Trawienie białek
@ Żołądek
o Sok żołądkowy (kwas solny)
- Denaturacja białek
o Pepsyna A (dno żołądka)
o Pepsyna B (część odźwiernikowa)
- Rozkładają denaturowane białko do dużych
polipeptydów,
HYDROLIZUJE WIĄZANIA PEPTYDOWE UTWORZONE
PRZEZ AMINOKWASY AROMATYCZNE
DIKARBOKSYLOWE
@ Trzustka
o Trypsyna (trypsynogen)
- działa swoiście na wiązania peptydowe utworzone przez
aminokwasy zasadowe
o Chymotrypsyna
- Działa swoiście na wiązania peptydowe utworzone przez
aminokwasy pozbawione ładunku elektrycznego
(aromatyczne)
o Elastaza
- Działa na wiązania peptydowe utworzone przez małe
aminokwasy (glicyna, alanina, seryna)
o Karboksypeptydaza
- Działa na C końcowe wiązania peptydowe (zakończone
gr. karboksylową)
@ Jelito cienkie
o Aminopeptydaza
- Działa na N-końcowe wiązania peptydowe
o Dipeptydaza
- Rozkładają dipeptydy do wolnych aminokwasów
WCHŁANIANIE
Wchłanianie aminokwasów
o Transport aktywny
o Transporotwane są naturalne
izomery aminokwasów (L)
o W transporcie uczestniczy
witamina B6 (fosforan
pirydoksalu)
o Aminokwasy transportowane
są przez rąbek szczoteczkowy
do końca jelita cienkiego
o Przenośniki aminokwasów
zależne od Na+ (np..
Metionina, prolina) i niezależne
od Na+ (np.lizyna)
Wchłanianie aminokwasów
- konkurencyjność: (arginina - lizyna)
- warunkowość (prolina - arginina)
- źródło energii: glicyna, kw. Asp. Kw.
glut.
- stymulacja proliferacji: prolina
-synteza: alanina i prolina
DOSTĘPNOŚĆ AMINOKWASÓW PASZY
właściwości paszy
- właściwości fizyczne, chemiczne i biologiczne
- przechowywanie i obróbka technologiczna pasz
- substancje antyodżywcze
stan fizjologiczny zwierząt
- gatunek, rasa, wiek, stan fizjologiczny, stres, stan zdrowia
egzogenne
AMINOKWASY
EZOGENNE SEMIEGZOGENNE ENDOGENNE
Arginina - ptaki i ryby arginina alanina
Histydyna tyrozyna asparagina
Izoleucyna histydyna asparaginian
Leucyna cysteina glutamina
Lizyna glutaminian
Metionina glicyna
Fenyloalanina prolina
Treonina seryna
Tryptofan
Walina
arginina (arginine, Arg) - może być wytwarzana z ornityny w cyklu ornitynowym,
histydyna (histidine, His) - może być wytwarzana w przemianach zasad purynowych,
tyrozyna (tyrosine, Tyr) - powstaje z fenyloalaniny,
cystyna powstaje z metioniny
BUDOWA BIAŁKA
Ze względu na skalę przestrzenną pełną strukturę białka można
opisać na czterech poziomach:
-Struktura pierwszorzędowa białka, zwana również strukturą
pierwotną - jest określona przez sekwencję (kolejność)
aminokwasów w łańcuchu białkowym
-Struktura drugorzędowa białka - są to lokalne struktury powstające
w wyniku tworzenia się wiązań wodorowych pomiędzy tlenem grupy
-C=O, a wodorem grupy -NH dwóch niezbyt odległych od siebie w
łańcuchu wiązań peptydowych. Do struktur drugorzędowych zalicza
się:
Helisę, beta kartki , skręty
-Struktura trzeciorzędowa białka - Wzajemne położenie elementów
struktury drugorzędowej stabilizowane przez oddziaływania reszt
aminokwasowych oraz tworzenie mostków dwusiarczkowych -S-S- ,
powstających pomiędzy dwiema resztami cysteiny w łańcuchu.
-Struktura czwartorzędowa białka - opisuje ilość i wzajemne ułożenie
podjednostek cząsteczkowych (pojedynczych łańcuchów) białek.
FUNKCJE BIAŁKA W ORGANIZMIE
Strukturalna (mięśnie, kości, tkanka łączna, skóra..)
