Nem esszenciális aminosavak szintézise
Download
1 / 36

Nem esszenciális aminosavak szintézise Aminosavak átalakulásai (lebomlás) - PowerPoint PPT Presentation


  • 144 Views
  • Uploaded on

Nem esszenciális aminosavak szintézise Aminosavak átalakulásai (lebomlás). A nem esszenciális aminosavak bioszintézise. Glucose 3 – Phosphoglycerate Pyruvate Ac – CoA. Gly. Ser. Tyr Phe*. Cys. Met*. Ala Glu. Asp Oxalo- Citrate

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Nem esszenciális aminosavak szintézise Aminosavak átalakulásai (lebomlás)' - jaguar


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

Nem esszenciális aminosavak szintézise

Aminosavak átalakulásai (lebomlás)


A nem esszenciális aminosavak bioszintézise

Glucose

3 – Phosphoglycerate

Pyruvate

Ac – CoA

Gly

Ser

TyrPhe*

Cys

Met*

Ala

Glu

Asp Oxalo- Citrate

acetate

-keto-

glutarate

Succinyl-

CoA

Glu Gln

Arg

Pro

Gln Glu

Citric

cycle

Asn

Glu: „central role”


A tirozin (Tyr) bioszintézise

Fenilpiruvát

COOH

C

CH2

COOH

C = O

CH2

Fenillaktát

Fenilacetát

NH2

H

Transzamináz

Fenilketonuria:

Mentál retardáció

(magas Phe szint gátolja

a szerotonin bioszintézist,

szellemi visszamaradottság).

Elmegyógyintézetekben

a betegek 1%-a fenolketonuriás volt.

Várható élettartam: 25 év

Dg: Phe a vérben

DNS próba fenilalanin

hidroxilázra

Th: fehérje mentes diéta (+Phe-

mentes aminosavak).

IQ ~93 ( ha diéta 1 év után IQ~53)

Phe*

THB

Fenilalanin

hidroxiláz

O2

DHB

H2O

COOH

C

CH2

NH2

H

Tyr

OH

O

O H

=

Tiroxin

Melanin

Norepinefrin (noradrenalin)

Dihidropteridin

reduktáz

R

H

N

N

=

R

H

N

H-N

H2N

N

N

H

Dihidro

biopterin

(DHB)

H2N

N

N

H

NAD NADH

Tetrahidrobiopterin (THB)


A Cys bioszintézise

Met

H

H

HOOC – C – CH2 – CH2 – SH

HO– CH2 – C – COOH

NH2

NH2

Homocystein

Ser

Homocystin -

uria

Cystathionine*

synthase (PP)

H2O

H H

HOOC – C – CH2 – CH2 – S – CH2 – C – COOH

NH2 NH2

Cystathionine

H2O

NH+4

Cystathioninase (PP)

HOOC – C – CH2 – CH3

Cystathionuria

H

O

α - ketobutyrate

*

In Synthase defect homocystein is

accumulated

in blood : thrombomodulin

in urine: homocystin

HS– CH2 – C – COOH

Cys

NH2


A Gly bioszintézise

H

Ethanolamine

HO – CH2 – C – COOH

NH2

Ser

THF

Serine transhydroxy methylase

H2O

Methylene – THF

H – C ═ O

COOH

NH4

HCO3

Metilén – THF

Glyoxylate

COOH

C – NH2

H2

in liver: Gly - transaminase

Gly

glyoxylate

H – C ═ O

COOH

oxidation

COOH

COOH

oxalate

hyperoxaluria


Az aminosavak degradációja

Protein

75%

Aminosav

25%

Katabolizmus

Az aminosav felesleg nem raktározódik (mint a zsírsavak és a glukóz):

energia forrásként szolgálhat.

Az -amino csoportokból urea szintetizálódik (ornitin ciklus).

A szénváz a citrát ciklusba kerül.


R

H – C – NH2

Ornitin-

ciklus

NH4

COOH

Glukóz

Citrulin

Piruvát Acetil-CoA

PEP

Ornitin Arg-

szuccinát

Oxálacetát Citrát Aceto-acetil

CoA

Arg

Szuccinil -ketoglutarát

CoA

O

=

NH2 - C - NH2

Urea

Citrát kör


A nitrogén sorsa

N a vizeletben (%): Urea 86

Kreatinin 4.5

Ammonia 2.8

Urát 1.7

Egyéb 5

Ser Thr

Májban:

Oxidativ

dezaminálás

Dehidratáz

Bélbaktériumok

Aminosav -keto-glutarát NADH NH4

Glutamát

dehidrogenáz

Aminotransferázok

Gln

-ketosav Glu NAD

Aminotransfer

Urea

Az NH4 (normál szintje 25-40 M vérben) rendkívül toxikus a központi idegrendszerre

vizio, tremor, konfuzió kóma halál (pl. súlyos májbetegségek)

