Prez i Met Int Prot i 2
-
Upload
anonimanonim -
Category
Documents
-
view
254 -
download
0
description
Transcript of Prez i Met Int Prot i 2
METABOLISMUL INTERMEDIAR
AL PROTEINELORSIMPLE ȘI CONJUGATE
STAREA DINAMICĂ A METABOLISMULUI PROTEINELOR ȘI
AL AMINOACIZILOR• Reflectă corelațiile dintre sinteza și
degradarea aminoacizilor și proteinelor • Este apreciată prin determinarea bilanţului
azotat. • Bilanțul azotat este diferența cantitativă
dintre cantitatea de azot ingerat cu produsele alimentare și cel eliminat din organism pe toate căile posibile (urină, mase fecale, salivă, sudoare etc.) exprimată în g/24 ore.
• Poate fi: * pozitiv* echilibrat sau nul* negativ
VALOAREA BIOLOGICĂ a proteinelor alimentare este
determinată de:1. Aminoacizii care intră în componența lor.
• Aminoacizii INDISPENSABILI sunt cei care nu se sintetizează în celulele organismului uman: valina, lizina, leucina, izoleucina, metionina, treonina, triptofanul și fenilalanina.
• Aminoacizii SEMIDISPENSABILI se formează în organism în cantități mai mici decît cele necesare: arginina și histidina.
• Aminoacizii DISPENSABILI sunt cei cantitatea cărora este asigurată integral prin sinteză proprie (10 aminoacizi).
2. Capacitatea organismului de a asimila aminoacizii proteinei alimentare.
FONDUL METABOLIC COMUN AL AMINOACIZILOR
• Fondul metabolic comun al aminoacizilor este totalitatea aminoacizilor liberi din organism de origine atît exogenă (alimentară), cît și endogenă (degradarea proteinelor) care sunt utilizati pentru sinteza proteinelor de către celule.
• Constituie 30 g din totalitatea de 15 kg de proteine ale organismului.
• Cantitatea majoră - aminoacizii sangvini (0,35-0,65 g/l).
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Enzimele proteoliticeENDOPEPTIDAZE
proteaze ce scindează legăturile peptidice din interiorul lanțului
polipeptidic
1.Pepsina2.Gastrixina3.Tripsina4.Chimotripsina5.Colagenza6.Elastaza
EXOPEPTIDAZE proteaze ce scindează legăturile formate de aminoacizii terminali
1.Carboxipeptidazele A și B2.Aminopeptidazele3.Dipeptidazele
• Sunt sintetizate și secretate în tractul digestiv în formă de PROENZIME neactive, ce asigură protecția proteinelor celulelor producătoare și a canalelor prin care se secretă de degradare.
• Mecanismul activării – PROTEOLIZA PARȚIALĂ
PEPSINOGEN →PEPSINĂ ACITVĂ + PEPTIDĂ (42 AA)
TRIPSONOGEN →TRIPSINĂ + PEPTIDĂ (6 AA)
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Enzimele proteolitice.
Activare prin proteoliză parţială
Specificitatea principalelor proteaze ale tractului
gastrointestinalPepsina Tripsina
Chimotripsina Elastaza
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Digestia în stomac.
• Enzimele: pepsinagastrixinarenina (la sugari)
• Acidul clorhidric (HCl)
1. Asigură tumefierea și denaturarea proteinelor alimentare.
2. Activează pepsinogenul.3. Crează pH-ul optim pentru activitatea
enzimelor proteolitice ale sucului gastric.4. Previne popularea cu bacterii a stomacului
(acțiune antimicrobiană).5. Contribuie la absorbția fierului alimentar.
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Rolul acidului clorhidric (HCl)
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Sinteza și secreția HClI etapă – în celulele secundare ale mucoasei stomacale carboanhidraza
H2O + CO2 → H2CO3 → HCO3- + H+
NaCl → Na+ + Cl-
II etapă – secreția separată a ionilor H+ și Cl- în lumenul stomacului
III etapă – formarea ac.clorhidric în lumenul stomaculuiH+ + Cl- → HCl
Stimulatori – gastrina, histamina.Inhibitori – secretina, stomatostatina
Secreţia HCl în stomac
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Digestia în intestin.
