis lämmastikubilanss.
Funktsionaalsete mehhanismide ja regulatoorsete süsteemide materjaalseks aluseks on struktuursed valgud, ensüümid ja spetsiifilised kompleksühendid (müosiin, hemoglobiin, tsütokroomid), lipoproteiidid ja nukleiinhapped . Valkude koostisesse kuuluvad aminohapped võivad olla süsivesikute ja lipiidide sünteesi lähteaineteks, neist moodustub bioaktiivseid metaboliite (kilpnäärme hormoone, kreatiini) ning neist sünteesitakse nukleotiidide ja fosfolipiidide lämmastikalused. Loomorganismis toimub pidevalt kudede ehitusaine põhikomponentide – valkude – süntees ja lagunemine. Valkude moodustamiseks vajab organism ehitusainet – aminohappeid , mille teesimise võime piirdub ainult osaga neist.
Valgud kui lämmastikku sisaldavad ühendid moodustavad organismi ehitusaine asendamatute põhikomponentide rühma. Organismi normaalse talitluse ja maksimaalse jõudluse saavutamiseks tuleb tagada toiduvalgu optimaalne hulk ja valgu nõuetekohane koostis. Mõnede aminohapete väljalülitamine toidust või nende omavaheliste kontsentratsioonisuhete muutmine halvendab ülejäänud aminohapete assimilatsiooni . Aminohapete puudumise korral toidus ei kompenseeru ehitusaine lagunemine sünteesiga, koevalkude hulk väheneb ja organismis kujuneb eluohtlik valgu defitsiit.
Valgu, laiemas mõttes lämmastikku sisaldavate ainete vastuvõtu ja eritamise suhtes diferentseeritakse loomorganismis 3 põhilist võimalust: a) toiduga saadava lämmastiku hulk ületab erituse, lämmastikubilanss (LB) on positiivne, sellisel juhul suurenevad kehavalgu varud; b) eritatava lämmastiku hulk on suurem toidus leiduvast lämmastiku hulgast, LB on negatiivne, koevalkude hulga vähenemine nälja, haiguste jt puhul; c) lämmastikusisaldus toidus on võrdne organismist eritatava N hulgaga, LB on tasakaalustatud.
43. Aminohapete üldine ainevahetus.
Kõiki organismi „sattunud“ aminohappeid ei kasutata spetsiifilisteks ülesanneteks, vaid lülitatakse osaliselt üldisesse ainevahetusse. Osa neist allutatakse edasidtele muutustele ümberamiinimise ja amiinimise kaudu. Teine osa kuulub lagundamisele, kusjuures aminohapped suunatakse energeetilisse ainevahetusse üle desamiinimise, dekarboksüülimise ja oksüdatsiooniprotsesside. Ümberamiinimine e transamiinimine etendab aminohapete moodustamisel ja utilisatsioonil kaalukat osa. Selles protsessis toimub aminorühma ülekandumine L-aminohapetelt α-ketohapetele vahepealse ammoniaagi moodustumiseta.
Desamiinimine on aminohapete utilisatsiooni põhiline tee, mil aminohappelt eemaldatakse aminorühm.
Reduktiivne amiinimine on protsess, kus moodustuvad aminohapped nende desamiinimise produktidest – α-ketohapetest, ammoniaagist ja mõnedest madalmolekulaarsetest N-ühenditest.
Aminohapete dekarboksüülimine seisneb aminohappe karboksüülrühma lagunemises ja vastava amiini moodustumises ning eraldub CO2.
44. Valkude muundumine seedetraktis. Valkude ainevahetus eripära mäletsejatel. Roiskumine.
Seedetraktis lõhustatakse valgud üle mitmete hüdrolüüsi vaheproduktide kuni aminohapeteni ja sellistena kasutatakse organismis kas plastiliseks otstarbeks või energeetilise lähteainena. Suus ei toimu erilisi muutusi, sest süljes puuduvad proteolüütilised ensüümid. Valkude seedimine algab maos, kus toiduvalkudele toimib maonõre selles leiduvate ensüümidega. Maonõre kuivaine orgaaniline osa sisaldab mitmeid valke (mutsiini, seerumialbumiine ja –globuliine), ensüüme, aminohappeid ja vitamiine. Pepsiin on tähtsaim ensüüm, mis katalüüsib valkude lõhustumist. Pepsiini toimel lõhustuvad valgu molekulid üle peptoonide ja teiste hüdrolüüsi vaheproduktide osaliselt kuni aminohapeteni. Peensooles toimub toitainete edasine lõhustumine ja laguproduktide imendumine . Seedetrakti ülemistes osades osaliselt hüdrolüüsunud toidu koostisosadele avaldavad peensooles mõju pankrease (olulisim osa, toimides kõikidesse toidu koostisosadesse) ja peensoole nõre ensüümid.