Az agy rendelkezik glutamin szintetázzal


Ammónium eliminálása (Ornitin ciklus)

(Krebs and Henseleit*, 1932)

„szabad” (bélből)

NH4+ + CO2 + 3ATP + H2O + Asp

Urea + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi + Fumarate

Glu

H2O

NH4+

CO2

Carbamoyl – phosphate synthetase

anhydride bond (high transfer potential)

2ATP

O O

2ADP

Pi

O¯ P O C NH2

+

Carbamoyl - P

Transfer

+ Carbamoyl – P used for pyrimidine

synthesis is produced by a slightly

different mechanism

Ornithine


Carbamoyl – P

Mithochondria

Ornithine –

transcarbamoylase

COOH

C – NH2

(CH2)3

N – H

C NH2

COOH

C – NH2

CH2

COOH

Cytosol

H

H

COOH

C – NH2

(CH2)3

N H2

H

Ornitine

Asp

Citruline

O

ATP

Hydrolysis

NH2

C = O

NH2

Arginino succinate –

synthetase

Ornitine cycle

Arginase

AMP

PPi

Pi

Pi

Urea

Condensation

COOH

C – NH2

(CH2)3

N – H

C NH2

COOH

C – NH2

(CH2)3

N – H

C N

H

H

H2O

COOH

C – H

CH2

COOH

HN

HN

H

Arginino –

succinase

Arg

(liáz)

Argininosuccinate

Fehérjeszintézis

H C COOH

HOOC C H

Fumarate


3

Gln

Gln-áz

Gln

szintetáz

Gln-

szintetáz

Gln-áz

ATP

HN4

5

-ketoglutarát

Glu

4

Ac-CoA

2

Glu-dehid-

rogenáz

N-acetil-Glu

3

Bél NH4

( 40%)

(20%)

1

2

4

2ATP

Karbamoil-P

szintetáz

CO2

Máj-vér:

( 40%)

Asp, Thr, Gly

Ser, Glu, Gln

O

=

P - C - NH2

2

4

Ornitin

ciklus

Urea

Karbamoil szintáz (Rate-limiting step)


Karbamoil-P

Ornitin

Urea

Bél

NO

Arg Citrullin

Endotel

Makrofág

Máj:

NO hatások:

Agy (Ca2+ - függő): neurotransmitter

Erek (Ca2+ - függő): vasodilator

Makrofág (Ca2+- független):

citotoxikus(tumor)

Arg-szukcinát

Citrullin

Bél

Vese

Citrullin

Citrullin

Ornitin

Glu

Gln

Arg

Endotel

Arg

Arg Citrullin

Szövetek

Ornitin poliaminok


Glucose

Fatty acids

AA

AA

AA

Glu

PEP Pyruvate Ac – CoA AcAc

CoA

CO2

NH+4

ketons

Citrate

α – keto –

glu Glu

Carbamoyl – PCitruline

Oxaloacetate

Asp

α – keto –

glutarate

AA

Citrát kör

Ornithine

Arginino

succinate

Malate

Ornitin

ciklus

AA

Fumarate

Succinyl –

CoA

Arg

Urea

AA

AA


Nitrogén monoxid szintáz

(Mr ~150 000)

Arg

NH

C – NH2

NH2

=

BH4

FMN FADH2 NADP Malát

O2

Biopterin

reduktáz domain

CO2

H2O

BH2

FMNH2 FAD NADPH Piruvát

Arg

NH

C – N - OH

NH2

COOH

C – NH2

(CH2)3

N – H

C = O

NH2

H

N-quanidino-hidroxil arginin

H

=

O2

NO

Nitrogen monoxid

H2O

Citrullin

Citrullin


Az ornitin ciklus enzim defektusai

Bármely reakció teljes blokkja összeegyeztethetetlen az élettel; csak részleges blokkok

CO2

NH+4

Karbamoil –P –

szintetáz

I tipusú

hiperammonémia

Karbamoil - P

km

Citrullin

Citrullinuria

Arginino szukcinát –

szintetáz

Ornitin transzkarba-

moiláz

II tipusú

hiperammonémia

(pirimidin metabolitok

is emelkedettek)

Arginino –

szuccinát

Ornitin

Urea

Arginino –

szukcináz

Argininoszukcinát acidémia

Arg

argináz

Hiperargininémia

A cerebrospinál folyadékban

hányás, letargia, mentál retardáció

NH+4

Glu Gln

Th: fehérjementes diéta

esszenciális aminosavak keto formái („Ketosteril”)


