БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН

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.