단백질의 소화
단백질의 소화는 위에서 시작된다. 식이 중에 함유된 단백질이 위산에 의해 변성되면 단백질을 분해하는 효소인 펩신이 작용하기 시작한다. 펩신은 모든 단백질을 공격해 보다 더 작은 단백질의 단위인 펩톤으로 나눈다. 펩신은 위의 주세포들로부터 자가소화를 방지하기 위해 불활성 전구체인 펩시노겐으로 분비된다. 펩시노겐은 위내의 PH1~2인 산성 환경에 들어가게 되면 효소의 일부분이 유리되어 펩신으로 활성화된다. 펩신 분비는 호르몬인 가스트린에 의해 조절된다.
펩톤은 소장에 들어가면 소장벽을 자극하여 콜레시스토키닌 분비를 촉진시킨다. 콜레시스토키닌이 혈액을 통해 췌장과 담낭에 이르면 담낭이 수축되어 담즙이 분비된다. 췌장에서 단백질 분해효소인 트립신, 키모트립신, 카르복실말단 분해효소들은 불활성 효소 전구체 형태로 소장으로 배출된다. 소장에 이르면 장의 트립신 활성화효소가 트립시노겐 꼬리부분을 유리시켜 활성화시키고, 불활성형으로 남은 트립시노겐도 분할해서 트립신으로 활성화 될 수 있다.
트립신은 리신과 아르기닌의 카르보닐기로 된 펩티드 결합을 가수분해하며, 키모트립신은 방향족 아미노산 인접부위의 펩티드 결합을 가수분해한다. 트립신과 키모트립신은 위에서 펩신의 작용으로 만들어진 폴리펩티드를 더 작은 펩틴드로 가수분해한다. 펩신, 드립신 및 키모트립신이 펩티드 사슬을 가수분해할 때 각 효소의 아미노산 특이성이 다르므로 이 단계에서 단백질 소화는 매우 효율적으로 진행된다. 카르복실 말단 분해효소는 펩티드의 카르복실기 말단에 있는 아미노산을 하나씩 차례로 제거한다. 소장은 짧은 펩티드에서 아미노 말단의 아미노산을 차례로 가수분해시키는 효소도 분비한다. 연속적인 작용에 의해 단백질은 결국 아미노산 혼합물로 가수분해된다. 유리된 아미노산은 소장의 흡수세포를 통하여 융모에 있는 모세혈관으로 들어가서 간으로 운반된다.
단백질의 체내 기능
식이 단백질로부터 소화 흡수된 아미노산은 충분히 에너지가 공급된 상태에서는 효소, 체구성 성분, 혈액내의 운반 단백질, 면역체, 조절 인자, 근육수축단백질 등으로 합성되어 기능을 수행한다.
체구성 성분 형성
단백질은 모든 신체 조직의 성장과 유지에 매우 중요하다. 특히 성장기, 임신 및 수유기에 단백질이 많이 요구되며, 일단 형성된 체구성 단백질이라도 계속적으로 퇴화되고 재생되어야 하므로 매일 단백질이 공급되어야 한다.
체구성물질 : 근육, 결체조직, 뼈 속의 지지체, 혈액응고인자, 혈중운반 단백질, 시각색소
세포막 성분 : 영양소 흡수를 위한 수용체, 호르몬의 수용체, 세포 안팎의 이온균형을 유지시켜주는 이온 펌프
수분 평형유지
혈액에 있는 단백질인 알부민과 글로불린 등은 체내 수분평형을 돕는 작용을 돕는 작용을 한다. 혈중 단백질은 분자량이 커서 모세혈관을 빠져나가지 못해 혈관내의 삼투압을 조직보다 높게 유지시키는 데 중요한 역할을 하므로, 수분을 혈관에 머무르게 한다. 시이섭취를 통해 단백질을 충분히 공급하지 못하면 혈액 중의 단백질 양이 줄어들어 말초 모세혈관이 있는 조직(특히 손, 발)에 부종이 나타난다.
산염기 평형유지
혈액 중의 단백질은 양성물질로서 쉽게 수소이온을 내어주거나 받아들임으로써 완충제로 작용하여 혈액의 PH를 항상 일정한 상태(PH7.35~7.45)로 유지시키는 데 관여한다.
면역기능
단백질은 면역체계에서 사용되는 세포들의 주요성분을 구성하며, 면역세포에서 생성하는 항체로서 작용하여 질병에 대해 저항력을 지닌다. 식이로 섭취하는 단백질이 충분하지 못하면, 면역체계의 세포가 부족하거나 작용하는 기능이 떨어져서 전염병에 대해 치명적일 수 있다.
호르몬, 효소, 신경전달물질 및 글루타티온 형성
단백질이나 아미노산 형태로 생체의 주요기능을 담당하는 물질로 작용하거나, 주요 생리물질의 합성에 전구체로 작용한다. 호르몬-아미노산 유도체-갑상선 호르몬, 부신수질호르몬 / 호르몬-폴리펩티드- 인슐린
효소:대부분의 효소는 단백질로서 생체내 화학반응속도를 빠르게 해주는 유기물질이다. 신경전달물질은 세로토닌(트립토판이전구체) 카테콜아민(티로이신 전구체) 글루타티온
포도당 생성 및 에너지원으로 사용
신경조직이나 적혈구의 에너지원으로 포도당을 지속적으로 공급해주기 위하여, 탄수화물을 충분하게 섭취하지 못한 경우, 아미노산을 전구체로 하여 간이나 신장에서 당신생과정을 통해 포도당을 합성한다. 기아상태에서 당 신생과정이 지속되면 근육이 소모된다. 단백질은 체내에서 사용되는 에너지의2~5%를 제공한다. 대부분의 세포에서는 우선적으로 탄수화물이나 지방을 에너지원으로 사용한다. 에너지원들이 부족한 경우나 단백질 공급이 과잉되면, 아미노산 풀이 광잉되어 에너지원으로 사용됨으로써 4kcal/g의 에너지를 내준다. 단백질은 매우 비효율적인 에너지원으로서 간, 신장에서 암모니아 배설을 위해 요소를 합성하는 과정에서 일부 에너지를 소모한다.
