Лекция 12. Обмен аминокислот и белков.
advertisement
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ Кафедра иммунохимии ХТФ Лекция № 12 ОБМЕН АМИНОКИСЛОТ И БЕЛКОВ АМИНОКИСЛОТЫ • Гетерофункциональные соединения, содержащие амино- и карбоксигруппу • Среди природных аминокислот (около 70) наиболее важны α-аминокислоты, 20 из которых – протеиногенные (входят в состав белков) 1 + H3N COO C R 2 H КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОТЕИНОГЕННЫХ α-АМИНОИКСЛОТ 1. По строению бокового радикала 2. По полярности бокового радикала 3. По физиологическим свойствам КЛАССИФИКАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ ПО ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ АМИНОКИСЛОТЫ ЗАМЕНИМЫЕ ГЛИ, АЛА, СЕР, ГЛУ, ГЛН, АСП, АСН, ПРО ЧАСТИЧНО ЗАМЕНИМЫЕ АРГ, ГИС УСЛОВНО НЕЗАМЕНИМЫЕ ЗАМЕНИМЫЕ ЦИС, ТИР ВАЛ, ЛЕЙ, ИЛЕ, ТРИ, ГИС, ФЕН, ТРЕ, ЛИЗ ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ В КЛЕТКЕ БЕЛОК протеолиз АМИНЫ декарбоксилирование биосинтез белка ПУЛ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ дезаминирование КИСЛОТЫ И АММИАК КЕТОКИСЛОТЫ трансаминироование реакции в радикале ПРОЧИЕ ПРОДУКТЫ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ R-CH-COOH декарбоксилаза пф R-CH2-NH2 + CO2 NH2 Удаление карбоксильной группы аминокислоты в виде углекислого газа COOH CO2 CHNH2 (CH2)2 COOH ГЛУ CH2-NH2 (CH2)2 Декарбоксилаза ПФ COOH аминомаслянная кислота (ГАМК) N CH2-CH-COOH декарбоксилаза CH2 - CH2 - NH2 N NH2 NH CO2 NH ГИСТАМИН ГИС Биогенные амины – продукты декарбоксилирования аминокислот, являются биорегуляторами в клетке ТРАНСАМИНИНИРОВАНИЕ (ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ) Обратимый перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту без образования аммиака COOH COOH H2N H R1 + C O R2 ПФ COOH H2N аминотрансфераза R2 H COOH C O R1 ТРАНСАМИНИНИРОВАНИЕ (ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ) Биологическое значение: 1. Синтез заменимых аминокислот. 2. Включение углеродных скелетов аминокислот в общий путь катаболизма. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ Удаление аминогруппы из аминокислоты с образованием аммиака 1. Прямое: окислительное дезаминирование глутамата. 2. Непрямое: переаминирование всех прочих аминокислот с α-кетоглутаратом, образование глутамта и его последующее окислительное дезаминирование В физиологических условиях прямому окислительному дезаминированию подвергается только глутаминовая к-та COOH CHNH2 CH2 CH2 COOH глу НАД(Ф) НАД(Ф)Н2 Глутаматдегидрогеназа (ГлДГ) COOH COOH C=NH2 C=O CH2 Н2О CH2 + NH3 CH2 CH2 COOH COOH иминоглутарат -кетоглутарат Все аминокислоты, кроме глутаминовой, подвергаются непряму окислительному дезаминированию Непрямое окислительное дезаминирование = трансдезаминирование АК -кетокислота I трансаминирование -кетоглутарат L-глутамат II прямое окислительное дезаминирование глутамата H2O NH3 Непрямое окислительное дезаминирование проходит в 2 этапа: 1. Трансаминирование с образованием глутаминовой кислоты 2. Прямое окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ Биологическое значение: 1. Включение углеродных скелетов аминокислот в общий путь катаболизма. 2. Путь образования и обезвреживания аммиака. 3. Энергетическое значение. СУДЬБА БЕЗАЗОТИСТОГО ОСТАТКА АМИНОКИСЛОТ ГЛЮКОЗА ЛИЗ, ЛЕЙ, ИЛЕ, ФЕН, ТИР, ТРИ ГЛИ, СЕР, ТРЕ, АЛА, ЦИС, ТРИ ПВК АЦЕТИЛ-КО А АСП, АСН ОКСАЛОАЦЕТАТ МАЛАТ ФУМАРАТ ФЕН, ТИР СУКЦИНАТ КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА ЦИТРАТ ИЗОЦИТРАТ α - КЕТОГЛУТАРАТ СУКЦИНИЛКОЭНЗИМ А ВАЛ, МЕТ, ИЛЕ ГЛУ, ГЛН, АРГ, ГИС, ПРО ОБРАЗОВАНИЕ И ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АМИНОСАХАРОВ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АМИНОВ NH3 Синтез глу Синтез глн и асн Образование NH4+ Синтез мочевины ЦИКЛ МОЧЕВИНООБРАЗОВАНИЯ (орнитиновый цикл, цикл Кребса Ганзелейта) CO2 + NH3 КАРБАМОИЛФОСФАТ карбамоилфосфатсинтетаза ОРНИТИН карбамоилфосфаторнитинтрансфераза ЦИТРУЛЛИН аргининосукцинатсинтетаза аргиназа МОЧЕВИНА АРГИНИН АРГИНИНОСУКЦИНАТ аргининосукцинатлиаза БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ 1. Главный путь обезвреживания аммиака. 2. Синтез аргинина. NH3 сильное основание, липофилен, блокирует ЦТК, конкурирует с катионами К+ и Na + NH2 C O слабое основание, NH2 гидрофильна, не влияет на метаболические процессы и легко выводится с мочой СВЯЗЬ ЦИКЛА МОЧЕВИНООБРАЗОВАНИЯ И ЦИКЛА КРЕБСА (Crebs bicycle) ФУМАРАТ ЦИКЛ МОЧЕВИНООБРАЗОВАНИЯ АТФ, CO2, АСП ЦИКЛ КРЕБСА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ АМИНОКИСЛОТ 1. Синтез белков и пептидов. 2. Синтез нуклеотидов. 3. Синтез гормонов, нейромедиаторов, регуляторов метаболизма. 4. Синтез углеводов, липидов. 5. Синтез гема. 6. Обезвреживание токсинов. 7. Энергетическая функция.