1. Enzimele.• pancreatice: tripsina,
chimotripsina,carboxipeptidazele A și Belastazacolagenaza
• intestinale: aminopeptidazeledipeptidazele
2. Carbonații (HCO3¯ )
DIGESTIA PROTEINELOR ÎN TRACTUL GASTRO-INTESTINAL.
Produsele finale.
• Aminoacizi liberi• Dipeptide• Tripeptide
Absorbția aminoacizilor din intestin
Mecanismul transportului prin simport cu Na+
Absorbția aminoacizilor din intestin.
Mecanismul transportului prin intermediul ciclului γ-glutamilic
Putrefacția aminoacizilor• Sediul – intestinul gros.• Substratele – aminoacizii ce nu au fost
absorbiți în intestinul subțire• Realizată de bacteriile microflorei intestinale• Produsele –
* substanțe inofensive - alcooli, acizi grași, ceto-acizi, oxi-acizi etc., * substanțe toxice – hidrogenul sulfurat (H2S), metil-mercaptanul (CH3SH), putrescina, cadaverina, crezolul, fenolul, scatolul și indolul.
• Dezintoxicarea în ficat.• Eliminarea produselor dezintoxicării - pe cale
urinară.
Putrefacția aminoacizilorDegradarea catenelor laterale ale AA ciclici
duc la formarea produselor toxice:a. din Tir se formează crezol, fenol;b. din Tri – scatol, indol.
Neutralizarea produșilor toxici• Ficatul conţine E specifice – arilsulfotransferaza
şi UDP – glucoroniltransferaza – ce transferă resturile de acid corespunzător de la formele active a lor (3’ –fosfoadenozin –5’fosfosulfat – PAPS şi uridindifosfatglucuronat – UDP-glucuronat) la substanţele toxice.
• Arilsulfotransferazaindoxil + PAPS --- indoxilsulfat + PAP
Neutralizarea produșilor toxici
Putrefacția aminoacizilor
• Sarea de potasiu a indoxilsulfatului se numeşte indican. Cantitatea de indican din urină indică gradul de putrefacţie în intestin şi starea funcţională a ficatului.
Soarta aminoacizilor absorbiți
CĂILE GENERALE ALE DEGRADĂRII AMINOACIZILOR
LA PRODUSELE FINALE ALE METABOLISMULUI
1. căile de transformare a grupei amino;
2. căile de degradare a scheletelor de carbon ale aminoacizilor;
3. căile de transformare a grupei carboxil.
DEZAMINAREATipurile generale ale dezaminării
1. Reductivă + 2H+
R-CH(NH2)-COOH -------> R-CH2-COOH + NH3
2. Hidrolitică + H2O
R-CH(NH2)-COOH -------> R-CH(OH)-COOH + NH3
3. Intramoleculară
R-CH(NH2)-COOH -------> R-CH=CH-COOH + NH3
4. Oxidativă1/2 O2
R-CH(NH2)-COOH -------> R-CO-COOH + NH3
Dezaminarea intramoleculară a histidinei
E – histidaza
HISTIDINA AC. UROCANIC
Dezaminarea directă a treoninei E – treonin dehidrataza
treoninaCH3-CH-CH-COOH + H2O
I I OH NH2
↓ ECH3-CH2-CO-COOH + H2O + NH4
+
α-cetobutirat
Dezaminarea neoxidativă a cisteinei
E – cistationin-γ-liaza
HS-CH2-CH-COOH + H2O I NH2
↓ ECH3-CO-COOH + H2S + NH4
+
DEZAMINAREA OXIDATIVĂ DIRECTĂ A ACIDULUI GLUTAMIC
E – glutamat dehidrogenaza
ac. glutamic α-cetoglutarat
Dezaminarea oxidativă indirectă
a aminoacizilorEtapele:
1. Transaminarea
2. Dezaminarea oxidativă directă a acidului glutamic
Transaminarea aminoacizilor
Transferul grupei α-amino a unui aminoacid la un α-cetoacid fără formare intermediară de amoniacEnzimele - aminotransferaze (sau transaminaze)Coenzime – PALP şi PAMP (deriv. vit. B6)
Transaminarea - reacţia generală
