Обмен отдельных аминокислот
-
Upload
olga-shatova -
Category
Health & Medicine
-
view
1.441 -
download
0
Transcript of Обмен отдельных аминокислот
Обмен отдельных аминокислот. Наследственные энзимопатии
Биологическая химия. Лекция 15Зав.кафедрой, к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна
Донецк, 2015
Углеродный скелет аминокислоты может превратиться в:
Ацетил-КоААцетоацетил-КоАПируватМетаболит ЦТК
Таким образом, из аминокислот может синтезироваться глюкоза (гликогенные) или кетоновые тела (кетогенные)
1. Гликогенные и кетогенные аминокислоты
3
Катаболизм 20 аминокислот до 7 метаболитов
ацетил-КоАацетоацетил-КоАпируватα-кетоглутаратсукцинил-КоАфумаратоксалоацетат
кетогенные
гликогенные
1. Гликогенные и кетогенные аминокислоты
кетогенныеЛейцинЛизин
гликогенныеАланинСерин
ГлицинТреонинАспартатГлутамат
АспарагинГлутамин
ВалинПролин
ГистидинАргинин
Метионин
смешанныеИзолейцин
ФенилаланинТриптофан
Тирозин
1. Гликогенные и кетогенные аминокислоты
2.Обмен глицина и серинаСерин - заменимая аминокислота, синтезируется из
промежуточного продукта гликолиза - 3-фосфоглицерата, а аминогруппу получает от глутаминовой кислоты.
Глицин - также заменимая аминокислота, основным источником которой служит серин. Реакцию синтеза глицина из серина катализирует фермент серин-оксиметилтрансфераза, коферментом которой является Н4-фолат.
2.Обмен глицина и серина
Наследственные нарушения обмена глицина*Гиперглицинемия характеризуется повышенной концентрацией глицина в крови вследствие дефекта глицинрасщепляющей ферментной системы. Наиболее тяжёлое проявление гиперглицинемии - резкое повреждение мозга, судороги, гипотония, нарушение дыхания.
Глицинурия характеризуется повышенным выделением глицина с мочой (до 1 г/сут) при нормальном содержании его в крови. Один из симптомов этого заболевания - образование оксалатных камней в почках, причём содержание оксалата в моче находится в пределах нормы. Избыток оксалата имеет эндогенное происхождение (образуется из глицина, при дезаминировании глиоксилат - предшественник оксалата. Метаболический дефект, очевидно, состоит в нарушении метаболизма глиоксилата - невозможности его превращения снова в глицин из-за дефекта глицинаминотрансферазы. Причиной глицинурии является, очевидно, нарушение реабсорбции глицина в почках.
2.Обмен глицина и серина
3. Обмен серосодержащих аминокислот
Метионин - незаменимая аминокислота. Она необходима для синтеза белков организма, метионил-тРНК участвует в инициации процесса трансляции.
Активной формой метионина является S-аденозилметионин (SAM) , образуеться в результате присоединения метионина к молекуле аденозина. Аденозин образуется при гидролизе АТФ.
S-аденозилметионин (SAM) участвует в реакциях трансметилирования:
• Синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина• Синтез карнитина• Синтез креатина• Синтез адреналина
В состав белков человека входят 2 аминокислоты, содержащие серу, - метионин и цистеин.
Регенерация метионинаРеакции метилирования играют важную роль в организме и протекают очень интенсивно. Это вызывает большой
расход метионина, так как он является незаменимой аминокислотой (в клетках метионин синтезироваться не может). В связи с этим большое значение приобретает возможность регенерации метионина с участием заменимых аминокислот (Сер, Гли). В результате отщепления метильной группы SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин (SAГ), который при действии гидролазы расщепляется на аденозин и гомоцистеин.
S-аденозилгомоцистеин + Н2О → Аденозин + Гомоцистеин
3. Обмен серосодержащих аминокислот
Обмен цистеинаСинтез цистеина из гомоцистеина происходит в 2 стадии под действием пиридоксальзависимых (В6) ферментов цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы.
