PŘEMĚNA AMINOKYSELIN NA ODVOZENÉ PRODUKTY Jana Novotná

Glycin se podílí na biosyntéze hemu, purinu a kreatinu Syntéza hemu a-dusík a uhlík glycinu jsou zabudovány do pyrrolového jádra, součásti porfyrinu (prostetická skupina hemu). 1. Kondenzace glycinu a sukcynyl-CoA, za přítomnosti d-amino- levulátsyntázy (ALA syntasa) v mitochondrii.

2. Transport d-aminolevulové kyseliny (ALA) do cytosolu. 3. ALA dehydratasa dimerizuje dvě molekuly ALA na porfobilinogen Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

Glycin Jako součást purinu Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm Glycin Jako součást purinu Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

Syntéza kreatinu a kreatininu Glycin Syntéza kreatinu a kreatininu V játrech V ledvinách Gly Ornithin NH3+ CH2 COO- NH2 C = NH (CH2)3 CH N CH3 O- O P Arg guanidinoacetát amidinotransferasa metyltransfetrasa ATP ADP Met kreatinkinasa Kreatin SAM SAH Kreatinfosfát Kreatinin Pi + H2O neenzymaticky

Kreatin a kreatinfosfát se nacházejí ve svalech, mozku a v krvi. Kreatinfosfát je zásobní forma vysokoenergetického fosfátu. Přechází na kreatin při vysoké potřebě energie (cvičení), předání fosfátu na ADP, vznik ATP Kreatin a kreatinfosfát se nacházejí ve svalech, mozku a v krvi. Produkce kreatininu je úměrná svalové hmotě. Kreatinin je vylučován ledvinami, hladina exkrece (clearence) se používá pro měření renální funkce.

Glycin Syntéza glutathionu Glutathion (GSH) je tripeptid glutamátu, cysteinu a glycinu. Hlavní endogenní reduktant a antioxidant, neutralizace volných radikálů a ROS, udržuje vit C a E v jejich redukované formě. Velmi významný pro erytrocyty (oxidující prostředí uvnitř nich). Konjuguje se s xenobiotiky, detoxifikace (glutathion-S-reduktasa) Účast na transportu aminokyselin přes buněčnou membránu (cyklus g-glutamylu). Kofaktor některých enzymatických reakcí. Pomáhá při novém uspořádání disulfidických vazeb proteinů. Součást glutathionperoxidasy,, různých oxidoreduktas. Sulfhydrylová skupina GSH redukuje peroxidy (vznik během transportu kyslíku). Oxidovaná forma – glutathiondisulfid (GSSG). (glutathionreduktasa + NADPH – redukce GSSG na dva GSH). Oxidovaná forma Převzato z http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

Biologicky aktivní aminy vznikají z aminokyselin dekarboxylací Katecholaminy Dopamin, adrenalin a noradrenalin g-Aminomáselná kyselina (GABA) Serotonin Histamin Polyaminy spermin a spermidin

Syntéza katecholaminů z tyrosinu Dopamin, adrenalin, noradrenalin, Tyrosin nevyužitý pro syntézu proteinů se přemňuje na katecholaminy. Katecholaminy* jako neurotransmitery působení na a a b-adrenergní receptory (účinky na hladký sval, myokard, lipolýzu, glukoneogenezi). Syntéza katecholaminů: Tyrosin je transportován do místa jeho syntézy (buňky dřeně nadledvin, neurony sekretující katecholaminy). Katecholaminy jsou skladovány ve vesikulech a jsou vázány na ATP a protein chromatin A. *Katechol = dihydroxybenzen

Noradrenalin Adrenalin Hydroxylace na DOPA (3, 4-dihydrofenylalanin) tyrosinhydroxylasa Fenylethanolamin N-metyltransferasa Dopamin b-hydroxylasa dekarboxylasa Hydroxylace na DOPA (3, 4-dihydrofenylalanin) Konverze DOPA na dopamin Konverze dopaminu na noradrenalin Methylace noradrenalinu na adrenalin. Převzato z http://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html

Katechol-O-metyltransferasou (COMT) Všechny katecholaminy jsou degradovány dvěma enzymatickými systémy Monoaminooxidázou (MAO) Katechol-O-metyltransferasou (COMT) MAO Oxidativně deaminuje primárná amin a uhlík, na kterém byla původně aminoskupina navázána, zoxiduje ho na karoxyl. COMT Přenáší metyl (SAMaSAH) na OH skupinu katecholového jádra (vzniká methoxyskupina). Vzniká kyselina vanilmandlová. Kyselina vanilmandlová jako produkt působení MAO a COMT na katecholaminy

g-aminomáselná kyselina (GABA) Inhibiční neurotransmiter. Spolu s glycinem působí v CNS (mícha a mozkový kmen). Snížená produkce GABA vede k epileptickým záchvatům. Analoga GABA se používají jako antiepileptika. (hladinu GABA lze zvýšit podáním inhibitorů enzymu GABA aminotransferasy).

