Valine: הגדרה, סינתזה, קליטה, הובלה והפצה

ולין (Valine) היא חומצת האמינו המסועפת השלישית - אנגלית: Branched Chain חומצות אמינו (BCAA). כמו אוצין ו isoleucine, valine יש סידור שרשרת מסועף במבנה שלה. בגלל המבנה המולקולרי הספציפי הזה, לא החיה ולא האורגניזם האנושי יכולים לבנות ולין, ולכן חומצה אמינית זו נקראת חיונית (הכרחית לכל החיים). לבסוף, יש לבלוע את הוואלין בכמויות מספיקות עם חלבון תזונתי בכדי לשמור על חנקן לאזן ולאפשר צמיחה רגילה. ווליין הוא אחד מתוך סך הכל 21 חלבונים חומצות אמינו נהג לבנות חלבונים. כולם גדולים חלבונים בגוף מכילים ולין בריכוזים של 5-8%. תלוי במבנה שרשראות הצד שלהם, פרוטוגני חומצות אמינו מחולקים לקבוצות שונות. ואלין, כמו איזולאוצין, אוצין, אלנין וגליצין, היא חומצת אמינו עם שרשרת צד אליפטית. אמינו אליפטי חומצות לשאת רק אחד פַּחמָן שרשרת צדדית ואינן קוטביות. ולין הוא אחד האמינו הניטראליים חומצותזו הסיבה שהוא יכול להתנהג גם חומצי - משחרר פרוטונים - וגם פרוטונים המקבלים אלקליין. בשנת 1901, הרמן אמיל פישר, מייסד הביוכימיה המודרנית, בודד לראשונה את חומצת האמינו החיונית וואלין מקזאין. קזאין הוא חלבון קריש גס של חלב ולפיכך המרכיב העיקרי של גבינה ושמן. מבחינה מבנית, הוואלין נגזר מחומצה איזו-ואלארית על ידי החלפת א הידרוגנציה אטום עם קבוצת אמינו (NH2), המיטרפן חומצה מונוקרבוקסילית המכונה גם חומצה 3-מתיל בוטירית.

עיכול חלבונים וספיגת מעיים

הידרוליזה חלקית של תזונה חלבונים מתחיל ב בטן. חומרים עיקריים לעיכול חלבונים מופרשים מתאים שונים בקיבה רירית. תאים עיקריים ומינוריים מייצרים פפסינוגן, מבשרו של האנזים הניתוק לחלבון פפסין. בטן תאים מייצרים חומצת קיבה, אשר מקדם את ההמרה של פפסינוגן ל- פפסין. בנוסף, חומצת קיבה מוריד את ה- pH, אשר עולה פפסין פעילות. פפסין מפרק חלבונים עשירים בוואלין למוצרי מחשוף בעלי משקל מולקולרי נמוך, כמו פולי- ואוליגפפטידים. מקורות טבעיים טובים של וליין כוללים קזאין, מי גבינה, ביצה, בשר, שיבולת שועל, אורז מלא וחלבוני אגוזי לוז. הפולי ו אוליגופפטידים המסיסים נכנסים לאחר מכן ל מעי דק, אתר הפרוטאוליזה העיקרי (עיכול חלבונים). פרוטאזות (ביקוע חלבונים אנזימים) מיוצרים בלבלב. הפרוטאזות מסונתזות ומופרשות בתחילה כזימוגנים - קודמים לא פעילים. זה רק ב מעי דק שהם מופעלים על ידי אנטרפפטידיזות - אנזימים נוצר מה רירית תאים - סידן ואנזים העיכול טריפסין. הפרוטאזות החשובות ביותר כוללות אנדופפטידיזות ואקסופפטידיזות. אנדופפטידיזות מפלצות חלבונים ופוליפפטידים בפנים מולקולות, הגדלת יכולת ההתקפה הסופית של חלבונים. אקסופפטידיזות תוקפות את קשרי הפפטיד של קצה השרשרת ויכולות לנתק ספציפית אמינו חומצות מקצה הקרבוקסיל או האמינו של החלבון מולקולות. הם מכונים קרבוקסי או אמינו-פפטידז בהתאם. אנדופפטידיזות ואקסופפטידיזות משלימות זו את זו במחשוף חלבונים ופוליפפטידים בשל סגוליות המצע השונה שלהם. חומצות אמינו אליפטיות ספציפיות, כולל ואלין, משוחררות על ידי אלסטאז האנדופפטידאז. לאחר מכן ואלין נמצא בקצה החלבון ובכך נגיש למחשוף על ידי קרבוקסיפפטידאז ת. אקסופפטידאז הזה חותך חומצות אמינו אליפטיות כמו גם ארומטיות מאוליגופפטידים. ואלין נספג בעיקר בפעילות ואלקטרוגנית נתרן העברה משותפת לאנטרוציטים (רירית תאים) של ה מעי דק. כ -30 עד 50% מהוואלין הנספג כבר מושפל ומטבוליזם באנטרוציטים. הובלה של וליין ומטבוליטים שלה מהתאים דרך מערכת הפורטל אל כבד מתרחשת לאורך ריכוז שיפוע באמצעות מערכות תחבורה שונות. פְּנִימִי קליטה של חומצות אמינו כמעט שלמות כמעט 100 אחוז. חומצות אמינו חיוניותכמו valine, isoleucine, אוצין, ו מתיונין, נקלטים הרבה יותר מהר מ חומצות אמינו לא חיוניותהפירוק של חלבונים תזונתיים ואנדוגניים למוצרי מחשוף קטנים יותר אינו חשוב רק לספיגת פפטיד וחומצות אמינו לאנטרוציטים, אלא משמש גם לפתרון טבעה הזר של מולקולת החלבון ולמניעת תגובות חיסוניות.