При нарушении использования гомоцистеина в организме из него образуется гомоцистин:
Гомоцистин может накапливаться в крови и тканях" выделяться с мочой, вызывая гомоцистинурию. Возможной причиной является наследственное нарушение обмена гомоцистеина либо гиповитаминоз фолиевой кислоты, а также витаминов В12 и В6. Из других биохимических нарушений можно отметить цистатионинурию, также часто возникающую при недостаточности витаминов группы В.
3. Обмен серосодержащих аминокислот
4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)
Fe2+
витамин С
+2ОН
+ОН
4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)
Фенилкетонурия - наследственное
заболевание, связанное смутациями в гене
фенилаланингидроксилазы .
Большие концентрации фенилаланина ограничивают транспорт тирозина и триптофана через гематоэнцефаличеекий барьер и тормозят синтез нейро-медиаторов (дофамина, норадреналина, серотонина).
фенилаланингидроксилаза
черные и коричневые
4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)
желтые и красновато-коричневые
АльбинизмПричина метаболического нарушения - врождённый дефект тирозиназы.Этот фермент катализирует превращение тирозина в ДОФА вмеланоцитах. В результате дефекта тирозиназы нарушается синтезпигментов меланинов.
Клиническое проявление альбинизма (от лат. albus - белый) – отсутствиепигментации кожи и волос. У больных часто снижена острота зрения, возникает светобоязнь. Длительное пребывание таких больных подоткрытым солнцем приводит к раку кожи.
4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)
Алкаптонурия ("чёрная моча")Дефект фермента диоксигеназы (оксидазы)
гомогентизиновой кислоты
Для этой болезни характерно выделение с мочойбольшого количества гомогентизиновой кислоты,которая, окисляясь кислородом воздуха, образуеттёмные пигменты алкаптоны.
Клиническими проявлениямиболезни, кроме потемнения мочи на воздухе,являются пигментация соединительной ткани(охроноз) и артрит.
4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)
Обмен триптофана: кинурениновый и серотониновый пути
1. Кинурениновый (основной) – окисление и разрушение индольного кольца с образованием производных кинуреновой и антраниловой кислот. В одном из ответвлений этого пути одна из 60 молекул триптофана превращается в никотиновую кислоту (вит амин РР), большая часть триптофана распадается до ацетил-S-КоА.
2. Серотониновый путь – окисление до 5-окситриптофана и далее превращение в серотонин и мелатонин.
3. Индольный путь – образование индольных производных, которые затем конъюгируются и выводятся с мочой.
Синдром Хартнупа (триптофанурия), симптом голубых пеленок, возникающий из-за того, что избыток триптофана в кишечнике под действием микрофлоры превращается в индикан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета.
Обмен аргинина: биологическая роль, синтез оксида азота
цитруллин
аргинин: -креатин-полиамины: путресцина, спермина,спермидина, агматин (нейромедиатор)-глюкоза-гликогеная ак
-тафцин – тетрапептид с выраженным иммуномодуляторным действием
-гистоны
Аргинин + NADPH + H+ + O2 → NOHLA + NADP+ + H2ONOHLA + ½ NADPH + ½ H+ + O2 → Цитруллин + ½ NADP+ + NO + H2O
Использование амидного азота глутамина
триптофан
карбомоил-Ф
гистидин
ЦМФ
АМФ
ГМФ
НАДаминокислотыаспарагин
глюкозамин-6-Ф
кетоглутарамовая к-та
ПАБК
NO-синтаза
Name Ген(ы) Локализация ФункцииНейрональная NO-синтаза (nNOS или
NOS1)NOS1 •нервная ткань
•клеточная передача сигнала
Индуцируемая NO-синтаза (iNOS или
NOS2)
NOS2A, NOS2B, NOS2C
•Иммунная система•сердечно-сосудистая
система
•иммунная защита от патогенов
Эндотелиальная NO-синтаза (eNOS или NOS3 или cNOS)
NOS3 •эндотелий •Вазодилатация
Благодарю за внимание!