Poruszanie się organizmów
Transport i magazynowanie związków chemicznych
Funkcje immunologiczne
Funkcje ochronne (HSP)
Funkcje sygnalne (hormony)
Funkcje enzymatyczne
Kontrola przenikalności błon - regulacja stężenia
wytwarzanie i przekazywanie impulsów nerwowych
Kontrola wzrostu i różnicowania.
PODZIAŁ WG KSZTAŁTU
1. Fibrylarne - włókienkowe
a. rozpuszczalne: (fibrynogen, miozyna)
b. nierozpuszczalne - skleroproteiny (kolagen,
elastyna, keratyna)
2. Globularne lub sferyczne, kłębuszkowe,
korpuskularne
(albuminy, globuliny i inne)
BIAŁKA FIBRYLARNE
Kolagen (glicyna, hydroksyprolina, prolina), tworzy żele, tkanka łączna, 30% biała w organizmie
Elastyna (glicyna, prolina, walina, alanina)
Keratyna (cysteina) naskórek, wełna, rogi, kopyta, pióra
Miozyna (kwas glutaminowy, asparaginowy, lizyna, izoleucyna) włókna kurczliwe mięśni
Fibrynogen(kwas asparaginowy, glutaminowy, glicyna, leucyna, treonina) 1)reakcje naczyniowe, 2 wytworznie skrzepu, 3 fibrynoliza
BIAŁKA GLOBULARNE
Albuminy:
-białka obojętn (enzymy, hormony i inne)
-dobrze rozpuszczalne w wodzie i rozcieńczonych roztworach soli
-łatwo ulegają koagulacji
-znajdują się w tkance mieśniowej, osoczu krwi, mleku , jajach, nasionach zbóż
Globuliny:
- odróżnieniu od albumin są źle rozpuszczalne w wodzie, dobrze w rozcieńczonych roztworach soli
- występują w dużych ilościach w płynach ustrojowych i tkance mieśniowej.
Hormony białkowe- proteiny: LH ,FSH,TSH, CG
Cytokiny- cząsteczki regulujące proliferację i różnicowanie się komórek
Immunoglobuliny:
-są najważniejszymi cząsteczkami układu immunologicznego
-występują zarównp w formie związanej na powierzchni limfocytów B jako ich receptory rozpoznające antygen, jak i w postaci wolnej w płynach ustrojowych
-immunoglobuliny łączą sięz antygenami swoiście.
-limfocyty Th wydzielają IL-2. Pobudza to limofycy B do proliferacji i wytwarzania wolnych immunoglobulin.(IgM)
PODZIAŁ WG SKŁADU
1)Proste-proteiny ,homoproteiny są zbudowane wyłącznie z reszt aminokwasów (kolagen, albuminy, gluteiny, miozyna )
2) złożone-proteidy, oprócz reszt aminokwasów posiadają inne elementy ( np. chromoproteiny, fosforoproteiny, glikoproteiny, lipoproteidy, metaloproteidy)
BIAŁKA ZŁOŻONE
l fosfoproteidy - (kwas fosforowy) kazeina mleka, witelina
żółtka
-Proteoglikany - (glikozoaminoglikany) powierzchnia błon
komórkowych
- glikoproteidy - (cukry) lepkie roztwory, ślina, mucyny;
(obniżają napięcie powierzchniowe)
- nukleoproteidy - (kwasy nukleinowe) jadro komórkowe
- chromoproteidy - (barwniki) hemoglobina, cytochromy,
rodopsyna
- lipoproteidy - (lipidy) błony komórkowej
- metaloproteidy - (metale) ferrytyna
BIAŁKO PASZY
Związki Azotowe
Niebiałkowe:olne aminokwasy, peptydy,amidy, aminy, alkaloidy,glikozydy zasady purynowe
pirymidynowe, sole amonowe azotany
BIAŁKO WŁAŚCIWE
Białko jest to naturalny polimet aminokwasów połączonych ze sobą wiązaniami peptydowymi. Liczba reszt aminokwasowych >100
ZWIĄZKI AZOTOWE NIEBIAŁKOWE
Kwasy nukleinowe- pasze pochodzenia mikrobiologicznego (drożdże)
Alkaloidy :
-motylkowate, jaskrowate, makowate
-pochodzą od różnych aminokwasów
-łubiny>lizyna>sparteina, tupanina, lupinina, multifloryna, angustyfolina(gorzki smak, zróżnicowana toksyczność)
-łubin żółty >tryptofan>gramina
Glikozydy (+ cukier)