Bioloogiliselt madala väärtusega taimsed valgud muudetakse kõrgeväärtuslikuks bakteriaalseks valguks, mis seedetrakti alumistes osades kergesti lõhusub ja pärast resorptsiooni lülitub looma ainevahetusse. Mäletsejaliste eesmagudes toimivad valkudesse bakterite, infusiooride ja pärmide ensüümid. Toime iseloomu poolest sarnanevad bakteriallsed ensüümid trüpsiiniga, lõhustades valgu molekulides pepsiidsidemeid pH 6-7 juures. Osade ensüümide toimel lõhustuvad peptiidahelad aminohapeteni. Osa aminohappeid allutatakse ka desamiinimisele.
Roiskumine algab valkude lõhustumisega mikroobide ensüümide toimel aminohapeteni ja edasi nende mitmesuguste laguproduktideni, mis on tihti toksilise iseloomuga . Roiskumisel täheldatakse hüdrolüüsi, desamiinumist, dekarboksüülumist, oksüdatsiooni, reduktsiooni, metüülumist ja demetüülumist. Nende protsesside tulemusena tekib ammoniaaki, orgaanilisi happeid, aldehüüde, alkohole, ketoone, amiine jt ühendeid. Türosiin võib roiskumisel muutuda 2 viisil – desamiinumise või dekarboksüülumise kaudu, lõpp-produktiks on mõlemal juhul fenool ja kresool. Trüptofaani lõpp-produktiks on indolüüläädikhape, skatool ja indool. Need ühendid on toksilised ja võivad pärast resorbeerumist esile kutsuda mürgistust.
45. Ammoniaagi eemaldamine organismist.
Põhiline osa lämmastikust eemaldatakse organismist imetajatel kusiainena ning lindudel ja reptiilidel kusihappena ning teise võimalusena seotakse ammoniaak valkude karboksüülrühmadega, nii kaitstakse organismi ammoniaagi toksilise mõju eest kui primaarsed mehhanismid. Kusiaine süntees maksas on ammoniaagi mürgitustumise ja organismist eemaldumise protsessi viimane etapp. Kusiaine moodustamiselt kasutatakse lisaks vabale ammoniaagile ka mitmesuguseid orgaaniliste ühendite aminorühmi. Kusiaine eemaldatakse organismist neerude kaudu uriiniga.
46. Valkude biosüntees
Toimub pidevald organismis. Valkude moodustamiseks vajab organism aminohappeid, mida organism saab toidust, sest loomorganismi aminohapete sünteesimise võime piirdub ainult osaga neist. Vallkude biosüntees on elusa substraadi eksisteerimise ja selle suhteliselt konstantse keemilise koostise säilitamise tähtsamaid tingimusi. See on omane kõikidele kudedele ja rakkudele, samas mõned organid ja koed moodustavad valke intensiivsemalt. Aminohapete assimilatsioon uute koe koostisosade moodustamiseks lokaliseerub raku organoidides, peamiselt ribosomaalseid RNA sisaldavates ribosoomides. Sünteesiprotsessides vajaliku energia allikaks on põhiliselt makroergili sidemeid sisaldav ATP, mis moodustub mitokondrites. Elusorganismi koostisesse kuuluvate valkude hulk pole konstantne . Valkude sünteesi ja lõhustumise tagajärjel võib laguneda valkude kvaternaarne, tertsiaarne, sekundaarne või primaarne struktuur, inaktiveeruda funktsionaalsed rühmad ja laguneda molekulisisesed sidemed.
