AMİNO ASİT ve PROTEİN METABOLİZMASI

1. AMİNO ASİT ve PROTEİN METABOLİZMASI

2. Proteinlerin yapısındaki C ve H atomlarından son ürün olarak H2Ove CO2 oluşmaktadır. • Ayrıca, proteinlerde %16 oranında bulunan azot, sadece proteinlere özgü olan atılım ürünlerinin (amonyak ve üre) oluşumuna yol açmaktadır.

3. Havadan ve topraktan organik moleküllerin yapısına katılan azotun, canlı organizmada ki biyomoleküllerden yeniden toprağa ve havaya dönmesine azot döngüsüadı verilmektedir.

4. Protein yıkılımı sonrasında amino asitlerin yapısındaki karbon ve hidrojendenCO2veH2Ooluşmakta, azot atomundan ise memeli için toksik olan amonyak meydana gelmektedir. • Amonyak, enerji gerektiren bir dizi tepkime ile toksik olmayan üreye dönüştürülerek vücuttan atılmaktadır.

5. Metabolizması azot ve azotlu bileşikler aracılığı ile incelenen ve enerji kaynağı olarak değeri, diğer makro moleküllerden daha düşük olan proteinlerin veya amino asitlerin fazlası depo edilememektedir.

6. Protein metabolizması, proteinlerin hidrolizi (sindirim, proteoliz) ve hidroliz sonrası açığa çıkan amino asitlerin yıkımı olmak üzere iki ana başlık altında incelenmektedir.

7. Amino asit havuzuna katılım yolları

8. Besin proteinlerinin amino asit havuzuna katılımı

9. Besinlerde proteinin önemi • Normal azot dengesinin sağlanması için bir erişkinin günde 60g ( 1g/kg vücut ağırlığı) kadar protein alması gerekmektedir.

10. Proteinlerin biyolojik değeri, yapısındaki esansiyel amino asit miktarı ile ilişkili olduğu için alınan proteinin niteliği, miktarından çok daha fazla önem taşımaktadır. • insana en uygun proteinler öncelik sırasıyla memeli proteini, balık, kümes hayvanları proteini ve bitki proteinidir.

11. Erişkin için esansiyel olanlar treonin, valin, lösin, izolösin, lizin, metiyonin, fenilalanin ve triptofan amino asitleridir. • Bir amino asidin esansiyel olduğu, deney hayvanında oluşturulan besinsel eksikliğin, büyüme gelişme bozukluklarına yol açmasından anlaşılmaktadır.

12. Besin proteinlerinin sindirimi • Etkili oldukları uca göre ektopeptidazlar, aminopeptidaz veya karboksipeptidaz olarak adlandırılmaktadır. • Mide mukozasında bulunan otuz milyona yakın salgı hücresinden salgılanan sıvı, midede protein sindirimini başlatmaktadır.

13. İnce bağırsakta protein sindirimi, midede proteinlerin hidrolizinden açığa çıkan oligopeptidleri ve amino asitleri içeren sıvının duodenuma geçmesi ile başlamaktadır.

15. İnce bağırsak salgısında bulunan enteropeptidaz (enterokinaz), kaskad şeklinde ilerleyen bu kovalent modifikasyonu başlatan enzimdir. • Pankreas kanalının tıkandığı durumlarda pankreasta başlayabilen zimojen aktivasyonu, dokunun kendi proteinin sindirilmesine ve akut pankreatit diye adlandırılan oldukça ağır bir hastalık tablosunun ortaya çıkmasına yol açabilmektedir.

