70
5/28/2018 BCHPROT(1)-slidepdf.com http://slidepdf.com/reader/full/bch-prot1 1/70 METABOLISMUL PROTEIC Proteinele (P) au urmatoarele roluri: - principal - plastic(realizeaza structura de bază a materiei vii) - funcţiona l (principalele molecule active: enzime,hormoni,etc.) - secundar - energetic (~20%) Necesarul de proteine al organismului pe unitatea de timp se determină: cantitativ calitativ . Pe plan cantitativ: Azotul reprezintă 16,5 % din masa P. N se elimină prin urină  (95% ca uree), transpiraţie, fecale. Masurand continutul de azot din alimente se obtine N de aport alimentar, Masurand continutul de azot al produsilor de excretie ( uree şi amoniac din urina şi  transpiratie,  proteine nedigerata din fecale ) se obtine N excretat . Diferenţa dintre N de aport alimentar şi N excretat = BILANŢ AZOTAT Acesta poate avea urmatoarele valori :  0 (zero) - organism sănătos, adult;  + (pozitiv) - creştere, gestaţie,  lactaţie,  convalescenţă;  - (negativ) - boli consumptive, hemoragii, nutriţie dezechilibrată . Pe plan calitativ, necesarul de proteine depinde de tipul aminoacizilor din constitutie. Din cei 21 aminoacizi proteinogen i: 11 sunt biosintetizabili ( pot fi sintetizati de catre organism ); 2 ( Arg, His ) sunt parţial biosintetizabili (aportul exogen este necesar doar in perioada de crestere) 8 ( Val, Leu, Ile, Met, Liz, Phe, Trp, Tre ) sunt nesintetizabili ( esenţiali),  aportul lor exogen fiind obligatoriu .

BCH PROT(1)

Embed Size (px)

DESCRIPTION

kj

Citation preview

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    1/70

    METABOLISMUL PROTEICProteinele (P) au urmatoarele roluri:

    - principal - plastic(realizeaza structura debaza materiei vii)- funcional (principalele molecule active: enzime,hormoni,etc.)

    - secundar - energetic(~20%)Necesarul de proteine al organismului pe unitatea de timpse determin:

    cantitativcalitativ .

    Pe plan cantitativ:Azotul reprezint16,5 % din masa P. Nse eliminprin urin(95% ca uree),transpiraie, fecale. Masurand continutul de azot din alimente se obtine N de aport alimentar,

    Masurand continutul de azot al produsilor de excretie ( uree iamoniac din urina itranspiratie,proteine nedigerata din fecale ) se obtine N excretat.Diferenadintre N de aport alimentar iN excretat = BILANAZOTATAcesta poate avea urmatoarele valori :

    0 (zero) - organism sntos,adult;+ (pozitiv) - cretere,gestaie,lactaie,convalescen;

    - (negativ) - boli consumptive, hemoragii, nutriiedezechilibrat.Pe plan calitativ, necesarul de proteine depinde de tipul aminoacizilor din constitutie.Din cei 21 aminoacizi proteinogen i:

    11sunt biosintetizabili ( pot fi sintetizati de catre organism );2( Arg, His ) sunt parialbiosintetizabili(aportul exogen este necesar doar in perioada de

    crestere)

    8 ( Val, Leu, Ile, Met, Liz, Phe, Trp, Tre ) sunt nesintetizabili (eseniali),aportul lor exogenfiind obligatoriu .

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    2/70

    Valoarea biologic a proteinelor alimentare:-reprezintpractic raportul dintrebilanulazotat iasimilarea de N proteic

    -se msoarprin comparareaproporieide AA esenialidin hrancuproporia

    necesarpentru obunnutriie.

    V.B.= (Nreinut/Ningerat) x 100

    -scara etalon de comparatie atribuie albuuluide ou val.biol. = 100.

    Valoarea biologica principalelor proteine alimentare

    Sursde proteine Valoare biologic

    Ou( albusul de ou ) 100

    Lapte 93

    Pete,carne de vit 75

    Porumb 72

    Gru 44

    -un regim alimentar normal (Pveg. + Panim.) are valoareabiologic= 70,

    ObservatieVal Biol a Panim. > ale ValBiol a Pveg..