Principalele transaminaze• AlAT – alanin
aminotransferaza sau GPT – glutamat:piruvat transaminaza
• Activitate crescută în afecţiunile ficatului
• AsAT – aspartat aminotransferaza sau GOT – glutamat:aspartat transaminaza
• Activitate crescută în afecţiu-nile cordului şi muşchilor scheletici
Reacţia globală a dezaminării oxidative indirecte a
aminoacizilorTransdezaminarea
Transreaminareasau biosinteza aminoacizilor
dispensabiliI Etapă - Fixarea amoniacului la α-cetoglutarat cu formarea
Glu (reaminarea)
II Etapă – Trasferul grupei α-amino de la Glu la α-cetoacidul respectiv cu formarea aminoacidului scontat (transaminarea)
SOARTA SCHELETELOR DE CARBON ALE AMINOACIZILOR
DECARBOXILAREA AMINOACIZILORTipurile
1. α-decarboxilarea - calea formării aminelor biogene; R-CH-COOH →R-CH2-NH2 + CO2
I NH2
2. ω-decarboxilarea; HOOC-CH2-CH-COOH →H3C-CH-COOH + CO2
I I Asp NH2 NH2 Ala3. decarboxilarea concomitentă cu transaminarea;
R'-CH-COOH + R"-C-COOH →R'-C=O + R"-CH-COOH + CO2
I II I I NH2 O H NH24. decarboxilarea asociată cu condensarea a 2 molecule.
R'-CH-COOH + R"-C—S-CoA →R'-CH — C-R" + HS-CoA + CO2
I II I II NH2 O NH2 O
Aminele biogeneSerotonina - vasoconstrictor; antidiuretic; mediator al SNC.
DOPamina – precursorul catecol-aminelor şi melaninei
Inactivarea aminelor biogene
1. Catalizată de • monoaminoxidază (MAO);• diaminoxidază.
2. Coenzima – FAD
3. Produs secundar – H2O2, neutralizat de catalază
Neutralizarea aminelor biogene
E– mono- sau diaminooxidazeleProces ireversibil2 etape: R-CH2-NH2 + E-FAD+ H2O →R-COH+NH3 + E-FADH2E-FADH2 + O2 → E-FAD + H2O22H2O2 → H2O +O2
Soarta amoniacului
• NH3 se formează în următoarele procese:1.dezaminarea AA;2.detoxifierea aminelor biogene;3.degradarea BA purinice şi pirimidinice;4.dezaminarea amidelor AA(Asn, Gln);5.Putrefacţia AA în intestinul gros sub
acţiunea microflorei
Mecanismul toxic a amoniacului
• Excesul de NH3 causeză alkalizarea (majorarea pH-ului) în sînge
• Tot odată se formează excesul de glutamat care se transformă în glutamină
• Apare deficitul de α-ketoglutarat ce inhibă Ciclul Krebs (nu are loc formarea suficientă de ATP)
• Nu se formează destul γ-aminobutyrat (GABA) care influențează metabolizmul creerului și țesutului nervos
•
Detoxifierea amoniacului
1. Extrahepatic – sinteza asparaginei (asn) şi glutaminei (gln)
2. În rinichi – formarea sărurilor de amoniu
3. În ficat – sinteza ureei
Eliberarea amoniacului din Asn şi Gln
Degradarea asparaginei (Asn)
H2N-OC-CH2-CH-COOH +H2O I NH2
↓ asparaginazaHO-C-CH2-CH-COOH + NH3
II I O NH2
Degradarea glutaminei (Gln)
H2N-OC-CH2-CH2-CH-COOH + H2O I NH2
↓ glutaminazaHO-C-CH2-CH2-CH-COOH + NH3
II I O NH2
Sinteza ureei
1. Procesul – ciclul ureogenetic, ciclul ornitinic, ciclul Krebs-Hanseleit
2. Sediul – ficatul3. Localizarea – mitocondriile şi citoplasma 4. Consumul energetic – 3 molecule ATP,
4 legături macroergice fosfat 5. Originea grupelor –NH2 – amoniacul şi
acidul aspartic
Sinteza ureeiReacţia 1 – sinteza carbamilfosfatului
E - CARBAMOILFOSFAT SINTETAZA Localizarea - mitocondriileActivator - N-acetilglutamatul şi alţi derivati acilglutamici, alostericInhibator – arginina, prin mecanism feedback