16. Amino asitlerin ince bağırsaktan emilimi • En fazla jejunumdan olmak üzere amino asitlerin L izomerleri, ince bağırsağın her üç kısmından aktif taşıma ile lumenden bağırsak hücresine alınmaktadır. Burada Na+ iyonlarına bağımlı sekonder aktif taşımanın söz konusu olduğu ve B6vitaminin rol oynadığı gösterilmiştir. Nötral amino asitler, fenilalanin ve metiyonin imino asitler, nötral lipofilik amino asitler ve katyonik amino asitler için taşıyıcı sistemlerinin ince bağırsak duvarında yer aldığı bilinmektedir. Son iki taşıyıcı için Na+ gerekmediği düşünülmektedir. Ayrıca di- ve tripeptidler için H+iyonlarıyla eşleşimli bir taşıyıcı sistem bulunmaktadır.

18. Amino asit taşınmasında, ince bağırsak hücresinde membrana bağlı bir enzim olan γ-glutamil döngüsü (Meister döngüsü) olarak adlandırılan, imino asitler (prolin ve hidroksiprolin) dışındaki bütün amino asitlerin taşınmasını sağlayan bir aktif transport sistemi rol oynamaktadır.

20. Bağırsak lümeninde bulunan amino asitler, hidroliz olan glutatyondan ayrılan glutamik asidin gama karboksil grubuna bağlanarak içeri taşınmaktadır.

23. Bazı durumlarda bağırsak mukozasındaki defekt nedeniyle proteinler tamamen hidroliz olmadan absorbe edilmektedir. Bu yabancı proteine veya oligopeptidlere karşı vücutta antikor oluşması sonucunda alerjik reaksiyon ortaya çıkmaktadır. Nontropikal sprue (Çöliak) hastalığına buğday proteini olan gluten, hidroliz olmadan bağırsaktan emildiği için alerjik yanıta yol açmaktadır

24. Amino asitlerin vücutta dağılımı • İnce bağırsak hücresine giren amino asitlerin küçük bir bölümü, o hücrede protein sentezinde kullanılmaktadır.

26. Plazmada amino asitlerin düzeyi, endojen proteinlerinden açığa çıkan ve dokular tarafından kullanılan amino asitlerin arasındaki dengeye bağlıdır.. Plazmada en fazla glutamin,glisin, alanin, valin ve serin en az aromatik ve kükürtlü aminoasitler bulunmaktadır. Amino asitler plazmadan aktif taşıma ile dokulara geçmektedir. • Böbrek yoluyla 24 saatte 0.5g kadar amino asit atılmaktadır.

27. Endojen proteinlerin amino asit havuzuna katılımı Protein dönüşümü • Valin, lösin,izolösin, treonin, lizin, metiyonin, fenilalanin ve triptofan esansiyel amino asitlerdir. Erişkinde dışardan alınmaması herhangi bir bozukluğa yol açmadığı için arginin ve histidin yarı esansiyel kabul edilmektedir. Karaciğer fonksiyon bozukluğunda ve prematürelerde sistein ve tirozin esansiyeldir.

28. Günde toplam 300-400g kadar olan protein dönüşümünün 100 gramı- (1/3) kas proteini, 50 gramı sindirim enzimleri, 20 gramı ince bağırsak hücre proteini, 15 gramı hemoglobin ile ilişkilidir. • Kalanını ise diğer hücrelerden gelen proteinlerin yıkımı oluşturmaktadır.

29. Protein yapım ve yıkımını düzenleyen faktörler • Proteinler, lizozomal ve sitozolik protezalar tarafından yıkılmaktadır.

30. Protein işaretlenmesinde kullanılan dört faktör bilinmektedir. • 1.Ubikuitinasyon. • 2. Oksidasyon. • 3. PEST dizilimi. • 4. N- Ucu amino asitleri.

31. Vücut proteinlerinin dönüşümü sırasında serbest kalan amino asitlerin • %75-80 kadarı yeniden protein sentezinde kullanılmaktadır. Geriye kalan amino asitlerden glukoz, keton cisimleri, azotlu son ürün ve CO2oluşmaktadır.