השפלה של חלבונים

ולין וחומצות אמינו אחרות ניתנות למטבוליזם ולהתפרקות בכל רקמות האורגניזם, מה שמשחרר באופן עקרוני NH3 בכל התאים והאיברים. אמוניה מאפשר סינתזה של לא-חומצות אמינו חיוניות, פורינים, פורפירינים, חלבוני פלזמה וחלבונים להגנה מפני זיהומים. מכיוון ש- NH3 בצורה חופשית הוא רעיל עצבי גם בכמויות קטנות מאוד, עליו להיות קבוע ומופרש. אמוניה עלול לגרום נזק חמור לתאים על ידי עיכוב מטבוליזם אנרגיה ומשמרות pH. קיבוע מתרחש באמצעות גלוטמט תגובת דהידרוגנאז. בתהליך זה, אַמוֹנִיָה משוחרר ברקמות חוץ-כבדות מועבר לאלפא-קטוגלוטרט, מייצר גלוטמט. העברת קבוצת אמינו שנייה ל גלוטמט מביא ליצירת גלוטמין. התהליך של גלוטמין סינתזה משמשת כאמוניה ראשונית דטוקסיפיקציה. גלוטמין, שנוצר בעיקר ב מוֹחַ, מעביר את NH3 הקשור ובכך לא מזיק אל כבד. צורות אחרות של הובלת אמוניה אל כבד יש לו חומצה אספרטית ו אלנין. חומצת האמינו האחרונה נוצרת על ידי קשירה של אמוניה ל פירובטה בשרירים. בכבד, אמוניה משתחררת מגלוטמין, גלוטמט, אלנין ואספרטט. NH3 מוחדר כעת להפטוציטים - תאי כבד - לסוף דטוקסיפיקציה בעזרת קרבמיל-פוספט סינתזה ב אוריאה ביוסינתזה. שתי אמוניה מולקולות ליצור מולקולה של אוריאה, שאינו רעיל ומופרש דרך הכליות בשתן. דרך היווצרות של אוריאה, ניתן לחסל 1-2 שומות אמוניה מדי יום. היקף סינתזת האוריאה כפוף להשפעה של דיאטה, במיוחד צריכת חלבונים מבחינת כמות ואיכות ביולוגית. בממוצע דיאטה, כמות האוריאה בשתן יומי היא בטווח של כ -30 גרם. אנשים עם תפקוד כלייתי לקוי אינם מסוגלים להפריש עודף אוריאה דרך כליה. אנשים מושפעים צריכים לעקוב אחר חלבון דל דיאטה כדי למנוע ייצור מוגבר והצטברות של אוריאה ב כליה בגלל פירוק חומצות אמינו.