47. Nukleiinhapete ainevahetus
Nukleiinhapete moodustamiseks vajalikud lähteained pärinevad toidust (nukleiinhapete hüdrolüüsiproduktid) ning süsivesikute ja lipiidide ainevahetusest. Puriin - ja pürimidiinalused ehitatakse vajaduse korral üles lihtsamatest ainevahetuse vaheproduktidest. Nukleiinhapete hüdrolüüs algab maos, kus pepsiini toimel lõhustuvad sidemed valguliste komponentide ja nukleiinhapete vahel. Protsess jätkud peensooles, kus algab ka lihtvalkude järkjärguline hüdrolüüs aminohapete vabanemiseni. Need resorbeeruvad ja nad lülitatakse edasistesse aminohapete ainevahetuse reaktsioonidesse. Nukleiinhapped alluvad pankrease nõre nukleaaside toimele. Rakkude nukleiinhapped lagunevad vastavate nukleaaside (DNA-aaside, RNA-aaside) katalüütilisel toimel mononukleotiidideni. Osa neist kasutatakse kudedes moodustuvate uute rakkude nukleiinhapete sünteesi lähteainetena, teine osa lõhustatakse nukleosiidideni ja fosfaatideni või pentoosfosfaatideni ja lämmastikalusteni. Nukleotiidide hüdrolüüsil saadakse puriin- ja pürimidiinalused, pentoosid ja fosforhape .
48. Vee- ja mineraalainevahetus
Vee jaotus kudede ja organite vahel pole ühtlane. Vesi on koe koostisosade solvendiks ja kõikide kudede ning rakkude ehituselemendiks. Enamik ainevahetuse reaktsioonidest toimub vesilahustes või vees dispergeerunud aineosakeste piirpindadel. Vesi on toitainete ja ainevahetuse jääkide põhiliseks transportijaks. Vee otsesel osavõtul toimuvad organismis arvukad keemilised reaktsioonid – hüdrolüüs, oksüdatsioon jt. Termoregulatsioonimehhanismis võimaldab nahakaudne vee auramine keha kõrge välistemp korral jahutada. Vesi eemaldatakse organismist neerude, kopsude, naha ja pärasoole kaudu. Veevahetus seostub organismis tihedalt toitainete vahetusega. Veevahetust reguleeritakse organismis närvisüsteemi ja kilpnäärme suprarenaalnäärmete koore, hüpofüüsi, pankrease ja sugunäärmete hormoonide kooskõlastatud talitluse kaudu.
Kuigi mineraalainete sisaldus on kudedes kvantitatiivselt orgaanilise aine hulgaga võrreldes märgatavalt väiksem, osutuvad nad absoluutselt eluvajalikeks. Organismis esinevad mineraalained lahustumatute sooladena peamiselt luudes , lahustuvate ühenditena kudedes ja koevedelikes ning seotult orgaanilise ainega. Organism saab mineraalaineid toidu ja joogiveega. Enamik neist resorbeerub peensoolest verre ja antakse edasi kudedele ning koevedelikele. Mineraalainete vahetus vere, kudede ja koevedelike vahel toimub osmoosi seaduspärasuste alusel – ioonid liiguvad üldjuhul madalama kontsentratsiooni suunas. Mineraalained erituvad põhiliselt uriini, higi ja roojaga.
49. Ainevahetuse põhiradade vahelised seosed.
Metabolismi integratsiooni iseloomustavad:

• Radadevahelised sõlmpunktid, üleminekud ( metabolism on võrgustik). Võrksus lubab alternatiivseid kulgemisvõimalusi.
  
• Ülikõrge koordineeritus: energiat andvad kataboolsed protsessid ja energiat vajavad anaboolsed protsessid eksisteerivad vaid üheskoos, sest: rakufn-ideks vajalikke biomolekule saadakse nii lõhustumise kui ka sünteesi abil; substraatide oksüdatiivne lammutamine annab energia valkude, peptiidide jt sünteesiks
  
• Anabolism ja katabolism pole teineteise lihtsad pöördprotsessid. Nimelt, kataboolse raja suure negatiivse energiamuuduga võtmereaktsioonid pole lihtpööratavad. Teisisõnu: radade pöörduvus onn võtmereaktsioonide puhul kaudne ja pöördprotsess toimub raku teises kompartmendis. Kataboolsete ja anaboolsete radade peenregulatsioon on ka erinevalt organiseeritud.
  

50. Lihaskoe biokeemia: keemiline koostis, kontraktsiooni mehhanism .
Lihaskude - moodustab