Fate of carbon skeleton in amino acid degradation

Amino acids, after deamination, may lead to glucose or ketone body formation;

amino acids as energy sources:

Ketogenic and glucogenic

amino acids

Glucose

Gly

Ser

PEP

IleLeu Lys

Pyruvate

Acetyl-CoA Acetoacetate Ketone bodies

Ala Cys

S2O2 2-

Trp

Oxaloacetate

TrpTyr

Phe

Asp

Asn

-ketoglutarát

Malate

Lys

Fumarate

Glu Gln

Tyr

Phe

Succinyl-CoA

His

ProOrn

Arg

Methylmalonyl-CoA

Val Ile Met Thr


Catabolism of Phe and Tyr (both ketogenic andglucogenic)

Phenylketonuria (PKU)

hyperphenilalaninemia I

Melanine

Epinephrine

Thyroxine

COOH

C

CH2

COOH

C

CH2

NH2

H

Phenylalanine

hydroxilase

(monooxygenase)

O2

H2O

NH2

H

Tyr

Tyrosinemia

type II

Phe

-ketoglutarát

OH

Tyrosine

transaminase

O

=

O H

Glu

=

R

H

=

N

N

N

H-N

COOH

C = O

CH2

=

H2N

Dihydro-

pteridine

N

N

H

Quinonoid

Dihydro-

biopterin

reductase

p-Hydroxphenyl

piruvat

Tetrahydro-

biopterin

NADH

NAD

OH

Hyperphenyl-

alaninemia II-V


COOH

C = O

CH2

p-Hydroxphenyl

piruvat

OH

O2

Hydroxyphenylpiruvate

hydroxilase (a dioxygenase)

Homogentisate

oxidase

CO2

Alcaptonuria

CH2 - COOH

OH

HO

Homogentisate

O2

O

=

Isomerase

CH3 – C – CH2 - COOH

Hydrolase

Acetoacetate

H

HOOC – C = C - COOH

H

Fumarate



Fenilketonuria (PKU)

Melanin

„klasszikus”

O2

Phe-

hydroxiláz

Tyr-

hidroxiláz

O2

Tyr

Phe

DOPA

THB

„kofaktoros”

Tyr-

transzamináz

THB DHB

Noradrenalin

NADH

Adrenalin

DHB-reduktáz

Homogentizinsav

Tirozinémia ( szem és bőr léziók)

Homogentizát-

oxidáz

Acetoacetát

Alkaptonuria. Benignus:homo-

gentizánt a vizeletben, polimerizáció,

„pigment arthritis” (Ochronosis)

Fumársav


THB: tetrahidrobiopterin (BH4)

(„kofaktoros” - PKU)

Tyr-

hydroxiláz

Tyr DOPA

O2

Trp

THB DHB

Trp-hidroxiláz

THB DHB

DHB-reduktáz

CO2

Arg

THB DHB

NO-szintáz

Szerotonin

NO

Citrullin

PKU: Fenilketonuria


Adrenalin

Trp-lebomlás


Serotonin synthesis

COOH

C

CH2

NH2

H

Trp

5 – Hydroxyindole acetate

N

H

- CH2 -COOH

O2

HO -

THB

DHB

N

H

Tryptophane

hydroxilase

Inhibitors

NH+4

(in brain)

Mono

amine

oxidase

(MAO)

COOH

C

CH2

CO2

NH2

H

O2

Decarboxylase

(Vitamin B6)

- CH2 –CH2

NH2

HO -

HO -

N

N

H

Serotonin

(5-Hydroxytryptamine)

5 – Hydroxy -tryptophan


Serotonin actions

Neutrotransmitter:

LSD competition (hallucination),

Control of temperature, sleep, mood etc.

Vasoconstriction

Growth hormon secretion

Intestinal carcinoma: Argentaffinoma Serotonin

60% of Try (normally 1%) is converted to Serotonin. Decreased NAD production (pellagra symptoma)


Hét főbűn (serotonin)

Accidia „lustaság, restség”

Luxuria „bujaság, kéjelgés”

Superbia „gőg, kevélység”

Ira „harag, düh”

Invidia „irigység, féltékenység”

Avaritia „kapzsiság, fösvénység”

Gula „torkosság, falánkság”

A szerotonin neutrotranszmitter működésének eltérései állhatnak mögötte.