Dráha syntézy serotoninu a melatoninu z tryprofanu Je ve vysoké koncentraci obsažen v destičkách, gastrointestinálním traktu, neuronech v mozku. Je jedním ze základních neurotransmiterů. (Umožňuje komunikaci mezi jednotlivými synapsemi v mozku a ovlivňuje nálady, emoce, paměť, bolest, spánek, chuť k jídlu). Nedostatek způsobuje snížení přenosu nervových vzruchů. (antidepresiva inhibují zpětné vychytávání serotoninu, prodlužují účinek serotoninu). Serotonin působí přes specifické receptory (identifikovány a klonovány byly receptory 5HT1 -5HT7. Většina receptů je spojena s G-proteinem, ovlivňují adenylátcyklázu nebo fosfolypázu Cg. 5HT3 je třída receptorů jsou iontové kanály). K některým receptorům mají vysokou afinitu antidepresiva - Prozac. Převzato z článku: http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=3581

Produkován epifýzou hlavně během spánku. Produkce probíhá cyklicky. Derivát serotoninu. Hraje důležitou roli v udržování normálního biorytmu organizmu, zejména cyklu spaní a bdění. Produkován epifýzou hlavně během spánku. Produkce probíhá cyklicky. Působí přes vysokoafinitní receptory spojeny s G-proteiny. (U člověka byly nalezeny jak v mozku v suprachiazmatických jádrech, tak i v podvěsku mozkovém, ledvinách a ve střevě, u zvířat také v sítnici a v cévách). Je účinný ve vychytávání volných radikálů a protože je dobře rozpustný v tucích, prochází tedy lipidovou membránou – na zvířecích modelech omezil riziko vzniku rakoviny.

Histamin Vzniká dekarboxylací histidinu. Působí přes receptory (H1 – H4).produkují ho antigenem aktivované žírné buňky. Má účinky na vasodilataci, bronchokonstrikci, aktivuje hladké svalové buňky. Je chemotaktický pro basofily, V nervovém systému (CNS i periferním) tlumí uvolňování neurotransmiterů (acetylcholinu, noradrenalinu, serotoninu), reguluje spánek (antihistaminika navozují spánek, poškození neuronů produkujících histamin znemožní bdělost. Stimuluje produkci HCl v žaludku. Granula žírných buněk Strukturální analog Cimetidin se používá k léčbě duodenálního vředu. Antagonista receptoru pro histamin.

Syntéza polyaminů Přeměna argininu přes ornitin a putrescin na polyaminy. Polyaminy Podílejí se na mnoha fyziologických procesech (rychlá buněčná proliferace a rychlý buněčný růst). Mají pozitivní náboj (asociace s polyanionty – DNA a RNA, (stimulují jejich biosyntézu a napomáhají při jejich sbalování). Stimulují syntézu proteinů.

Biosyntéza polyaminů spermidinu a sperminu Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

Léčba africké spavé nemoci biochemickým „trojským koněm“ Trypanosoma brucei rhodesiense převléká svůj proteinový kabát a uniká tak imunitnímu systému. Ornithindekarboxylasa má u savců rychlý metabolický obrat. U trypanosomy je tento enzym stálý. Difluoromethylornitin (DFMO) je blokátorem ornithindekarboxylasy a používá se k léčbě spavé nemoci.

Karnosin Je dipeptid b-alaninu a histidinu. Je přítomen v kosterním svalu a v mozku (vysoká hladina u sprinterů). Aktivuje myosinovou ATPasu. Vychytává kyslíkové radikály (ROS), chrání proteiny před oxidací. Inhibuje neenzymové glykace proteinů (stárnutí). Inhibuje vznik a růst agregátů b-amyloidních peptidů (Alzheimerova choroba). Anserin – n-methylkarnosin. Přítomen ve svalech jiných savců než u člověka.

Oxid dusnatý NO Produkce: buňkami cévního endotelu, hladkými svalovými buňkami, buňkami srdečního svalu. Funkce: působí vasodilataci inhibuje vasokonstrikci inhibuje adhesi destiček k cévnímu endotelu inhibuje adhesi lekocytů na cévní endotel má antiproliferativní účinek (inhibice hyperplasie hladkých svalových buněk a následné poškození cévní stěny vychytává superoxidové anionty (protizánětlivý účinek)

Užitečné webové stránky http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/MB1index.html http://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html