Trávení Jan Kučera Teorie Parotid Glanc Trávení: proces rozkladu molekul na menší molekuly za pomoci enzymů trávícího traktu Trávicí trakt člověka (trubice + žlázy) Dutina ústní Hltan Jícen Žaludek Tenké střevo Tlusté střevo Konečník Řitní otvor Rozdílné funkce oddílů rozdílné enzymy mechanické zpracování potravy resorpce Sublingual Gland Submandibular. Gland Acending Colon Ileum Cecum Appendix Transverse Colon Jejunum Decending \ Colon Sigmoid Colon Sigmoid, Flexure Rectum Enzymy specifické katalyzátory chemických pochodů v živých organismech •Jednoduché protein •Složené protein ± neproteinová složka kofaktor (Fe2+, Cu 2+,Mn2+, Zn2+,Se...) koenzym (NAD, koenzym Q10, koenzym A) prostetická skupina (pevně navázaná) r enzyme active site L CATALYSIS molecule A (substrate) enzyme-substrate complex enzyme-product complex enzyme J molecule B (product) E + S — ES =^ EP E + P neovlivňuje složení směsi koncentraci molekul v reakci rychlost reakce závisí na — I'fyzikálně chemických vlastnostech prostředí (teplota, PH...) aktivace proenzymu <---" přítomnosti modulátorů Oxidoreduktázy: katalyzují oxidačně/redukční reakce Transferázy: přenášejí funkční skupiny (například methyl-, acetyl- nebo fosfátovou skupinu) Hydrolázy: katalyzují hydrolýzu chemických vazeb Lyázy: štěpí chemické vazby jiným způsobem než hydrolýzou či redoxní reakcí Isomerázy: katalyzují isomerisační reakce Ligázy: spojují dvě molekuly kovalentní vazbou 1 J Trávicí enzymy vylučovány extracelulárně žlázami do trávicí trubice, štěpení velkých složek potravy na menší substrátově specifické makromolekuly ^ monomery $ resorpce hyd rol á zy A-B + H20 -> A-OH + B-H Hydrolýza je rozkladná reakce, při které se spotřebovává voda CH2OH HO CH2OH A— -o, H OH H OH H OH a-D-Glucose hydrolysis H,0 > ŕ' alcohol condensation ^H,0 J— -o, OH H OH H OH 0-D-Glucose Faktory ovlivňující účinnost trávicích enzymů: V, H OH H OH Maltose u-D-glucopyranosyl-l 1—4 l-i>glucopyranose teplota (vyšší teplota \ rychlejší reakce, limitace: denaturace proteinů) pH (rozdílné pH optimum enzymů) Kategorie potravních molekul Sacharidy hlavní zdroj a krátkodobá zásoba energie polysacharidy i monosacharidy 6ch2OH CH20H CH20H CH20H 4—o )r—0 J—0 ^—-o yk V? ?/h \ľ 1 k OH H/f Roh Hyřr ř OH H/T Ŕ OH Hyi" ^-o—^ ^^^^ o- -o—J \—{ o- H OH H OH H OH H OH Skryté kalorie - přepočteny na kostky cukru - sacharózy v jednotlivých nápojích/jídlech -I kostka = 4.3 g = 73 KJ : j^Eflfe ČoKoiáJa 1 Chipsy g \ smetanovi zmrzlina —— ' . VěivečeK • -12__ ■3 * M COLA, 1 WhisKy jjjr romík Proteiny strukturní a metabolická funkce proteiny i aminokyseliny Primary structure Gly I Leu His Amino acid residues Tuky hlavní zásobárna energie estery g lyce rol u a mastných kyseliny Secondary structure t Helix Tertiary structure Quaternary structure Polypeptide chain Assembled subunits 4 glycerol + mastné kyseliny o. lcn2 3CH2 a C—O 2CH O—C I Trávení sacharidů Dutina ústní - slinná ot-amyláza (dříve ptyalin) produkována slinnými žlázami štěpí polysacharidy na menší jednotky specifické působení, substrátem škrob, gylokogen a příbuzné oligosacharidy neštépí celulózu optimálni teplota 37 - 38°C, ph 7.0 - 7.2 - pankreatická ot-amvláza produkována pankreatem do duodena. optimálni teplota 37 - 38 °C, ph 7.4 