-antocyjaniny (kapusta czerwona), betacyjaniny (buraki)
-steroidowe (solanina, tomatyna)
-powierzchniowo-czynne(saponiny)
-cyjanogenne (linamaryna, amigdalina, wicjanina,sambunigryna)
Glukozynolany:
-występowanie -rośliny krzyżowe
-zawierają siarkę
-rzepak:glukonapina, glukobrassikanapina, progoitryna, napoleiferyna (do 6%)
-glukozynolany >mirozynaza>izotiocyjaniany, okasazolidony, nitryla
-odmiany rzepaku „00”
Nieorganiczne związki azotu: azotany, azotyny
LIZYNA ,HYDROKSYLIZYNA,DESMOZYNA
LIZYNA (Lys)
Buduje chrząstki,
Wraz z witaminą C uczestniczy w syntezie L-karnityny
Jako HYDROKSYLIZYNA (aminokwas niekodowany)
usieciowuje kolagen
Aminokwas występujący najczęściej w niedoborze w
paszach
Ziarna zbóż - niedoborowe w Lys,
Nasiona roślin motylkowatych, oleistych - bogate w Lys
Produkcja na skalę przemysłową (grzyby, bakterie)
Zawiera dodatkową grupę NH 2 w pozycji ε (trudnodostępne
kompleksy z cukrami, aminokwasami, lipidami w procesie
podgrzewania)
METIONINA (Met) CYSTEINA (Cys)
METIONINA
Zawiera siarkę -S
Forma D źle wykorzystywana
Jako dawca grup metylowych
Działa ochronnie na komórki wątroby, działanie lipotropowe, ułatwia
zmniejszenie ilości tkanki tłuszczowej
Źródło homocysteiny
Źródło tauryny
Najobficiej występuje w białku jaja i mleku, mięsie, niedobór w
motylkowatych. Sporo w nasionach rzepaku
CYSTEINA
Powstaje poprzez przeniesienie S z Met na Ser
Źródło tauryny, glutationu,
CYSTYNA - 2 x cysteina (połączenia - mostki siarczkowe kształtują
cząsteczkę białka)
AMINOKWASY ROZGAŁĘZIONE
Izoleucyna (Ileu), leucyna (Leu)
materiał budulcowy i energetyczny dla pracującego mięśnia.
nie przechodzą przez wątrobę i bezpośrednio trafiają do mięśni
występują w znacznej ilości w łubinie, soi, drożdżach i mleku (kazeina)
WALINA(Wal)
najobficiej występujew białku siemienialnianego,łubinie,śrutach poekstrakcyjnych
TYROZYNA
-prekursor dopaminy ,adrenaliny i noradrenaliny, hormonu tyroksyny
-synteza koenzymu Q
ZAWARTOŚĆ BIAŁKA OGÓLNEGO W ŻYWNOŚCI
Ziemniaki 1%
Życica trwała 2%
Mleko krowie 3%
Mleko suki 11%
Mąka pszenna 10%
Wołowina chuda 19%
Twaróg chudy 19%
Wieprzowina chuda19%
Groch 19%
Cielęcina chuda 19%
Mięso królika 20%
Soja 36%
Proszek jajeczny 40%
Kazeina 82%
Zawartość białka ogólnego w paszach jest zróżnicowana i wynosi :
-w zielonkach 1-4 %, okopowych 1-2%
-ziarnach zbóż 9-14%, nasionach strączkowych 22-45%
-mączkach pochodzenia zwierzęcego 50-80%
METODY OCENY WARTOŚCI ODŻYWCZEJ BIAŁKA
METODY CHEMICZNE
-zawartość białka ogólnego paszy ,analiza podstawowa :metoda Kjeldahla: zawartość % N ogólnego
-zawartość białka właściwego paszy:
Metoda Lowry'ego :w metodzie tej wykorzystuje się 2 odrębne reakcje:1)reakcję aminokwasów z odczynnikiem Folina: tyrozyna, tryptofan, cysteina oraz przypuszczalnie histydyna występujące w białkach redukują jony Mo/W zawarte w odczynniku Folina -Ciocelteau do niższych tlenków. 2) reakcję biuretową : Jony miedzi (II) tworzą kompleksowe połączenie z wiązaniami peptydowymi, uczestniczą również w redukcji odczynnika Folina, przez co zwiększa sięczułość reakcji. Koncowa barwa jest wynikiem tych dwóch reakcji.
Metoda Bradforda-w metodzie wykorzystuje się zdolnośćwiązania barwnika błękitu brylantowego-Coomassie Brillant Blue G-250 z grupami aminowymi białek.