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    3/70

    Digestia i absorbia proteinelorDigestia Pare loc n tubul digestiv, catlizata de enzime proteolitice (peptidaze)AA

    absorbiiprin mucoasa intestinal.

    Clasificare enzime:

    endopeptidazescindeazCO-NHin interiorul lantului proteic

    exopeptidazescindeazCO-NH de la capatul:

    N-terminalaminopeptidazeC-terminalcarboxipeptidaze

    Peptidazele se sintetizeaza ca forme inactive catalitic: proenzim sau zimogen.

    Activarea zimogenior: are loc prin nlturare unor secvente polipeptidice =>

    demascarea centrului activ al enzimei proteolitice.Peptidazele se gsescn sucul:

    gastric,

    pancreatic,

    intestinal.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    4/70

    I. Digestia gastricIn stomac:

    -la pH2(HCl), proteinele alimentare se denatureaza

    -proteinele denaturate sunt scindate (10-20%) de endopeptidazele din stomac.-sucul gastric contine:

    pepsina,

    gastricsina i

    chimozina.

    a)Pepsinapepsinogenul pierde44 AA (N terminal) la pH=2 sub actiunea HCl.

    -scindeaza legatura -NH-CO- dacaNHNH2 (Phe sau Tyr).

    -actiuneaza la adult

    b)GastricsinapH=3

    30-50% din activitatea peptidazica la adult~100% din activitatea peptidazica la sugar.

    Chimozina (labfermentul)pH 4-5

    -coaguleaza laptele matern reinndu-l n stomac circa 2 ore.

    - hidrolizeazaparial proteinele din lapte.

    -este specifica la sugar

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    5/70

    II. Digestia proteinelor la nivel intestinalIn intestin:

    -lapHalcalin-polipeptidele sunt scindate la AA,disi tripeptide

    -actioneaza enzime din sucul pancreatic si intestinala)Sucul pancreaticcontine:Tripsinatripsinogen-6AA(N terminal); endopeptidaza

    -scindeaza legatura -NH-CO-daca COCOOH(Lys sau Tyr)-este inhibata de antitripsina (pe traseulpancreasintestin)

    Chimotripsinachimiotripsinogen-4AA(2 dipeptide);endopeptidaza

    -scindeaza legatura -NH-CO- daca COCOOH(Phe,Tyr sauTrp)Elastazaproelastaz(activatde tripsin);endopeptidaza-scindeaza legatura -NH-CO-din elastine si P ce contin AA hidrofobiGli, Ala.

    Carboxipeptidazaprocarboxipeptidaza(activatde tripsin);exopeptidaza-scindeaza legatura -NH-CO- de la capatul C - terminal al peptidelor.

    b)Sucul intestinalcontine:Aminopeptidazele-scindeaza legatura -NH-CO- de la capatul N -terminal al peptidelor.Dipeptidazele- scindeaza legatura -NH-CO- din dipeptide

    Aminoacizii, di- i tripeptidele traverseaza peretele intestinal prin sistemul de transport alAA.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    6/70

    III.Absorbia aminoacizilor la nivel intestinalLoc:intestinul subtire

    Realizata de: 7 sisteme de transport a AA

    Se transporta:doar L-aminoacizii ,

    Transportul poate fi:

    -activ - cu consum de energie (majoritar)

    -pasivfara consum de energie, prin difuziune (minoritar).

    AAvenaportficatcirculaiasistemic; concentraiaAA(singe) 20 - 30 mg%.AA in celule prin transport activ contra gradientului de concentaie, concentraia

    intracelulara AA = 10 X CAAsinge .