Pankreas kofa kto r Ca Cl laktóza glukóza galaktóza sacharóza glukóza fruktóza škrob T maltóza a-dextrín glukóza amyláza (slina, pankreas) maltáza a-dextrináza sacharáza laktáza o > ■*-> J CH,OH CHaOH -O. H OH H OH H OH H OH Redukující cukr1 (a) ^-D-Glucose (a) H O V 2I H—C—OH 3I HO-C-H 4I H-C-OH B I H—C—OH el CH2OH D-Glucose (linear form) aCu2* 2Cu" o- o v I H—C—OH I fíO-C—H C-OH I C—OH I CH2OH D-Gl neonate H-H- CVIČENI 1. Trávení škrobu slinnou amylázou 1 2 3 4 5 6 7 Amylase Amylase Amylase D.I. water □ .I. water Amylase Amylase Starch Starch D.I. water Starch Maltose Stareli Starch pH 7.0 pH 7,0 pH 7J0 pH 7.0 pH 7,0 pH 2.0 pH 9.0 buffer buffer buffer buffer buffer buffer buffer Boil first, then incubate at 37'C for 60 minutes 37*0 37*0 37^ 37*0 37^ 37*0 1. Postupne umístěte 7 test. zkumavek do stojánku v inkubační jednotce 2. Připravte zkumavky od 1-7 s látkami uvedenými v tabulce 3. Povařte obsah zkum. č. 1, nastavte teplotu inkubace 37°C a čas 60min. a nechte inkubovat 4. Poté provedeme IKI test na přítomnost polysacharidu (škrob) a test na přítomnost redukujících cukrů (glukóza a maltóza) pomocí Benedictova činidla 5. Postupně přeneste obsah test. zkumavek 1-7 do prázdných zkum. ve skříňce, do každé přidejte kapku IKI roztoku a sledujte barevnou změnu 6. Odečtení výsledků: • pozitivní test na škrob (přítomnost škrobu) -> modro-černé zbarvení I negativní test na škrob (není přítomen) -> zbarvení r 7. Přidejte kapku Benediktova činidla ke zbylému obsahu test. zkumavek 1-7 a nechte vařit 8. Odečtení výsledků • pozitivní test na přítomnost glukózy nebo maltózy-> červeno-hnědá • přechod (obsahuje redukující cukry, ale v menším množství) -> zelená O negativní test -> původní světle modrá Co nám zkumavky 2, 6 a 7 říkají o pH a aktivitě amylázy? Při jakém pH je nejvyšší aktivita amylázy? Která zkumavka ukazuje, že amyláza nebyla kontaminována maltózou? Byla by slinná amyláza aktivní také v žaludku? Jaký efekt má var na aktivitu enzymů? CVIČENI 2. Trávení škrobu a celulózy slinnou amylázou 1 2 3 4 5 7 pH 7.0 butiw ArnyL»*i pH J.D buffcr Amylasa G u <:<:<» pH 7.0 bufa pH T.D bdfar Amylnu Ccjfulo:* Cl. wjIíí Elnrch pH 7.D buffcr CíIuIom pH 7.D b-jfťtr Fr*ai* irU. thsrí imiJiiíi i 37"C for 00 minule: art 04 ruin C4 mři 37"C 44 mh C4 mři art 04 mh 37"C 00 mh 1. Postupně umístěte 7 test. zkumavek do stojánku v inkubační jednotce 2. Připravte zkumavky od 1-7 s látkami uvedenými v tabulce 3. Zmrazte obsah zkum. č. 1, nastavte teplotu inkubace 37°C a čas 60min. a nechte inkubovat. 4. Poté provedeme IKI test na přítomnost polysacharidu (škrob, celulóza) a test na přítomnost redukujících cukrů (glukóza a maltóza) pomocí Benedictova činidla 5. Postupně přeneste obsah test. zkumavek 1-7 do prázdných zkum. ve skříňce, do každé přidejte kapku IKI roztoku a sledujte barevnou změnu 6. Odečtení výsledků: # pozitivní test na škrob (přítomnost škrobu) -> modro-černé zbarvení negativní test na škrob (není přítomen) -> zbarvení r 7. Přidejte kapku Benediktova činidla ke zbylému obsahu test. zkumavek 1-7 a nechte vařit 8. Odečtení výsledků 0 pozitivnítest na přítomnost glukózy nebo maltózy-> červeno-hnědá # přechod (obsahuje redukující cukry, ale v menším množství) -> zelená O negativní test -> původní světle