9 biosinteza aminoacizilor prezentare(1)
Post on 10-Dec-2014
208 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Biosinteza aminoacizilor
Dintre aminoacizii cunoscuţi numai un număr de 20 prezintă importanţă pentru biosinteza proteinelor.
Unele forme de viată (plante, bacterii) sunt capabile să sintetizeze toţi cei 20 de aminoacizi din intermediari amfibolici.
Altele, inclusiv mamiferele şi în special omul, pot sintetiza numai o parte din ei, care au fost numiţi aminoacizi neesenţiali.
Cei ce nu pot fi sintetizaţi şi care trebuie suplimentaţi prin dietă sunt numiţi aminoacizi esenţiali.
Exemplu:Aminoacizi esenţiali: arginina, histidina,
izoleucina, leucina, lizina, metionina, fenilalanina, treonina, triptofan, valina.
Aminoacizi neesenţiali: alanina, asparagina, acid aspartic, cisteina, acid glutamic, glutamina, glicina, hidroxiprolina, prolina, serina, tirozina.
Sinteza de aminoacizi neesenţiali din intermediari amfibolici
Alanina se sintetizează din acid piruvic printr-o reacţie de transaminare.
Are rol în sinteza proteică şi de transport a grupării azot de la ţesuturi spre ficat.
H3C C COOH
O
H3C CH COOH
NH2Glu(Asp) KG
transaminaza
Acidul glutamic se formează din acid α-cetoglutaric printr-o reacţie catalizată de L-glutamat dehidrogenază.
Este o reacţie de fixare de azot.
COOH
C O
(CH2)2
COOH
NH4+ H2O
NADPH + H+ NADP+
COOH
CH NH2
(CH2)2
COOH
L_glutamatdehidrogenaza
Acidul aspartic se sintetizează din acid oxalilacetic prin reacţia de transaminare.
COOH
C
CH2
COOH
O
Glu KG
COOH
CH NH2
CH2
COOH
transaminaza
Glutamina se sintetizează printr-o reacţie catalizată de către glutaminsintetază, plecând de la acid L-glutamic.
Reacţia necesită ATP ca şi donor de energie.
COOH
CH NH2
(CH2)2
COOH
+ NH4+
ATP ADP + PMg+2
COOH
CH NH2
(CH2)2
CONH2
glutaminsintetaza
Asparagina se sintetizează printr-o reacţie similară plecând de la acid L- aspartic sub acţiunea aparaginsintetazei ATP trece, în acest caz la AMP şi PP.
COOH
CH NH2
CH2
COOH
COOH
CH
CH2
NH2
CONH2
asparaginsintetaza
În cazul serinei, în ţesutul mamiferelor coexistă două căi de biosinteză.
În ambele cazuri punctul de plecare în sinteză este acidul 3-fosfogliceric, intermediar din glicoliză.
Calea prin intermediul derivaţilor fosforilaţi necesită în prima etapă o dehidrogenază, apoi o transaminază şi o fosforilază.
Calea prin intermediari nefosforilaţi, necesită o fosfatază şi o transaminază.
CH2 OPO3H2
CH OH
COOHH2O P
CH2 OH
CH
COOH
OHNAD+ NADH + H+
CH2 OH
C O
COOH AA KA
CH2 OH
C
COOH
O
NAD+ NADH + H+
CH2 OPO3H2
C O
COOHAA KA
CH2 OPO3H2
CH NH2
COOH H2O
Sinteza glicinei în ţesutul mamiferelor poate să se facă pe mai multe căi.
În citosolul hepatic se găseşte glicintransaminaza care transformă acidul glioxilic şi acizii glutamic şi aspartic în glicină.
La mamifere există două căi importante de sinteză a glicinei -de la -colină
-serină.
În cea de a doua cale- serina suferă o reacţie de hidroximetilare în prezenţa tetrahidrofolatului.
Betaina şi metiltetrafolatul funcţionează ca donori alternativi de metil în conversia homocisteinei la metionină.
sarcozinadimetiglicina
betainabetainaldehidacolina
Metilen H4 folatH4 folat
H2N CH2 COOH
NH2
HOH2C CH COOH
sarcozinoxidaza
CH2O
NH CH2 COOHH3Ctransmetilare dimetilglicinoxidaza
CH2O
(H3C)2N CH2 COOH
CH3
betainaldehiddehidrogenaza (H3C)3N+ CH2 COOH
NADH + H+NAD+
(H3C)3N+ CH2 CHOcolinoxidaza
2[H]
(H3C)3N+ CH2 CH2OH
Glicina este implicată în multe reacţii anabolice( altele decât sinteza proteică)
sinteza bazelor purinice glutationului hemului creatinei serinei
H2C CH2
CH COOH
NH2
CHO
ONADH + H+ NAD+
O
CH
NH2
COOHCH
CH2H2C
H2O NCOOH
NADH + H+NAD+
NCOOH
H
Sinteza de aminoacizi neesenţiali din alţi aminoacizi neesenţiali
La mamifere prolina se sintetizează pornind de la acid glutamic printr-o serie de reacţii reversibile care sunt utilizate şi în catabolismul prolinei.
Hidroxiprolina se sintetizează din prolină prin acţiunea prolin hidroxilazei.
Reacţia necesită oxigen molecular, Fe+2 şi vitamina C.
NCOOH
H HN
COOH
HO
Sinteza de aminoacizi neesenţiali care iau naştere din aminoacizi esenţiali
Cisteina se sintetizează din L-serină şi homocisteină, care provin ca intermediari în metabolizarea metioninei.
În deficientul de folat, homocisteina tinde să se acumuleze.
Acest fapt a fost sugerat ca factor de risc în bolile cardiovasculare.
CH2 SH
CH2
CH NH2
COOH
+
HO CH2
CH NH2
COOH H2O
CH2 S CH2
CH NH2CH2
COOHCH NH2
COOH
H2O
HO CH2 CH2 CH COOH
NH2
+ HS CH2 CH COOH
NH2
L_homocisteina
L_serina
cistationina
L_homoserina L_cisteina
Tirozina se sintetizează din fenilalanină sub acţiunea fenilalaninhidroxilazei.
Mutaţii ale genei enzimei are drept consecinţă imposibilitatea catabolizării fenilalaninei care astfel se acumulează în ficat, ceea ce are ca rezultat procese metabolice minore cum ar fi transaminarea ei la fenilpiruvat.
Reacţia este ireversibilă şi necesită prezenţa de NADPH, oxigen molecular şi tetrahidrobiopterina.
fenilalaninhidroxilaza
II
IHO CH2 CH COOH
NH2
NADP+ NADPH + H+
H2 biopterinaH4 biopterinaNH2
CH2 CH COOH
Complexul fenilalanin hidroxilazei prezintă două activitaţi distincte:
1 – reducerea oxigenului molecular la apă şi a fenilalaninei la tirozină
2 – reducerea dihidrobiopterinei la tetrahidrobiopterină pe seama NADPH.
La fel ca şi prolina, hidroxilizina este prezentă în fibra de colagen.
Hidroxilizina este, însă, absentă din aproape toate proteinele mamiferelor, provine din lizina alimentară prin hidroxilare, dar numai după încorporarea lizinei în legătura peptidică, analog formării hidroxiprolinei din prolină.
Enzima care catalizează această reacţie este lizinhidroxilaza.
top related