metabolismus aminokyselin
DESCRIPTION
Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová. Klasifikace proteinogenních AMK z hlediska jejich metabolismu. z hlediska biosyntézy v lidském těle neesenciální (syntetizují se) esenciální (musíme je přijímat potravou) z hlediska degradačních produktů - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Metabolismus aminokyselinVladimíra Kvasnicová
Klasifikace proteinogenních AMKz hlediska jejich metabolismu
1) z hlediska biosyntézy v lidském těle neesenciální (syntetizují se)
esenciální (musíme je přijímat potravou)
2) z hlediska degradačních produktů glukogenní (z jejich uhlíkaté kostry může vznikat
Glc)
ketogenní (degradačním produktem je acetyl-CoA)
Esenciální aminokyseliny
1) rozvětvené: Val, Leu, Ile
2) aromatické: Phe (→ Tyr), Trp
3) bazické: His, Arg, Lys
4) obsahující síru: Met (→ Cys)
5) „zvláštní“: Thr
„10“
Esenciální aminokyseliny PVT TIM HALL
1) rozvětvené: Val, Leu, Ile
2) aromatické: Phe (→ Tyr), Trp
3) bazické: His, Arg, Lys
4) obsahující síru: Met (→ Cys)
5) „zvláštní“: Thr
Esenciální / podmíněně esenciální / neesenciální aminokyseliny
esenciální: Val, Leu, Ile, Thr, Phe, Trp, His, Arg, Lys, Met
neesenc.: Gly, Ala, Pro, Ser, Tyr, Asn, Gln, Asp, Glu, Cys
Esenciální / podmíněně esenciální / neesenciální aminokyseliny
esenciální: Val, Leu, Ile, Thr, Phe, Trp, His, Arg, Lys, Met
neesenc.: Gly, Ala, Pro, Ser, Tyr, Asn, Gln, Asp, Glu, Cys
AMK ~ organicky vázaný dusík
proteiny z potravy proteosyntéza
proteiny těla pool AMK syntéza N-sloučenin
biosyntéza de novodegradace (E, glc, tuk)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
Zabudování anorganického dusíku do org. molekul
v metabolismu člověka
Syntéza AMK v lidském těle- 5 substrátů -
1. oxalacetát → Asp, Asn
2. -ketoglutarát → Glu, Gln, Pro, (Arg)
3. pyruvát → Ala
4. 3-fosfoglycerát → Ser, Cys, Gly
5. Phe → Tyr
Syntéza AMK v lidském těle- typické reakce -
1. transaminace Pyr → Ala OA → Asp -ketoGlt → Glu
2. amidace Asp → Asn Glu → Gln
3. z jiných AMKPhe → Tyr Ser → Gly Glu → ProMet + Ser → Cys
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
Transaminační reakceje vratná
enzymy: aminotransferázy koenzym: pyridoxalfosfát (derivát vitaminu B6)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
alaninaminotransferáza
(ALT = GPT)
aspartátaminotransferáza
(AST = GOT)
Aminotransferázy významné v klinice („transaminázy“)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
glutaminsyntetáza
„amidace“ glutamátu= postranní
karboxylová skupina Glu se mění na
amidovou skupinu
GLUTAMINje nejvýznamnější transportní formou aminodusíku v krvi
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
Při syntézeASPARAGINu
je donorem –NH2
glutamin(nikoli amoniak jako při syntéze
Gln)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Syntéza Tyr z Phe
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/GlycinePathway.asp (leden 2007)
Syntéza serinu a glycinu
glykolýza
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Tvorba aktivovaného methioninu
= S-adenosylmethionin (SAM)
SAM je donorem –CH3 skupinyv methylačních reakcích
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Syntéza Cys z Met a Ser
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/Cysteine2Pathway.asp (leden 2007)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
B12
Regenerace Met
(vitaminy: folát + B12)
Z některých aminokyselin vznikají další důležité látky:
1) Gln, Asp, Gly → puriny, pyrimidiny
2) Gly → porfyriny, kreatin (s Arg a Met)
3) Arg → NO
4) Cys → taurin
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc.,
New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
Dekarboxylací AMK vznikají monoaminy
(= biogenní aminy)1) Tyr → katecholaminy (adrenalin, noradrenalin,
dopamin)
2) Trp → serotonin (= 5-hydroxytryptamin)
3) His → histamin4) Ser → etanolamin → cholin → acetylcholin5) Cys → cysteamin
Asp → -alanin
Glu → -aminobutyrát (GABA)
koenzym A
Rozhodněte se o pravdivosti tvrzení
a) valin patří mezi větvené aminokyseliny
b) serine obsahuje v postranním řetězci thiolovou skupinu
c) glutamát patří mezi esenciální aminokyseliny
d) tryptofan je prekurzor katecholaminů
Rozhodněte se o pravdivosti tvrzení
a) valin patří mezi větvené aminokyseliny
b) serine obsahuje v postranním řetězci thiolovou skupinu
c) glutamát patří mezi esenciální aminokyseliny
d) tryptofan je prekurzor katecholaminů