Receptor, transzporter, enzim biokémiai és molekuláris genetika

Triptofán étrend


Catabolism of Ile(both ketogenic and glucogenic)

COOH

C = O

C – CH3

CH2

CH3

COOH

C – NH2

C – CH3

CH2

CH3

HS-CoA CO2

NAD NADH

C –S - CoA

C – CH3

CH2

CH3

O =

Isoleucine

transaminase

H

H

H

Ketoisocaproate

dehidrogenase

-keto Glu

Glu

-keto

isocaproate

Isovaleryl-CoA

FAD

Ile

Isovaleryl-CoA

dehydrogenase

FADH2

H2O

O =

C –S - CoA

C – CH3

C = O

CH3

Dehydrogenase

O =

C –S - CoA

C – CH3

C - OH

CH3

O =

C –S - CoA

C – CH3

CH

CH3

H

H

H

=

Hydratase

NADH NAD

H

Methylcrotonyl-CoA


HS -CoA

Thr

Met

Val

O

=

CH3 – C – S – CoA

Acetyl-CoA

CH3

CH2

C = O

S - CoA

COOH

C – CH3

C = O

S -CoA

CO2

ATP

H

Carboxylase

(Biotin)

Propionyl-CoA Methyl-malonyl-CoA

Methyl-malonyl-CoA-

mutase

(Vit-B12)

COOH

CH2

CH2

C - S -CoA

O =

Succinyl-CoA



Cobalamin (Vitamin B12)

Coenzyme B12 catalyzes intramolecular rearrangement *:

Methylmalonyl CoA

mutase

H COOH

H - C - C – H

H

C – S – CoA

O

H COOH

H - C - C – H

H

C – S – CoA

O

Coenzyme B12

=

=

Methylmalonyl CoA

Succinyl-CoA

Ser

THF

Gly

Citrate cycle

Porphyrins

Heme

* also methyltransferase


B-12 Vitamin (kobalamin)


NH2

N

N

6

7

1

5

8

2

4

3

9

N

N

O¯O¯

O-

B – 12 Vitamin

(Kobalamin)

5

+

O – P – O – P – O- – P – O – CH2 O

1

4

O

O O

3

2

OH OH

ATP

NH2

N

N

6

7

1

5

8

2

4

3

9

N

N

5

– CH2 O

B-12 - Koenzim

Co

1

4

3

2

OH OH


Vitamin B12 transports

Microorganism

Vitamin B12

in Blood

in Liver

B12-

Complex

In Ileum

Stored

B12

Trans-

cobalamin II

Releasing factor

in Stomach Intrinsic

factor

(kDa 59)

B12

Gastrec-

tomy

ATP Vitamin B12

Transferase

Coenzyme –B12


If Coenzyme B12

Coenzyme - B12 –

Homocys-

CH3 - transferase

Acidosis

Methyl

malonate

Homocystein

Mutase

- CH3

Succinyl - CoA

Met

Neurologic

disorder

THF -CH3

Citrate

cycle

„Folate-

trap”

THF

For synthesis of dTMP,

purine,

pyrimidine, in Erythro-

nucleic acids cytes

Anemia

Heme

Th:If transferase

defect or B12deficiency,

Coenzyme B12 i.m

If mutase defect, lethal

Th: Coenzyme B12

or vitamin B12


Histamine

H

C

CH2

COOH

C

CH2

CO2

NH2

H

NH2

H

Histidine

decarboxylase

N N - H

N N - H

His

Histamine

Produced and stored mainly in mast cells.

In circulation:

Dilation of capillaries : local edema,

Decrease of blood pressure, if sever: shock

Histamin stimulates HCl secretion

Histamin is released in anaphylaxis, allergy

Bronchoconstriction

Antihistamines

Ergot-alkaloid

(smooth muscle contraction in uterus)

Histamine is inactivated in the liver by

methylation and oxidation ( N – methyl, N' – acetyl-histamine)


Thyroxin

COOH

C

CH2

NH2

H

In blood, T4 is bound to

Thyroxine binding-globulin (TBG)

(63kDa)

Reservoir of T4 (association/ dissociation)

T4:

Tetraiodothyronine

(tiroxin)

I I

O

I I

OH

In cell

TBG – T4 in Blood

Thyroid hormon

Receptor (40 kDa)

T3

in Cell

T3 rT3

(reverse: inactive)

DNA

binding domain

Hormon binding

domain

Several hundreds of thyroid-

induced enzymes: O2 consumption, cardiac output, cAMP, CNS excitation, etc.

DNA


Thyroxine (3, 5, 3’, 5’ –Tetraiodothyronine: T4)

Hypothalamus

TRH

Pituitary

Food

TSH (28 kDa)

I

Dehalogenase

Thyroid

TBG – T4

Hypertrophy

(Gravesdisease)

T4

ATP

I

Thyroid

peroxidase

Tyr Tyr

Thyreoglobuline

I in blood/thyroid:

1:100

Proteolysis

T4 in Blood

TBG


ad