    ObservatieLa fetus inou nscut:

    -peptide pot fi absorbite si prin peretele stomacal

    -proteine intacte pot fi absorbite prinpinocitozin intestinul subire.-procesul este important pentru transferul anticorpilor de la mam la ft, pentru

    asigurarea imunitatiipnla posibilitatea sintezei proprii de anticorpi.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    7/70

    Prelucrarea metabolic a aminoacizilor

    Fondul comun al aminoacizil or: rezerva totalde AA liberi n mediul intern i

    intracelular (~ 50 g)

    Un AAindividual trece de 5-6 ori prin fondul comunpncnd este degradat ireversibil.

    Surse de AA:

    aportul alimentar (absorbtie intestinal),

    biosintezendogeni

    catabolismul proteinelor endogene.

    Principaleleutilizriale AA:sinteza proteinelor ipeptidelorproces prioritar imajoritar,

    sinteze de compusi nonproteici importani: hem, baze purinice, pirimidinice, coenzime..

    secundar, ca substrat energetic (capacitate caloric- 5,5 kcal/g).

    Sinteza zilnicde proteine este de 200-400 g (iaceeaicantitate este degradat),n timp ce

    aportul alimentar necesar este < 100 g.Hormonii de stress(cortizolul, adrenalina) sau citokinele, stimuleazcatabolismul proteic n

    dauna sintezei.

    AA sunt catabolizain principal prin:

    dezaminare isecundar prin

    decarboxilare .

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    8/70

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    9/70

    Regenerarea proteinelorRegenerare continu a structurilor celulare, implica apoptoza celulara si valorificarea

    componentelor celulare prin metabolizare inclusiv proteinele .

    Moleculele proteice se rennoiesc continuu, n aa numita stare dinamic a

    proteinelorstabilitcu ajutorul izotopului15

    N(N15

    turnover).Timpul de rennoire este diferit:

    4 zilefibrinogenul,

    10 zileproteinele din ficat, intestin, pancreas,plasm,

    100 zileproteinele musculare, Hb, citocromii,

    300 zilecolagenulRegenerarea proteinelor se bazeaz pe resinteza !!! Resinteza se face pe seama AA-

    cizilor proveniti din catabolismul proteic, proces ce are labazun mecanism ATP-dependent

    n care este implicatoproteinglobularnumitubiquitin(Ubq).

    Rolul Ubqeste de a marca proteinele ce urmeaza fi catabolizate.

    Ubqse leaga covalent, prin glicinade la captulC-terminal, de gruprile-aminoale

    resturilor de lizin din proteina ce urmeaz a fi catabolizata, proces ce decurge cu consum

    energetic, furnizat de ATP.

    Ataarea ubiquitinei de proteina int presupune intervenia a trei enzime numite E1

    (enzima activatoare a ubiquitinei), E2 (enzima de conjugare a ubiquitinei), E3 (ubiquitin-

    protein ligaza)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    10/70

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    11/70

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    12/70

    Degradarea propriu-zis a proteinelor marcate de ubiquitin este realizat de un complex

    proteazic numit proteozomsau proteozom 26S, alctuit din doua componente:

    o componenta cu activitate catalitic cu masa 20S i

    o componenta cu aciune reglatoare cu masa 19S.Componenta 20S

    are o greutate de 700 kd

    este formatdin 28 subunitiomologe,

    este dispusa n 4 inele, fiecare a cte 7 subuniti,formand o structurcu aspect de

    butoia.

    cele doua inele dispuse la capete sunt numite subuniti

    cele doua inele centrale se numesc subuniti.

    Componenta 19S

    are rolul de a controla accesul n interiorul structuriiare o greutate de 700 kd ieste formatdin 20 subuniti

    se gasetedispusla ambele capete ale componentei 20S

    are proprietatea de a se ataade lanuriledepoliubiquitin.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    13/70

    Timpul de via (t1/2) al proteinelor citosolice este puternic influenat de tipul AA de la

    captul N-terminal (regula N-terminal). Exemplu: o protein ce conine la captul N-

    terminal metioninare un timp de injumtirede peste 20 ore, n timp ce o proteincu

    argininan aceastpoziieare un timp de injumtirede aproximativ 2 minute.