modrá Která zkumavka znázorňuje, že celulóza nebo škrob jsou stále přítomny? Jaký byl efekt zmražení na zkumavku č.l? Jak se liší efekt zmražení od varu? Používá amyláza celulózu jako substrát? Viz výsledek ve zkumavce č.4. Jaký efekt mělo dodání bakterií na trávení celulózy? Jaký byl efekt enzymu peptidázy ve zkumavce č. 6 Žaludek - pepsin endopeptidáza štěpící proetiny na oligopeptidy až aminokyseliny Isoučástí žaludeční šťávy Ivylučován v inaktivní formě (pepsinogen), aktivace kyselým prostředím - HCI (+ koagulace bílkovin, vstřebávání železa,...) optimální teplota 37 - 38°C, ph 1,5 - 2 další enzymy: katepsin, kaseinogen Pankreas -trypsin, chymotrypsin, karboxypeptidázy, elastáza. vylučovány v inaktivní formě do duodena optimální teplota 37 - 38°C, ph 8 proteiny _ pepsin (žaludek) oligopeptidy trypsin, chymotrypsin, karboxypeptidáza (pankreas) peptidázy aminopeptidázy (střevo) aminokyseliny CVIČENÍ 3. Trávení proteinů pepsinem BApNA (N-a-benzoyl-DL-arginine-p-nitroanilide) - syntetický substrát, průhledný a bezbarvý je-li v roztoku, štěpený trávicím enzymem (př.pepsin) uvolňuje p-nitroaniline a roztok se zbarví dožluta 1 2 3 4 S É Pwkíi EAPNA pH £.0 bufb BAPNA pH £0 buHsf Půpun Dli. walcr pH £0 buHsr D.L Vh'-lff EAPNA pH i.O buHtf Půpsin LVÍ1 HA pH T.U bufiwr P«p:in BAPNA pH P.D buffor Boil li rul, thíTi ÍTf:iÍ4ů CO tri ri Lrtífí- art 00 mři ST" C 00 min :J7'C 00 min ar-C flO min art dD mii 1. Postupně umístěte 6 test. zkumavek do stojánku v inkubační jednotce. 2. Připravte zkumavky od 1-6 s látkami uvedenými v tabulce. 3. Povařte obsah zkum. č. 1, nastavte teplotu inkubace 37°C a čas 60min. a nechte inkubovat. 4. Pomocí spektrofotometru změříme optickou hustotu (OD) vzorku (A=405nm). Čím více bylo uvolněno žluté barvy do roztoku tím více byl BApNA natráven pepsinem -> vyšší OD. Které pH podporuje nejvyšší aktivitu pepsinu? Byl by pepsin aktivní i v ústech? Trávení tuků Pankreas - pankreatická lipáza triglyceridy štěpeny na glycerol a volné mastné kyseliny (snížení pH) produkována pankreatem do duodena nezbytná předchozí emulgace tuků žlučí (soli žlučových kyselin, lecitin) i malé kapénky (s velkým povrchem) - lepší kontakt s enzymem) koenzym kolipáza Natrávené tuky jsou v lumen tenkého střeva zabudovávány do micel (uvnitř produkty trávení tuků a vitaminy rozpustné v tucích) \ transport a absorpce +------" triacylglycerol - mastné kyseliny glycerol monoacylglycerol diacylglycerol lipáza (slina, žaludek) emulgace (žlučové kyseliny, lecitin) lipáza (pankreas) ^— kolipáza c t trypsin prokolipáza CVIČENÍ 4. Trávení tuků pankreatickou lipázou 1 3 4 E B Lb]» V:;* u H* dl pH tjO ttfbr D J" wjií pH tjO C4íhf ĽLÍdor E': dH ŕ. ú D. L v-iv Blesafls dH j. ú buf* Upuů B l r ď ľ pH liL' bufw Bh 5ttL pH Clu tufn- Sú min Éú nn íúmh 3j*D 6úmh 1. Postupně umístěte 6 test. zkumavek do stojánku v inkubační jednotce. 2. Připravte zkumavky od 1-6 s látkami uvedenými v tabulce 3. Povařte obsah zkum. č. 1, nastavte teplotu inkubace 37°C a čas 60 min. a nechte inkubovat. 4. Pomoci pH metru změřte pH ve zkumavkách Vysvětlete rozdíl v aktivitě lipázy ve zkumavce 1 a 2. Které pH je pro aktivitu lipázy nejúčinější? https://is.munixz/auth/el/1431/jaro2010/Bi6790c/um/fyziologie/pr01.html Děkuji vám za pozornost