WARTOŚĆ ODŻYWCZA BIAŁKA ZALEŻY OD SKŁADU AMINOKWASOWEGO!!!
Metody chemiczne polegająca oznaczeniu zawartości aminokwasów w badanym białku i porównaniu jej z białkiem wzorcowym. Białko wzorcowe-białko jaja kurzego, dla ludzi wzorzec FAO/WHO.
Ocena białka pasz stosowanych w żywieniu zwierząt bierze między innymi pod uwagę: wskaźnik Blocka i Mitchella, wskaźnik Osera.
METODA BLOCKA I MITCHELLA
Wskaźnik aminokwasu ograniczającego -CS to: stosunek aminokwasów badanej paszy do aminokwasów białka jaja kurzego (białko standardowe). Aminokwas występujący w największym niedoborze w porównaniu do białka jaja kurzego stanowi wskaźnik CS.
CS=aminokwas paszy/aminokwas jaja kurzego x 100%
METODA OSERA
Wskaźnik niezbędnych aminokwasów - EAAI
(Essential Amino Acid Index)
średnia geometryczna stosunków aminokwasów
danej paszy i białka jaja kurzego lub średni logarytm
tego stosunku.
Współczynnik EAAI w porównaniu do CS uwzględnia
wszystkie aminokwasy egzogenne a nie tylko jeden
aminokwas ograniczający
WSKAŹNIK OSERA
-Wskaźnik uwzględnia zwartość wszystkich aminokwasów egzogennych i porównuje je do zawartości w jaju kurzym.
-jest to średnia geometryczna z iloczynu stosunków (%)każdego z aminokwasów białka ocenianego i białka wzorcowego.
Skład aminokwasowy białka badanej paszy
można również porównywać z innymi białkami
wzorcowymi;
dla osesków najwłaściwszym wzorcem jest skład
chemiczny białka mleka matki.
Komiet Ekspertów FAO ustanowił Białko
Wzorcowe FAO, które nieco różni się od składu
aminokwasowego białka jaja kurzego.
WARTOŚĆ BIOLOGICZNA WYBRANYCH BIAŁEK
Mieszanka białek jaja i ziemniaka 136
Mieszanka białek jaja i mleka 122
Mieszanka białek jaja i pszenicy 118
Laktoalbumina (białko z mleka) 104
Białko jaja kurzego 100
Białko sojowe 75
Białko mięsa 76
Białko ziemniaczane
Wszystkie te wskaźniki(również metody bilansowe) wylicza się w oparciu o białko obliczone z N x6,25
Żaden z tych wskaźnikow nie jest idealną miarą oceny wartości białka i powinien być potwierdzony oceną na zwierzętach.
METODY BIOLOGICZNE OCENY JAKOŚCI BIAŁKA (uwzględniają badania prowadzone na zwierzętach)
-Strawność rzeczywista i pozorna BO i aminokwasów
-wskaźnik aminokwasu CS skorygowany o strawność rzeczywistą białka (PDCAAS)
-dostępność aminokwasów (ilość aminokwasów wchłonięta do końca jelia cienkiego)
-wskaźniki produkcyjne (przyrosty, zużycie paszy, zużycia białka)
-retencja azotu
-wartość biologiczna białka WBB określana metodą Thomasa Mitchella
PER
Wskaźnik wydajności wzrostowej białka- PER . W doświadczeniu na rosnących szczurach okresla się przyrost masy ciała na 1g spożytego białka wyrażonego w gramach.
PER=przyrost masy ciala [g]/spożycie białk[g]
NPR
Wskaźnik netto wydajności wzrostowej białka- NPR. Przeprowadza się doświadczenie na dwóch grupach rosnących szczurów, z których pierwsza otrzymuje dietę badaną, natomiast druga bezbiałkową.
NPR=przyrost masy ciala stwierdzony na diecie z badanym białkiem [g]-ubytek masy ciala stwierdzony na diecie bezbiałkowej[g]/spożycie białka[g]
RPV
Wskaźnik względnej wartości białka-RPV. Współczynnik określa iloraz współczynnika regresji PER dla 3 różynych poziomów badanego białka w diecie (mniejszych od zapotrzebowania) i współczynnika regresji PER oznaczonego w wyniku podawania białka standardowego (kazeina)
RPV=współczynnik regresji PER badanego białka/współczynnik regresji PER białka standardowego
NPU
Wskaźnik wykorzystania białka netto-NPU. Wskaźnik wyraza różnicęmiędzy ilością azotu zawartoą w tuszkach szczurów żywionych dietą z badanym białkiem a ilością azotu oznaczonego w tuszkach szczurów otrzymujących dietę bezbiałkową.