33. Endojen sentezlenen amino asitlerin havuza katılımı

34. - α- Ketoasidler Piruvat ¨ Alanin Oksaloasetat ¨ Aspartat • Bazı eksojen amino asidler Fenilalanin ¨ Tirozin Metiyonin + Serin ¨ Sistein • -Metabolizma ara ürünleri 3- Fosfogliserik asit ¨ Serin • Bazı endojen amino asidler Glutamik asit ¨ Pirolin Serin ¨ Glisin

35. AMİNO ASİTLERİN KATABOLİZMASI • Genel olarak, fazlalık amino asitlerin amino grupları, oksidatif dezaminasyon ile ortadan kaldırılır ve karbon artıkları asetil, asetoasetil-KoA, piruvat ya da TCA döngüsü ara ürünlerinden birine dönüştürülür. • Bazı organizmalar (balıklar), serbest amonyak atılımı yaparlar ve bunlara ammonotelik adı verilir. • Bazı organizmalar, ( kuşlar, sürüngenler), ürik asid atılımı yaparlar ve ürikotelik olarak adlandırılırlar. • Bazı organizmalar da (memeliler), üre atılımı yaparlar ve bunlara üreotelik adı verilir.

36. Yüksek organizmalar, azot metabolizmasının son ürünlerinin hiçbirini iyi tolere etmezler. • Dolayısıyla insanlar ve diğer memeliler, azotlu artıklarını çok çözünebilir, toksik olmayan bir bileşik olan üre’ye çevirme yeteneğini geliştirmişlerdir.

37. Üre biyosentezi, tanıtımı için dört olaya bölünebilir: • Transaminasyon • Oksidatif dezaminasyon • Amonyak taşınımı • Üre döngüsü reaksiyonları.

40. Transaminasyon • Pridoksal fosfat, amino asidlerin transaminasyon reaksiyonlarında enzime bağlı amino grupları için bir ara taşıyıcı olarak hizmet görür.

43. α- amino asidlerin en büyük kısmı, transaminasyon için substrattır. Ancak lizin, treonin, prolin ve hidroksiprolin, istisnadır. • Transaminasyon, α-amino gruplarına kısıtlanmış değildir. Ornitin (delta- amino grubu, glutamat-gama-semialdehid oluşturarak) transamine olur. • Transaminazların serum düzeyleri, bazı hastalıklar sırasında yükselir.

44. Oksidatif dezaminasyon • Transaminazlar ve L- glutamat dehidrogenaz etkilerinin yanında hem L-, hem de D- amino asit oksidaz aktiviteleri, memeli karaciğer ve böbrek dokusunda mevcuttur. • Amino asit oksidazlar, kendi kendine okside olabilen flavoproteinlerdir.

46. L-glutamat dehidrogenaz • Karaciğerde glutamat dehidrogenaz, bu enzimi inhibe eden ATP, GTP ve NADH ile, bu enzimi aktive eden ADP gibi allosterik değiştiriciler tarafından etkilenmiş, düzenlenmiş bir enzimdir. • Glutamat dehidrogenaz, ko-substrat olarak ya NAD ya da NADP kullanılır.

48. Amonyak oluşumu • Vücutta amonyak üç yerden kaynak alır, • Dokularda metabolizma sonucu • Diyetteki proteinlerden bağırsak bakterileri aracılığı ile • Gastrointestinal kanal içine salgılanan sıvılar içindeki üreden • Bu amonyak bağırsaktan, tipik olarak içinde sistemik kandan daha yüksek amonyak düzeyleri bulunan vena portakanı içine absorbe olunur.

49. Amonyak zehirlenmesinin semptomları • Tuhaf bir flapping tremor, konuşmanın peltekleşmesi, görmede bulanıklık, ağır vakalarda kusma ve ölüm olur. Porta – kaval şantlar, gastrointestinal kanamalar, v.b (siroz), amonyak zehirlenmesi görülebilir. • Böbrek tubuluslarının asit – baz dengesini olduğu kadar, katyonlarında korunmasını düzenleyen önemli bir mekanizması, amonyak üretimidir.