11 Метаболизм аминокислот 2

МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ: СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ
КАТАБОЛИЗМА И СИНТЕЗА АМИНОКИСЛОТ
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ
КАТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ
После удаления аминогруппы углеводный скелет
аминокислот т рансформирует ся в мет аболит ы, кот орые
могут преврат ит ся в глюкозу, жирные кислот ы, кет оновые
тела или окислят ься в цикле т рикарбоновых кислот .
Углеводный скелет 20 основных аминокислот
превращается в семь молекул:







пируват ,
ацет ил CoA,
ацет оацет ил CoA,
-кет оглут арат ,
сукцинил CoA,
фумарат ,
оксалоацет ат .
Гликогенные и кетогенные
аминокислоты
• Гликогенные аминокислоты (деградируют к
пирувату или метаболитам цикла Кребса) –
обеспечивают путь глюконеогенеза
• Кетогенные аминокислоты (деградируют к
ацетил CoA или ацетоацетил CoA) – могут
использоваться на синтез жирных кислот или
кетоновых тел
• Некоторые аминокислоты - гликогенные и
кетогенные одновременно
Пируват как исходная точка в метаболизме
Оксалоацетат как исходная точка
в метаболизме
Аспартат и аспарагин превращаются в оксалоацетат
Аспартат + -кетоглутарат  оксалоацетат + глутамат
Аспарагин гидролизируется к NH4+ и аспартату,
который потом трансаминируется.
-Кетоглутарат как исходная точка
в метаболизме
Сукцинил СоA - точка для входа
нескольких неполярных аминокислот
Деградация метионина
S-аденозилметионин (SAM) –донор метильных групп
в клетке
Гомоцистеин способствует розвитию сосудистых
заболеваний и атеросклероза
Гомоцистеин (в норме < 15 мкмоль/л)
Гипергомоцистеинемия может быть
причиной:
•сосудных заболеваний, эндотелиальной
дисфункции, атеросклероза,
тромбофилий;
•аномалий скелета;
•отставания в умственном развитии;
•эктопии хрусталика;
•болезни Альцгеймера;
•почечной недостаточности
Гомоцистеин
Превращение аминокислот с разветвлённой
цепью
дегидрогеназа
разветвлённой цепи
Катаболические пути валина и изолейцина напоминают путь
превращения лейцина.
Изолейцин образует ацетил CoA и пропионил CoA
Валин образует CO2 и пропионил CoA.
Катаболизм ароматических аминокислот
Ацетоацетат, фумарат, и пируват — являются общими
метаболитами.
Молекулярный кислород используется для разрыва
ароматического кольца.
Гомогентизатоксидаза
ФА гидроксилаза
+O2
тетрагидрбиоптерин
Катаболизм триптофана проходит с участием
нескольких оксигеназ
Пируват
ВРОЖДЁННЫЕ БОЛЕЗНИИ МЕТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛО
Алкапт онурия – врождённое нарушение
метаболизма тирозина, обусловленное
отсутствием гомогент изат оксидазы.
 гомогентизиновая кислота
аккумулируется и экскретируется мочёй
 приобретает чёрный цвет на воздухе
 У детей:
 моча на пелёнках
темнеет
 У взрослых:
 потемнение ушей
(охроноз)
 темные пятна на склере
и роговице
Aлкаптонурия
Охроноз – накопление пигмента
гомогентизиновой кислоты в соединительной
ткани
Артрит является частым
осложнением охроноза при
алкаптонурии
Стеноз аортального клапана при
алкаптонурии
Моча преобретает чорный цвет на воздухе
Болезнь кленового сиропа – нарушение
окислительного декарбоксилирования кетокислот, образованных из валина, изолейцина,
и лейцина, дефект дегидрогеназы
разветвлённых цепей.
Уровень аминокислот с
развет влённой цепью и -
кетокислот значительно
увеличивается как в крови так и в
печени.
Моча с запахом кленового сиропа
Ранние симптомы:
 летаргия
 кетоацидоз
 потеря сознания, кома и смерть
Фенилкет онурия дефицит
фенилаланингидроксилазы
Фенилаланин превращается в фенилпируват.
Нарушение
миелинирования
нервов
 Масса мозга ниже
нормы.
Умственное и
физическое
отставание.
Диагностические
критерии:
 уровень
фенилаланина в крови
 FeCl3 тест
 пробы ДНК
(пренатально)
Альбинизм –
гениетически
детерминированное
отсутствие или
недостаточность
фермента тирозиназы.
Тирозиназа в
меланоцитах окисляет
тирозин к ДОФА и
ДОФА-хинону.
тирозиназа
Симптомы альбинизма:
• снижение продукции или
отсутствие меланина в коже,
волосах, глазах;
• снижение
колличества
меланина в коже;
• высокая чувствительность к
солнечному свету;
• повышенный риск развития
рака кожи ;
• солнечные ожоги;
• фотофобия;
• снижение остроты зрения;
• косоглазие, нистагм
СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ СИНТЕЗА
АМИНОКИСЛОТ
•Растения и микроорганизмы могут
синтезировать все 20 аминокислот
•В организме человека может образоваться
только 11 аминокислот (“заменимые”
аминокислоты)
•Заменимые аминокислоты образуются из
метаболитов гликолиза или цикла Кребса
•Другие АК называются “незаменимые"
аминокислоты и должны поступить с пищей
СИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА (NO)
С АРГИНИНА
• Оксид азота (.N=O) – газ, который
может быстро дифундировать в клетке
и является месенджером,
активирущим гуанилатциклазу (синтез
ГМФ)
• NO расширяет сосуды, снижает
давление и является
нейротрансмитером в нервной системе
• Нитроглицерин превращается в NO и
расширяет коронарные артерии при
лечении ишемической болезни сердца
Превращение аргинина к NO синтазой
оксида азота
Пути образования незаменимых аминокислот являются
скложными
Дефицит хотя бы
одной
аминокислоты
приводит к
отрицательному
азотистому
балансу.
В этом случае
больше белка
распадается, чем
синтезируется.
Пути синтеза аминокислот характеризируются
дивергенцией
Общие черты: углеводный скелет образует ся из
мет аболит ов
 гликолиза,
 пентозофосфатного пути,
 цикла трикарбоновых кислот.
Все аминокислоты
группируются в
семейства
относительно
метаболитов из
которых они
образуются
Спасибо за внимание!