Sinteza ureeiReacţia 2 – sinteza citrulinei
E - ORNITIN-CARBAMILTRANSFERAZA – enzimă hepatospecifică
Sediul – mitocondriileTransportul în citoplasmă – transportori specifici pentru exportul
citrulinei şi importul ornitinei
Sinteza ureeiReacţia 3 – sinteza argininosuccinatului
E - ARGININOSUCCINAT SINTETAZA
Sinteza ureeiReacţia 4 –scindarea argininosuccinatului
E – ARGININOSUCCINAT LIAZA
Sinteza ureeiReacţia 5 – formarea ureei
E – ARGINAZA – enzimă hepatospecifică
Ciclul ureogenetic – schema generală
Corelaţiile dintre ciclul acizilor tricarboxilici
şi ciclul ureogenetic
Corelaţiile dintre ciclul acizilor tricarboxilici şi ciclul ureogenetic
Dereglările ereditare ale ciclului ureogenetic
Manifestări:1. Hiperamoniemie2. Hiperglutaminemie3. Encefalopatie cu
letargie şi evoluţie spre comă
4. Dereglări mixte ale EAB5. Hiperventilare6. Hipotermie7. Vomă
1. Tipul I al hiperamoni-emiei – carenţa Carba-moilfosfat sintetazei I
2. Tipul I al hiperamoni-emiei – carenţa Ornitin- carbamoil transferazei (cel mai frecvent)
3. Citrulinemia clasică – carenţa argininosuccinat sintetazei
4. Aciduria argininosuccinică – carenţa argininosuccinat liazei
5. Hiperargininemia – carenţa arginazei
• METABOLISMUL INTERMEDIAR AL UNOR AMINOACIZI
Soarta scheletului de carbon
Metabolismul Fen şi Tyr
1. Fen – AA esenţial
2. Tyr – AA neesenţial- se
sintetizează din Fen
Fenilcetonurie• Lipsa
fenilalaninhidroxilazei – fenilcetonurie
• Fenilpiruvatul - substanţă toxică în special pentru SNC
• bolnavul nu se dezvoltă psihic (este handicapat, idiot).
• Alcaptonuria- lipsa homogentizinatoxidazei: acumularea a.homogentizinic în ţesuturi şi eliminarea lui cu urina (urina se colorează în negru)
Albinismul• apare în rezultatul
deficienţei echipamentului enzimatic participant la biosinteza melaninei. Bolnavul este lipsit de pigment
Sinteza catecolaminelor
Sinteza catecolaminelor
Sinteza catecolaminelor
Metabolismul Trp
• Trp – AA esenţial, glicogen şi cetogen• Catabolismul Trp: acetoacetil CoA—
Acetil CoA• în timpul catabolizării produce:a. Alab. NAD şi NADP (din hidroxiantranilat)
Metabolismul Trp
1.sinteza Ala2.Sinteza NAD
Metabolismul Trp
1.sinteza serotoninei2.sinteza triptaminei
Maladia Hartnup
• Insuficienţa E implicate în catabolismul Trp• Retard mintal, ataxie cerebrală• Mătirea c% de Trh şi indolacetat în urină
Metionina. S-Adenozilmetionina
• Met – AA esenţial, glicogen• Catabolismul – succinil CoA:a. Met---S-adenozilMet---S-adenozil-
homocistein--homocistein+adenozinb. Homocisteina+Ser---cistationc. Cistationul---NH3, Cis, cetobutiratd. Cetobutiratul---propionilCoA----
metilmalonilCoA---succinilCoA
S-adenozil metionina
• Donor de gruparea CH3
Reacţiile metabolice
• S-adenozil-Met participă la sinteza:a. Fosfatidilcolineib. Adrenalineic. Creatineid. La metilarea BA purinice şi pirimidinice:
N1-metiladenozin, metilguanozin (N2,N7)
Sinteza creatinei
Creatinfosfatul
• Creatinfosfatul – singurul compus cu legături macroergice pe care organismul îl poate depozita în muşchi.
