Metabolismus aminokyselin.

Prezentace na téma: "Metabolismus aminokyselin."— Transkript prezentace:

1 Metabolismus aminokyselin.
Synthéza močoviny.

2 Hlavní zdroj aminokyselin jsou proteiny v potravě

3 Degradace nitrobuněčných proteinů:
Ubiquitinylace proteinů = „označkování” k degradaci

4 Degradace intracelulárních proteinů proteasomovým systémem
- příklad p53 proteinu

5 ZÁKLADNÍ PŘEHLED METABOLISMU AMINOKYSELIN
Zdroje aminokyselin pro metabolismus: - aminokyseliny z natrávených bílkovin v potravě - aminokyseliny z proteinů degradovaných uvnitř buněk (proteasom) - aminokyseliny (neesenciální) syntetizované z jiných sloučenin Esenciální aminokyseliny jsou syntetizovány v rostlinách a bakteriích. Důležité reakce volných aminokyselin: Transaminace (event. deaminace) V katabolismu aminokyselin je transaminace velmi často první reakcí. Konečné produkty všech 20 aminokyselin jsou: 1. Intermediáty citrátového cyklu (oxalacetát, a-ketoglutarát, sukcinyl-CoA, fumarát), 2. pyruvát, 3. Acetyl-CoA nebo acetoacetyl-CoA. Některé aminokyseliny jsou prekurzory biologicky důležitých sločenin. Na rozdíl od sacharidů a tuků, pro aminokyseliny není možnost „skladování“.

6

7 ESENCIÁLNÍ v. NEESENCIÁLNÍ AMINOKYSELINY
Alanin Arginin* Asparagin Histidin Aspartát Isoleucin Cystein Leucin Glutamát Lysin Glutamin Methionin Glycin Fenylalanin Prolin Threonin Serin Tryptofan Tyrosin Valin NEESENCIÁLNÍ * Arginin je tvořen v cyklu močoviny, ale takto vytvořené množství nestačí a většina argininu je spotřebována na odštěpení močoviny. Arginin se musí tedy doplňovat potravou a je „semiesenciální“.

8 Transaminační reakce

9 Aminotransferasy

10 Detaily transaminační reakce

11 Důležité aminotransferasy (transaminasy):
Aspartate aminotransferase (AST): ASPARTATE + a-KETOGLUTARATE nOXALACETATE + GLUTAMATE Alanine aminotransferase (ALT): ALANINE + a-KETOGLUTARATE n PYRUVATE + GLUTAMATE (Markery jaterního poškození).

12

13 Transaminace a oxidativní deaminace. GLUTAMÁT-DEHYDROGENÁZOVÁ REAKCE
(= odštěpení amoniaku z glutamátu) Kofaktory: NADH (>) nebo NADPH (<) Allosterická regulace: aktivace: ADP a GDP, inhibice: ATP a GTP

14

15 Biosyntéza neesenciálních AK
oxaloaceát žaspartáte ž asparagin (AST) Glutamát ž glutamin (glutamine syhthase) Glutamát ž ornitin ž arginin (urea cycle) Aminokyseliny ž glutamát (transaminasy) pyruvát ž alanin (ALT) Fenylalanin ž tyrosin Serin + methionin ž cystein Glutamáte ž prolin 3-fosfoglycerát ž 3-fosfohydroxypyruvat ž serin nglycin cholin žglycin threonin žglycin

16 Biosyntéza serinu

17 Syntheéza of glutamátu z from argininu nebo prolinu
Biosynthéza glutamátu z prolinu je „obrácením“ synthézy prolinu z glutamátu

18 Prolin je syntetizován z glutamátu

19 Synthéza cysteinu ze serinu a methioninu

20 Tvorba glycinu

21 Hydroxylace fenylalaninu na tyrosin (defekt při fenylketonurii)

22

23 Glutamát a glutamin Podobně, aspartát a asparagin (enzymy asparagin synthetasa a asparaginasa, ale asparagin synthetasa přenáší amino-skupinu z glutaminu).

24

25

26 KATABOLISMUS AMINOKYSELIN
DETOXIKACE AMONIAKU, CYKLUS MOČOVINY Většinou začíná transaminací (nikoli prolin, threonin, lysin, histidin) Glutamát dehydrogenasa (reversibilní) odštěpuje amoniak z glutamátu Většina amoniaku je přeměněna v močovinu v cyklu močoviny, močovina je vyloučena močí Močovina je rozpustná a netoxická (za fyziologických koncentrací)

27 glutamátžNH4+ NH4+ž cyklus močoviny
Zdroje amoniaku: Osud amoniaku: glutamátžNH NH4+ž cyklus močoviny Oxidativní deaminace AMK NH4+ ž glutamin glutamin ž NH NH4+ž asparagin asparagin ž NH4+ NH4+ + a-ketoglutarát ž glutamát Histidin žNH4+ (histidasa) Atd.

28 Transaminace a oxidativní deaminace GLUTAMÁT-DEHYDROGENÁZOVÁ REAKCE
Kofaktory: NADH (>) nebo NADPH (<) Allosterická regulace: aktivace: ADP a GDP, inhibice: ATP a GTP

29

30 Glutamát a glutamin Podobně, aspartát and asparagin (enzymy asparagin synthetasa a asparaginasa, ale asparagin synthetasa přenáší amino-skupinu z glutaminu).

31 Odštěpení amonného iontu z histidinu
(histidasa – první krok katabolismu histidinu) Též další možnost tvorby glutamátu

32 Biosyntéza močoviny

33 Cyklus močoviny

34 Cyklus močoviny

35 Karbamoylfosfát je též použit pro biosyntézu pyrimidinů