    Timpul de via (t1/2

    ) al proteinelor n funcie de AA de la capatul N-terminal

    Aminoacid N-terminal( t 1/2)

    protein

    Metionina, glicina, serina, valina, alanina,treonina

    >20 ore

    Izoleucina, glutamina 30 minute

    Tirozina, acid glutamic 10 minute

    Prolina 7 minuteLeucina, fenilalanina, asparagina, lizina 3 minute

    Arginina 2 minute

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    14/70

    AA-zii de la capatul N terminal pot fi clasificati in:

    aminoacizidestabilizatori, cum ar fi Arg,Liscare favorizeazo ubiquitinilare

    rapid.

    aminoacizistabilizatori (Met,Promrescdurata de viaa proteinei

    Alte tipuri de semnale sunt:casete de distrucie (secvena N-terminalde tipul Arg-Thr-Ala-Leu-Gly-Asp-

    Ile-Gly-Asn) din structura ciclinelor mitotice,

    coninutulcrescut de Pro,Glu Ser,Tre

    Cai generale de utilizare a aminoacizilor in organismAminoacizii pot avea urmatoarele utilizari:

    -Sinteza peptidelor iproteinelor

    -Substrat energetic - 5,5 kcal/g, asigurnd aproximativ 20% din energia

    organismului;

    -Sinteze de compusi neproteici (hem,baze purinice si pirimidinice,coenzime,amine biogene, etc)

    Aminoacizii sunt catabolizain special prin decarboxilare idezaminare.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    15/70

    CR

    H

    COOH

    NH2

    CO2

    R-CH2

    NH2

    H2O O2

    NH3 H2O2

    CRO

    H

    H2O

    H2

    AA

    decarboxilazaCR

    OH

    O

    MAO

    H2O O2 NH3 H2O2

    NH2-CH2-R-CH2-NH2(DAO)

    H2N-CH2-R-CH2-CO

    H

    Decarboxilarea aminoacizilor1)Decarboxilarea enzimatica a AAR-NH2

    2) Este decarboxilat doar COOH legat de C.

    3)Enzimaaminoacid

    decarboxilaza piridoxal-fosfat dependent

    (exceptie metionindecarboxilaza )

    4) Aminele biogene sunt degradate rapid de monoaminoxidaze(diaminoxidaze)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    16/70

    Aminoacidul Derivatul aminat Rol biologic

    Tyr Tiramin Hormon tisular

    prin modificrisuplimentare mai

    rezult

    Dopamin Catecolamin

    Noradrenalin Catecolamina

    Adrenalin Catecolamin

    Trp Triptamin Hormon tisular

    prin modificrisuplimentaremai rezult

    Serotonin Neurotransmitator

    Melatonin Hormon tisular

    His Histamin Hormon tisular

    Cis CisteaminTaurina Constituent al CoA-SHAcizi biliari conjugati

    Asp Beta-alanin acidul pantotenic

    GluAcid gamaamino-

    butiricNeurotransmitor

    Ser Etanolamin Constituent fosfatide

    Lys Cadaverin Produi de degradareBacterian

    ornitin Putrescein (A)

    Propandiamin

    (B)

    A i B au rol n bio-sinteza poliaminelorspermidina (A-B) ispermina (B-A-B)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    17/70

    *Dezaminarea aminoacizilor in tesuturi (cu exceptia tesutului

    muscular)1) Dezaminarea AA poate fi realizata prin:

    A)dezaminare oxidativacetoacid + amoniac

    B)transaminarecetoacid+AA

    2)Dezaminarile oxidative sunt realizate de

    a)D-Aminoacid oxidaze flavinice (FAD)

    -doar in rinichi

    -specifice D-AA, => glicocoluluiAA+ Flavoprotein+ H2O -cetoacid+ NH3 + FlavoproteinH2

    FlavoproteinH2 + X (O2) Flavoprotein+ XH2 (H2O2)

    b)L-Aminoacid oxidaza flavinica(FMN)

    -in ficat, rinichi (slab activa)

    -nu acioneazGli,Glu,Gln,Asp,Asn,Lis,Ornc)L-Aminoacid oxidaze NAD+ dependente

    -toate celulele (NUin celula musculara); foarte active,

    -Glutamat dehidrogenaza NAD+ dependent.Enzima alosterica regalata de :

