Nem esszenciális aminosavak szintézise
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 36

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


  • 101 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

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

Download Presentation

Nem esszenciális aminosavak szintézise Aminosavak átalakulásai (lebomlás)

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 esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

Nem esszenciális aminosavak szintézise

Aminosavak átalakulásai (lebomlás)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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”


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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.


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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”)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

Phe és Tyr anyagcsere zavarok


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

Adrenalin

Trp-lebomlás


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

Catabolism of Val, Thr, Met


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

B-12 Vitamin (kobalamin)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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)


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


Nem esszenci lis aminosavak szint zise aminosavak talakul sai leboml s

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


  • Login