• La un efort fizic se eliberează ATP mai rapid decît formarea lui pe seama glicolizei sau a LR
• Creatinina se elimină cu urina
Acidul tetrahidrofolic - THF
• Derivat al AF• AF+NADPH+H------dihidrofolat +NADP• DHF +NADPH+H-----THF +NADP
Rolul• de transportator al unor fragmente cu
un atom de carbon:• -metil (-CH3), • -metilen (CH2-),• -metenil (-CH=), • -formil (- CH=O)• -oximetil (-CH2-OH)
Ser+THF ----Gli + N5,N10THF
Metabolismul glicinei, serinei şi cisteinei
• Gli, Ser, Cis – AA neesenţiali, glicogeni• Sinteza Gli:a. Tre şi Serb. CO2+NH3+N5-N10-metilenTHF c. din etanolamina• Sinteza Ser:a.din Treb. din Glic. din 3-fosfogliceratd. din fosfatidilserina• Sinteza Cis:a. din Ser +homocisteinăb. din cistină
Catabolismul• Gli:1. Gli ---Ser----Piruvat2. Gli---glioxilat (+NH3)----CO2+acid formic3. Gli---Co2+NH3+N5-N10-metilenTHF• Ser:- piruvat:a. Serindehidratazeib. Prin transaminare cu piruvatul –hidroxipiruvat
—2fosfoglicerat---fosfoenolpiruvat---piruvat• Cis:- piruvat +sulfit (sulfat)
Reacţiile metabolice a Gli• Gli participă la sinteza:1. Serinei2. Creatinei3. Hemului4. Glutationului5. AB conjugaţi6. Acidului hipuric7. purinelor• Gli intră în componenţa colagenului• Gli---–glicinamida ( intră în componenţa
oxitocinei, vasopresinei)
Reacţiile metabolice a Ser
• Ser participă la sinteza:1. Cis2. Gli3. Sfingolipidelor4. Fosfatidilserinei5. fosfatidiletanolaminei
Reacţiile metabolice ale Cis
• Formarea legăturilor disulfidice din proteine, E, Co
• La sinteza:1. glutationului2. taurinei (AB)3. fosfopanteteinei (grupare prostetică a
PPA şi grupă funcţională a HSCoA)
AA dicarboxilici
• Asp şi Glu – AA neesenţiali, glucoformatori• Sinteza:prin reacţii de transaminare• Catabolismul:• Asp- OA• Glu--cetoglutarat
Reacţiile metabolice• Asp participă la sinteza:1. Asn2. Ureei3. BA purinice şi pirimidinice• Glu participă la sinteza: 1. Gln2. Pro3. γ aminobutiratului4. γ carboxiglutamatului5. Glutationului6. Este implicat în reacţiile de DO; transaminare
METABOLISMUL NUCLEOPROTEINELOR
Sinteza bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor pirimidinice
Degradarea bazelor pirimidinice
Sinteza bazelor purinice
Sinteza bazelor purinice
Sinteza bazelor purinice
Degradarea bazelor purinice