    ATP, GTP, NADH - factori inhibitori

    ADP factor stimulator

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    18/70

    COOH

    CH2

    CH2

    C

    COOH

    NH2H

    COOH

    CH2

    CH2

    C

    COOH

    NAD+ NADH + H+

    Glu iminoacid instabil(alf a-iminoglutarat)

    COOH

    CH2

    CH2

    C

    COOH

    O

    acid alf a-acetoglutaric

    H2O NH3

    NH

    NADPH + H+NADP+

    3) Trasaminazele (cofactor piridoxal fosfatul)catalizeaz transferul gruprii amino

    NH2 intre unaminoacidsi un -cetoacid(mecanism ping-pong).

    R1 C COOH

    O

    R2 C COOH

    O

    R1 CH COOH

    NH2

    R2 CH COOH

    NH2

    ++

    Transaminazele se gsescn toate celulele, cele mai rspnditefiind :- alanin transaminaza, care catalizeazreacia:

    Ala+ cetoacidPiruvat+ AA

    - glutamat transaminaz, catalizeazreacia:

    Glu+ cetoacizicetoglutarat + AA

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    19/70

    *Glutamat transaminaza.Localizare. Actiune.Rol biochimic

    Localizare:in toate tesuturile

    Specificitatea: - mare pentru: - alanin + piruvat

    - acid glutamic + -cetoglutarat- relativ pentru AA.

    Afinitatea glutamat transaminazei in raport cu a 14 AA scade in ordinea:

    Asp,(GOT) Ala (GPT), Val, Leu, Ile, Tir, Phe, Met, Trp, Arg, Cis,Gli, His, Ser

    Afinitate f.mica: Thr, Pro, Ho-Pro, Lis.

    Glieste dezaminat cu eliberarea direct a NH4+.

    Deoarece glutamat transaminaza are cea mai mare rspndire i vitezele cele mai mari de

    reacie, dezaminarea majoritii aminoacizilor se realizeaz n cadrul procesului cuplat.

    cetoacid

    AA

    Ala(AA)

    piruvat(cetoacid)

    cetoglutarat

    glutamat

    NAD+

    NADH,H+

    Glutamattransaminaza

    glutamatdehidrogenaza

    NH3

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    20/70

    *Dezaminarea aminoacizilor in tesutul muscularn celula muscular, NU e prezenta glutamat dehidrogenaza !!!.

    Dezaminarea se realizeaz prin ciclul purin nucleotidelor

    Glu care a colectat gruparile NH2 de la AA, transamineaza cu oxalacetatul

    aspartatciclul purin nucleotidelor.Reacia global:

    Asp + 2H2O + NAD+ Oxaloacetat + NH3 + NADH,H

    +

    C

    H2

    HOOC CH

    NH2

    COOH

    Asp

    GTP GDP + Pi

    IMP Adenilo-succinatadenilosuccinatsintetaz

    AMP

    IMP

    adenozindezaminaza

    H2O

    NH4+

    transaminazOxaloacetat

    Fumarat

    Malat

    H2O

    Citrat

    malatdehidrogenaz

    NAD+ NADH,H+

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    21/70

    *Semnificaia medical a transaminazelor

    Clinic:GOT (glutamat-oxalacetat transaminaza) sau ASAT (aspartat aminotr ansferaza)

    GPT (glutamat-piruvat transaminaza) ALAT (alanin aminotransferaza)Deoarece Cenzima(celula) = 10

    4Cenzima(ser)=> concentraiemare n ser indic:

    liza celulara naturinflamatorie

    necroz( naturischemic)

    Localizarea esutuluilezat - GOTpreferenialcelula muscularmiocardic- GPTpreferenialcelula hepatic

    V.N. GOT: 2-20 UI/L ;

