БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН
совокупность превращений
белков
и
продуктов их распада - аминокислот в организмах. Б. о.-существенная часть
обмена веществ. Поскольку обмен аминокислот тесно связан с обменом
др. азотистых соединений, Б. о. часто включают в более общее понятие азотистого
обмена. У автотрофных организмов - растений (кроме грибов) и хемосинтезирующих
бактерий - Б. о. начинается с усвоения неорганич. азота и синтеза аминокислот
и амидов (см. Азот в организме). У человека и животных лишь часть
аминокислот (т. н. заменимых) может синтезироваться в организме из более
простых органич. соединений. Другая часть -незаменимые аминокислоты - должна
поступать с пищей (обычно в составе белков). Белки, содержащиеся в различных
пищ. продуктах, подвергаются в пищеварит. тракте перевариванию (расщеплению
под действием протеолитических ферментов - пепсина, трипсина, химотрипсина
и др.) до аминокислот, к-рые всасываются в кровь и разносятся по органам
и тканям (см. Пищеварение).
В тканях растений также имеются протеолитические
ферменты, гидролитич. расщепляющие белки. Дальнейшие процессы Б. о. у растений
и животных по существу являются обменом аминокислот. Значит. часть аминокислот
идёт на образование и восполнение различных белков организма, в т. ч. функционально
активных белков (ферменты, гормоны, антитела и т. п.), а также пластических,
структурных и др. (см. Белки, биосинтез). В то же время белки организма
подвергаются постоянному распаду и обновлению, пополняя фонд свободных
аминокислот. Др. часть аминокислот используется для образования ряда низкомолекулярных
гормонов,
биологически
активных пептидов, аминов, пигментов и др. веществ, необходимых
для жизнедеятельности. Так, для образования пуриновых оснований
используется
аминокислота глицин; ас-парагиновая к-та идёт для синтеза
пиримидиновых
оснований. Глицин является главным источником образования пигментной
группировки гемоглобина. Гормоны щитовидной железы - тироксин и его производные
и гормоны надпочечника -адреналин и норадреналин - образуются из аминокислоты
тирозина. Триптофан служит источником образования
аминов биогенных,
а также (частично) никотиновой кислоты и её производных. Ряд
др. азотистых веществ животного организма, как, напр.,
глутатион,
карнозин,
анзерин, креатин и др., являются продуктами соединения или превращения
аминокислот. Алкалоиды у растений также образуются из аминокислот.
Взаимное превращение аминокислот в значит.
мере обусловлено широко распространённым у всех организмов ферментативным
процессом переноса аминогруппы - переаминированием, открытым сов.
учёными А. Е. Браунштейном и М. Г. Крицман. Избыток аминокислот подвергается
процессам ферментативного распада. Наиболее общей начальной реакцией распада
аминокислот является дезаминирование, гл. обр. окислительное дезаминирование,
после к-рого безазотистый остаток молекулы аминокислоты распадается до
конечных продуктов -двуокиси углерода, воды и азота, отщепляемого в виде
аммиака.
У животных аммиак обезвреживается путём
синтеза мочевины (она образуется у человека, млекопитающих и нек-рых др.
животных в печени и выделяется с мочой) или мочевой кислоты (у птиц, пресмыкающихся
и насекомых) и частично выделяется в виде аммонийных солей. У растений
(и части бактерий) неорганич. аммонийный азот может реутилизировать-ся,
т. е. включаться вновь в синтез аминокислот и амидов, а затем белков. В
этих процессах большую роль играют амиды аспарагиновой и глутаминовой к-т
-аспарагин и глутамин, являющиеся важнейшими резервными соединениями азота
у растений. Эти соединения играют важную роль и в организме животных. Мочевина
найдена также и в ряде растений; установлена её существенная роль в обезвреживании
аммиака у грибов, бактерий и высших растений. В отличие от животных, у
растений мочевина может при образовании достаточного количества углеводов
снова включиться в процессы синтеза белка. Т. о., принципиальное отличие
Б. о. у животных и растений в том, что растения синтезируют белок, предварительно
образуя аминокислоты и амиды из неорганич. веществ, а образующийся при
дезаминировании аминокислот аммиак снова включается (через глутамин, аспарагин
и мочевину) в ресинтез белка. Напротив, животные и человек синтезируют
белок из аминокислот, получаемых с пищей и частично образованных в результате
переаминирования; продукты расщепления аминокислот выделяются из организма.
Промежуточные этапы Б. о. у растений и животных имеют много общего.
Соотношение общего количества азота, поступившего
в организм человека или животного, и выделенного азота называют азотистым
балансом. Азотистый баланс зависит не только от количества потреблённых
белков, вида, возраста и физиологич. состояния организма, но и от аминокислотного
состава белков пищи. Если организм обеспечен незаменимыми аминокислотами
в должном соотношении, то азотистое равновесие может быть установлено
при минимальном приёме белка с пищей. Регуляция Б. о. в организме животных
и человека осуществляется при участии нервной системы (есть данные о наличии
в гипоталамусе центра Б. о.) и путём изменения выделения гормонов
щитовидной и др. эндокринными железами (см. Гормональная регуляция).
Вопросы Б. о. имеют большое практич. значение
для медицины (нормы белкового питания, нарушения Б. о. при тех или
иных заболеваниях и их лечение) и для с. х-ва (мясной откорм скота, условия,
способствующие увеличению белка в зерне, и др.).
Лит.; Браунштейн А. Е., Биохимия
аминокислотного обмена, М., 1949; Майстер А., Биохимия аминокислот, пер.
с англ., М., 1961; Кретович В. Л., Основы биохимии растений, 4 изд., М.,
1964, гл. 13; Гауровиц Ф., Химия и функции белков, пер. с англ., [2 изд.],
М., 1965; Фердман Д. Л., Биохимия, 3 изд., М., 1966, гл. 17.
И. Б. Збарский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я