NPU=Nb-No/Np. x 100, Nb-azot w tuszkach zwierząt otrzymujących dietę badaną, No-azot w tuszkach zwierząt otrzymujących dietę bezbiałkową, Np-azot pobrany w paszy
METODY MIKROBIOLOGICZNE
Obserwacje tempa wzrostu mikroorganizmów na pożywce zawierającej badane białko w porównaniu do białka standardowego: mniej dokładne, szybkie i proste, pozwalają na wstępne oszacowanie wartości odżywczej białka.
METODA BILANSOWA THOMASA -MITCHELLA
Metoda opiera się na bilansie azotu, wymaga oznaczenia zawartości N-metabolicznego w kale i N-endogennego w moczu.
-oznaczenie ilośc azotu : met w kale, end w moczu
-zwierzeta żywi się dietą bezbiałkową
-N wydalany w kale i moczu uznaje się za Nmet i Nend
Warunki doświadczenia: diety muszą być izobiałkowe i izoenergetyczne, ilość białka ocenianego z paszy białkowej) moż stanowić 9,5-10 % białka ogólnego diety, ilość włókna i tłuszczu wyrównuje się do określonego poziomu dodatkiem celulozy i oleju.
Diety uzupełnia się mieszanką mineralną i witaminową oraz skrobią kukurydzianą. Szczury o wyrównanej początkowej masie ciała otrzymują dziennie 10g sm mieszanki.Doświadczenie trwa 9-10 dni (w tym 4 dni okresu wstępnego)
- wyniku przeprowadzenia wielu tego
rodzaju doświadczeń znaleziono zależność
pomiędzy ilością pobranej suchej masy
paszy a ilością N- met. oraz pomiędzy
wielkością zwierzęcia (ilością komórek
ciała) a ilością N-endogennego
-Maynard i Loosli określili ilość N-met
*u szczurów, świń i człowieka 0,1g/100g sm paszy
*u przeżuwaczy - 0,5g/100g sm
Nering u szczurów:
* N-met. - 0,155g/100g sm,
* N- end.- 1,75g/1m2 pow. Ciała
* W ostatnich latach wprowadzono nowy
system określania zapotrzebowania świń i drobiu
na aminokwasy. Jest to model tzw. „białka
idealnego”.
* Oblicza się udział aminokwasów egzogennych
w białku paszy względem aminokwasu
przyjętego za 100%. Tym aminokwasem jest
lizyna (główny składnik białka mięsni)
* Podstawą do obliczenia wzorca „idealnego
białka” (dla danego gatunku/gr tech.)
są aminokwasy strawne. Strawność
aminokwasów oznacza się na podstawie składu
treści pokarmowej na końcu jelita cienkiego -
tzw. „strawność jelitowa” lub na podstawie ich
zawartości w kale - „strawność całkowita”
-Tak obliczone zapotrzebowanie
zwierząt na aminokwasy służy do
ustalenia składu aminokwasowego
dawek pokarmowych lub mieszanek
pełnoporcjowych dla zwierząt.
* W dawce normuje się więc
aminokwasy a nie białko. Niedobory
uzupełnia się aminokwasami syntetycznymi.
* Metoda ta pozwala na ograniczenie ilości
białka w dawce pokarmowej co daje w
efekcie mniejsze wydalanie azotu do
środowiska
* Nadmierne ograniczanie białka w
dawce może jednak doprowadzić do
niedoboru aminokwasów endogennych
-żadna z przedstawionych metod
oceny wartości białka nie odzwierciedla
rzeczywistego zapotrzebowania zwierząt
na aminokwasy, które się zmienia w zależności
od gatunku zwierząt wieku, kierunku
użytkowania, intensywności żywienia,
stopnia strawności pasz i innych.
* Nie ma więc jednego idealnego wzorca
uwzględniającego wszystkie te sytuacje
wg którego można by bilansować skład
aminokwasowy diet zwierząt.
METODY OCENY SKŁADNIKÓW OSOCZA & BADANIA MOLEKULARNE BIAŁEK KOMÓRKOWYCH
-aktywność białek enzymatycznych
-badania biochemiczne krwi
-ekspresja białek vs ekspresja genów
- spektrometria mas
- wizualizacja białek