    GPT:2-16 UI/L

    *P ibiliti de catabolizare a scheletului hidrocarbonat

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    22/70

    *Posibiliti de catabolizare a scheletului hidrocarbonatRezultatul dezaminarii: compusi ternari(C,H,O) ce pot fi:

    a) intermediari n catabolismul Glc, sau ai gluconeogenezei: AA

    glucoplastici puri

    b) acetil-CoA, acetoacetatil (interm. in met.lip): AA cetoplastici puric) unele poriunidin scheletul hidrocarbonat al AA sunt intermediari

    atit ai glicolizei

    cat iai metabolismului lipidic: AA micti(atit gluco cat si cetoplastici)

    Utilizari- elibereazunitimonocarbon:

    - N5N10-metilen-Fol H4 Ser- N10-formilFol H4 His

    - N5-formiminoFol H4 His

    - N5-metilFol H4 Met

    folosite in: sinteza bazelor purinice

    pirimidinice,

    reconstituirea Met,

    metilri(colamina, noradrenalina).

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    23/70

    *Clasificarea AA-cizilor din punct de vedere al catabolismului inorganism

    AA glucoplasticipuri: Gli, Ala,Val,

    Cis, Met,Ser, Tre,

    Asp, Asn, Glu, Gln,

    His, Arg, Pro.

    AAcetoplasticipuri: Leu, Lis.

    AAmicti(gluco- icetoplastici): Ile, Trp, Phe, Tyr.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    24/70

    *Legatura metabolismului proteic cu cel glucidic si lipidic

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    25/70

    Metabolismul amoniacului

    Amoniacul este o substantoxic(neurotoxic). El este transformat intr-o forma netoxicaUREE- care este vehiculata sanguin si eliminata renal.

    Sursele de amoniac ale organismului.

    ToiAAdezamineaza prin sistemul -cetoglutaratglutamat, cu excepiaGli.

    Gli (glicinoxidaza-FolH4)NH3Surse principalede amoniac: dezaminarea AA(transaminazeia GluDH)

    catabolismul nucleotidelor pirimidinice ipurinice,

    oxidarea aminelor (MAO, DAO)

    Surse secundare de amoniac:-descompunerea ureei n lumenul intestinal (sub aciuneaureazei bacteriene)

    -din Gln respectiv Asn prin hidroliza enzimatica (glutaminaza, asparaginaza)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    26/70

    *Ureogeneza - ciclu KREBS-HENSELEIT (1932)Ureea (solubila,netoxica) se eliminprin urin,sudoare, sucuri digestive (0.3-0.6mol)

    Localizare:in ficat

    Loc celulara: 2 etape in mitocondrie3 etape in citoplasma

    Proces:energofag, consuma 4 ATP(3 vizibile)

    Sursa de amoniac:glutamin - elibereaza enzimatic 2 molecule de NH3,

    enzime: glutaminaza i glutamat dehidrogenaza.

    Gln glutaminaza NH4+ + Glu

    glutamatdehidrogenazaGlu + NAD+ + H2O NH4+ + NADH + KG

    Semnificatie:- asigura transformarea NH3 (toxic)uree(netoxica), pe seama a 2N din Gln

    - se obtine Arg (prin etapele 2,3,4)AA relativ esential

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    27/70

    Ureogeneza Semnificaia medical Patologie

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    28/70

    Ureogeneza.Semnificaia medical. Patologie

    Concentratiaureei n snge depinde de:produciahepaticeliminarea renal(V.N.= 20-40 mg%, >50 mg% => patologic)

    CretereaconcentraieiUcauze:Intensificarea catabolismului proteic:exces proteic alimentarnfometareproteolizmuscularaccentuat.Hemoragii digestive: absorbieintensde AA => ureogenezintensificat.Insuficienarenal: numai daca conc.creatinina.

    Patologiea)Cauze genetice:exprimarea defectuoasa a enzimelor din ciclub) Alterarea generala funcieihepatice:ciroz.

    Consecinte:hiperamonemie sever=> encefalopatie.

