Download - Aminohapete N katabolism Uurea tsükkel
Aminohapete N katabolismUurea tsükkel
22.09.2005
N sisaldavad metaboliididnukleiinhappedvalgud
Peamine lämmastiku eemaldamise meetod- uurea
Ammoonium on toksiline kõrges kontsentratsioonis
Põhiline uurea süntees toimub maksas
. Uurea süntees on olulineN ülejääkaminohapete kasutamine energiaallikana
Karbamiid ehk uurea-N katabolismi lõpprodukt imetajatel
NH4+
kusihape
H2N-C-NH2 urea
O
NH4+
O
O
HN
NH
NH
NH
O
Enamik maismaaloomi
Linnud ja roomajadKalad jt vees elavad selgroogsed
NH4+ või
kusihape on samuti
jääkproduktiks.
aminohappedC suunatakse TCA tsüklisse
Aminohape-(i) 2-ketohape-(i)
Aminohape-(ii)2-ketohape-(ii)
Oksaalatsetaat Püruvaat
2-ketoglutarate e.g. Glutamaat
transaminaasCOO-
CH2
+3HN-CH-COO-
CH2
COO-
CH2
O=C-COO-
CH2
COO-
+3HN-CH-COO-
CH2O=C-COO-
CH3
Aspartaat Alaniin
+3HN-CH-COO-
CH3
COO-
O=C-COO-
CH2
Glutamaadi dehüdrogenaas
NH4+ + NADH
NAD+
Aminohapete koosseisust kantakse lämmastik glutamaadi koosseisu transaminaside abil, kust järgnevalt eemaldatakse glutamaadi dehüdrogenaasi poolt. Transaminaaside tulemusel muutuvad
aminohapped ketohapeteks. Sellistes reaktsioonides osaleb kofaktorina PLP.
Transaminaasid
Kofaktor püridoksaal-
fosfaat
Ensüüm
Ensüüm
2-ketohape produkt
Ensüüm
Ensüüm
Reaktsioonist on näidatud ainult esimene pool. Protsess jätkub tagurpidi suunas, kasutades 2-ketohapet, mis konverteeritakse teiseks aminohappeks, lõpuks on esialgne püridoksaalfosfaat taastunud.
2-ketohape produkt
H C R
Aminohapete ratsemisatsiooni ja dekarboksüleerimise reaktsioone katalüüsivad samuti PLP seoselised
ensüümid
Schiffi alus
Schiffi alus
H2O
H2O
CH=O
CH3
CH2O- PHO
NH +
NH2
-O2C C R
H
CH
N
H C R
CH3
CH2O- PHO
NH
CH
CH3
CH2O- PHO
NH +
N
-O2C C R
H
CH3
CH2O- PHO
NH +
CH
N
H
NH2
H C R
H
H+
CO2
Amino hape
amiin
Aminohapete dekarboksüleerimisel tekivad neurotransmitteritena
funktsioneerivad amiinid
CO2-
CH2
CH2
CH2
NH3+
CO2-
CO2-
+H3N C H
CH2
CH2
Dihüdroksü-Phe (DOPA)
Glu 5-hüdroksü-Trp
dopamiin-aminobutüraat (GABA) serotoniin
CO2-
+H3N C H
CH2
HO NH
CH2
HO NH
CH2
NH3+
CO2
CO2-
+H3N C H
CH2
OHOH
CH2
CH2
OHOH
NH3+
CO2CO2
O=C-COO-
COO-
CH2
+3HN-CH-COO-
CH2
COO-
CH2
CH2
NH4+NAD+
NADH
+3HN-CH-COO-
CONH2
CH2
+3HN-CH-COO-
CH2
COO-
CH2
CH2
NH4+
Glutamiin Glutamaat
Glutaminaas
H2O
+3HN-CH-COO-
COO-
CH2
+3HN-CH-COO-
CH2
CONH2
Asparagiin Aspartaat
NH4+H2O
Asparaginaas
Lämmastiku eemaldamine aminohapete koosseisust
Glutamiin ja asparagiin hüdrolüüsitakse glutamaadiks ja aspartaadiks vastavalt glutaminaasi ja asparaginaasi poolt.
Glutamaat deamineeritakse otse ketoglutaraadiks ja ammooniumiks kasutades glutamaadi dehüdrogenaasi
Gln ja Glu koosseisu kuuluv lämmastik võib vabaneda maksarakkude mitokondrites
H2ONAD+
Glu
-keto happed
Raku valgud
Valk toidust
NADH + H+
-keto-glutarate
CO2-
+H3N C H
R
CO2-
CO2-
C=OCH2
CH2
CO2-
CO2-
+H3N C H
CH2
CH2
CO2-
C=O
Ramino happed
Gln lihastest jt kudedest
NH4+ Ammoonium on toksiline,
eriti närvikoe rakkudele ja organismid peavad sellest lahti saama
CONH2
CO2-
+H3N C H
CH2
CH2
Alaniini kasutatakse lämmastiku transportimiseks lihastest maksa
Ala
-keto- glutaraat
püruvaat
CO2-
C=O
CH3
Glu
NH4+
glükoos
CO2-
+H3N C H
CH3
uurea
maks
Ala-keto- glutaraat
Lihaste valk
püruvaat
CO2-
C=O
CH3
Glu
aminohapped
glükoos
CO2-
+H3N C H
CH3
lihased veri O
H2N-C-NH2
Glükoosi-alaniini tsükkel
Maks:Valkude biosünteesGlükoneogeneesKetogeneesUurea tsükkelHargnenud ahelaga AH ei kataboliseerita
Lihased:Lihasvalkude biosünteesHargnenud ahelaga aminohapete katabolismEnamus N eksporditakse Ala või Gln kujulAla maksa glükoneogeneesiksGln neerudesse
Neerud:Gln laguneb KG ja NH4
KG glükoneogeneesNH4 uurea tsükkel või väljut
Uurea tsükkel toimub maksas, kuhu suunatakse lämmastik aminohapete (eelkõige Ala ja Gln) kujul ning vaba ammooniumioonina
1. Karbamoüül-fosfaadi süntetaas
Ammoonium pärineb transaminaaside ja glutamaadi dehüdrogenaasi reaktsioonist
1. Karbamoüülfosfaadi süntaas I
2. Ornitiini transkarbamoülaas
3. Arginiinisuktsinaadi süntaas
4. Arginiinosuktsinaas
5. Arginaas
Uurea tsükkel
Aspartaat saadakse fumaraadist tekkinud oksaalatsetaadi transamineerimisest
2-ketoglutaraat
Glutamaat
2-ketoacid
aminohape
Uurea tsükkelAminohapete aminorühmad muudetakse karbamiidiks ehk uureaks
(NH2CONH2) maksas ja väljutatakse sellisel kujul neerude abil.
Reaktsioonid toimuvad nii tsütosoolis kui mitokondris
Kulub 3 (4 ekvivalenti) ATP molekuli
1 karbamiid 1 aminorühm tuleb vabast ammooniumist
CO saadakse karbonaadist (CO2).
1 NH3 tuleb aspartaadist (saadakse transaminatsiooniga oksaalatsetaadist)