Odbourávání AMK
1) odstranění aminodusíku z molekuly AMK
2) detoxikace uvolněné aminoskupiny
3) metabolismus uhlíkaté kostry AMK
7 produktů
7 degradačních produktů AMK1. pyruvát Gly, Ala, Ser, Thr, Cys, Trp
2. oxalacetát Asp, Asn
3. -ketoglutarát Glu, Gln, Pro, Arg, His
4. sukcinyl-CoA Val, Ile, Met, Thr
5. fumarát Phe, Tyr
6. acetyl-CoA Ile
7. acetoacetyl-CoA Lys, Leu, Phe, Tyr, Trp
glukogenní AMKketogenní AMK
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/glucogenicPathway.asp (leden 2007)
Vstup uhlíkaté kostry AMK do citrátového cyklu
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/asparaginePathway.asp (leden 2007)
Příklad odbourávání AMK na meziprodukty CC
Osud aminodusíku aminokyselina) extrahepatálně
transaminace (vzniká hlavně Ala a Glu + 2-oxokyseliny)
deaminace (reaguje málo AMK: Ser,Thr,His; uvolní se NH3)
amidace Glu + NH3 → Gln (spotřeba ATP)
b) v játrech
viz. a)
oxidační deaminace Glu (vzniká -ketoGlt + NH3)enzym: glutamátdehydrogenáza (GMD)
Glutamin je hlavní transportní formou aminodusíku
Obrázek je převzat z http://www.sbuniv.edu/~ggray/CHE3364/b1c25out.html (prosinec 2006)
Transport aminodusíkupři odbourávání
svalových proteinů
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th
ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
vylučované produkty
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
játra
svaly
Glukózo-alaninový cyklus
Obrázek je převzat z http://courses.cm.utexas.edu/archive/Spring2002/CH339K/Robertus/overheads-3/ch18_ammonia-transport.jpg
(leden 2007)
Metabolismus aminodusíku
většina tkání játra svaly
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
GLUTAMÁTDEHYDROGENÁZAodstraňuje v játrech aminoskupinu z uhlíkaté
kostry Glu
1. –NH2 sk. byla z AMK přenesena transaminací → glutamát2. oxidační deaminací glutamátu se –NH2 uvolní jako amoniak
Transport a detoxikace aminodusíku- SOUHRN -
• aminotransferázy → glutamát nebo alanin
• glutaminsyntetáza → glutamin
• glutamináza → glutamát + NH4+
• glutamátdehydrogenáza → 2-oxoglutarát + NH4+
• játra: močovinový cyklus → močovina
• ledviny: glutamináza → glutamát + NH4+
→ moč
Z uhlíkaté kostry těchto aminokyselin mohou vznikat
následující produkty:a) aspartát → oxalacetát
b) lyzin → glukóza
c) alanin → zásobní tuk
d) glutamin → -ketoglutarát
Z uhlíkaté kostry těchto aminokyselin mohou vznikat
následující produkty:a) aspartát → oxalacetát
b) lyzin → glukóza
c) alanin → zásobní tuk
d) glutamin → -ketoglutarát
Aminodusík, uvolněný z uhlíkaté kostry AMK, je transportován krví
jako
a) NH4+
b) alanin
c) glutamin
d) urea
Aminodusík, uvolněný z uhlíkaté kostry
AMK, je transportován krví jako
a) NH4+
b) alanin
c) glutamin
d) urea
Aminodusík uvolněný z uhlíkaté kostry AMK je transportován krví
jako
a) NH4+ fyziologicky do 35 µmol/l (NH3 + H + NH4
+)
b) alanin vzniká transaminační reakcí z pyruvátu
c) glutamin nejvýznamnější transportní forma –NH2 v krvi
d) urea je odpadním produktem aminodusíku (játra → ledviny → moč)
Močovinový (ornithinový) cyklus
• detoxikační mtb dráha (NH3 je toxický pro mozek)
• probíhá pouze v játrech• lokalizován v mitochondrii /cytoplazmě• karbamoylfosfát syntetáza I (=
mitochondriální)
• okyseluje organismus (spotřeba HCO3-)
• energeticky náročný (spotřeba ATP)
• propojen s citrátovým cyklem přes fumarát
• močovina je odpadní produkt (→ moč)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/ureacyclePathway.asp (leden 2007)
Detoxikace amoniaku v játrech
Obrázek je převzat z http://courses.cm.utexas.edu/archive/Spring2002/CH339K/Robertus/overheads-3/ch18_TCA-Urea_link.jpg
(leden 2007)
Propojení močovinového a citrátového
cyklu
regulační enzym aktivace inhibice
karbamoylfosfátsyntetáza I(= mitochondriální)
N-acetylglutamát
N-acetylglutamátsyntetáza
arginin
Regulace močovinového cyklualosterická regulace + indukce enzymů vlivem
vysokoproteinové diety nebo metabolických změn při hladovění
Syntéza močoviny je inhibována při acidóze– šetří se HCO3
-
Při detoxikaci amoniaku v lidském těle se uplatňuje
a) močovinový cyklus probíhající pouze v játrech
b) štěpení glutaminu v játrech a ledvinách
c) ATP jako zdroj energie
d) vznik ornithinu z citrulinu a karbamoylfosfátu
Při detoxikaci amoniaku v lidském těle se uplatňuje
a) močovinový cyklus probíhající pouze v játrech
b) štěpení glutaminu v játrech a ledvinách
c) ATP jako zdroj energie
d) vznik ornithinu z citrulinu a karbamoylfosfátu