    Defectele enzimatice de cauzgeneticDefectele enzimaticehiperamonemie iconc. precursorului enzimei defecte.- defectul ornitin-carbamoil-P-transferazeihiperamonemie- defectul carbamoil- fosfatsintetazei hiperamonemie- defectul arginino-succinatsintetazei hiperamonemie + citrulinemie- defectul argininosuccinazei hiperamonemie + argininosuccinat

    - defectul arginazei hiperamonemie + hiperargininemie

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    29/70

    *Transportul NH3n organism

    Catabolismul AAare loc n toate esuturile,

    NH3

    uree(in ficat) sau

    eliminat ca NH4+in rinichi.

    Transportul NH3din esuturi ficat i rinichi se face prin intermediul Gln.

    Glu + NH3

    Glutaminsintetaza

    Gln

    ATP ADP + Pa

    Prin aceasta reacie se:

    colecteaza si fixeaza NH3din celule,

    se realizeaza forma de transport: Gln

    => Conc. sanguina aGln este cea mai mare dintre toti AA(8 mg%) !!!!!

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    30/70

    *Rolul ficatului in metabolismul NH3Glncare este naveta amoniacului este captat de ficat.Sub actiunea glutaminazeiNH3Sub actiunea glutamatdehidrogenazeiNH3

    Gln + H2O Glu + NH3Glutaminaza

    Glu

    Glutamatdehidrogenaza

    KG + NH3

    NH3 H2NCONH2(ureogeneza) functie de echilibrul acido-bazic al organismului.

    n acidoz: NH3 din ficat este fixat din nou ca Glnsangerinichi.n rinichi: Gln (glutaminaza renala) NH3 (+Glu)NH4+, eliminat urinar sub forma de

    saruri.

    Gln Glu KG GlcGlutaminaza

    NH3 NH4+

    In acidoza: >50%NH3(total) rinichi.=>ureogeneza,consumul de HCO3=>se reduce acidoza.Concluzie: utilizarea NH3depinde n primul rnd de echilibrul acido-bazic.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    31/70

    Relaii tisulare n metabolizarea aminoacizilorConc.AAn snge este meninutala valori relativ constante.

    Rol principal:esutulhepatic, tesutul muscular

    Ficatul toate operaiunile de prelucrare a AA (ureogeneza igluconeogeneza

    exclusiv)

    Muchiidepozitulde AA sub forma proteinelor musculare.

    Alte esuturi: esutulrenal ( amoniogenez,metabolismul Gln) i

    esutulintestinal, intrarea a AA din hrana.

    *Relatii tisulare in metabolizarea AA;Postprandial precoce

    Dupa prinzconc. AA din singe (20% ramificati)

    Ficatulretine o parte din AA => 60% din AA circulanti sunt ramificati.

    AA circulanti sunt captaide esuturi(esutulmuscular cel mai activ)Dupa 1-3 ore, esutulmuscular extrage excesul de AA-cizi circulanti.

    AA retinuti sunt:

    catabolizati

    fie folositi pt. sinteza proteinelor musculare (forma de depozit)

    AA ramificati NUsunt retinuti, ei find pastrati ca sursa energetica pt. tesutul nervos

    *Relatii tisulare in metabolizarea AA;Postprandial tardiv

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    32/70

    Relatii tisulare in metabolizarea AA;Postprandial tardiv

    n nfometare: se mobilizeaza rezervele.n muchi:proteolizintensAAeliberain circulaie. (> 50%Gln iAla).

    Alaeste captatpreponderent de ficat. Ala precursor in gluconeogeneza

    Glntransportor al NH3 catabolismul muscular al AA.Gln este captatde intestin irinichi; dupdezaminare AlaiSercirculatie.captaide ficat iutilizain gluconeogenezsau n ureogenez

    Creier

    Val

    Gln

    Rinichi

    Intestin

    Ala +Ser

    20% AA ramificati

    Ala

    60% AA ramificati

    Muschi FicatUreeGlucoza

    Gln

    Ala

    Ala

    Piruvattransaminare

    Biosinteza aminoacizilor

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    33/70

    NADH,H+ NAD+

    Biosinteza aminoacizilor

    8 AA-eseniali - Met, Tre, Phe, Liz, Trp, Val, Ileu, Leu.

    2 AA parial sintetizabili- ARG, HIS

    11AA sintetizabili- Tyr, Gli, Ser, Cis, Asp, Asn, Glu, Gln, Pro, Se-Cis,Ala

    Biosinteza aminoacizilor sintetizabili depinde de existena Glu.

    *Aminoacizi sintetizati prin transaminare5 AAse obtin direct prin transaminarea-cetoacidului corespunztor

    GLU KG

    ALA Piruvat

    ASP OXALOACETAT

    GLI GLIOXILAT

    SER HIDROXIPIRUVAT 3P-Gliceric

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    34/70

    *Aminoacizi obtinuti prin reactii de amidificare

    Gln Glu

    Glu + NH3

    glutaminsintetaza

    Gln

    ATP ADP

    ATP AMP + PPa

    Asp Asn

    asparaginsintetaza

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    35/70

    *Glicina. Sinteza si catabolism

    Glicocolul (glicina)- AA neesential, glucoplasticAnabolism:sinteza in 3 variante:

    CHO

    COO

    Glioxilat

    Transaminaza

    H2O2

    NH3

    O2

    Glicin oxidaza

    Gli1.

    -

    H2N CH

    CH2

    COOH

    OH

    2.

    Ser

    Fol H4 Metilen FolH4

    Serin hidroximetiltransferaza

    Gli

    3. CO2 + NH4+ +NADH,H+

    Glicinsintetaza

    enzima de clivare

    Gli + NAD+

    FolH4N5,N10-CH2 -FolH4

    C t b li

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    36/70

    Catabolism

    Reaciile1 i3 functioneaza in sens invers in catabolsim

    Principala cale cataboliceste dezaminarea Gliglioxilat. Acesta, n continuare se

    transformpe mai multe ci:

    COOH

    COOH

    CH2OH

    COOH

    Glioxilatul

    oxidare

    -CO2

    reducerecondensare

    cu KG

    N10-Formil-FolH4

    acid glicolic

    acid

    acid oxalic

    -hidroxi-3-cetoadipic

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    37/70

    *Glicina. Rol fiziologic. Patologie

    Rol fiziologic

    biosinteze de porfirine, baze purinice, creatin,glutationconjugare cu acid colic acizi biliari conjugai

    conjugare cu acid benzoic acid hiupuric

    Procesele de conjugare fac parte din mecanismul de detoxifiere i eliminare a

    xenobioticelor !

    Patologie

    1. Hiperglicinemia noncetonic,congenitaldeficitul enzimei de clivare

    2.Oxaloza metabolicblocreacailor ce metabolizeazglioxilatul

    oxaloza I - defectul enzimei ce reduce glioxilatul la acid glicolic

    oxaloza II - defectul enzimei ce condenseaza glioxilatull cu -KG

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    38/70

    AlaninaAA neesential glucoplastic- se obtine prin transaminarea acidului piruvic.

    *Metabolismul serineiSerinaAA neesential, glucoplastic.Anabolism:porneste de la 3-fosfoglicerat:

    CH2

    O

    CH

    COO

    P

    OH

    COOH

    C

    CH2

    O

    O P

    COOH

    CH

    CH2

    NH2

    O PO3H

    2

    3 - P- glicerat

    NAD+ NADH,H+

    dehidrogenaz

    P - Hidroxipiruvat

    AA -KA

    transaminaz

    P-serin

    Pi

    Serin

    -

    Catabolism: calea principala

    FolH4

    metilen

    FolH4

    Hidroximetiltransferaz

    Ser Glicin

    isecundar prin transformare n acid piruvic

    Ca si constituient al proteinelor asigura legarea acestora (prin CH2OH) de:-glucide,-lipide,

    Molecula precursor in sinteza:-glicinsi cistein-aminoalcooli (colamin,colin,sfingozin)

    -lipide (fosfatidilserine).

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    39/70

    *Metabolismul acidului aspartic;asparagina

    Acidul aspartic AA neesenial, glucoplastic.

    Transamineaza cu Glu acidul oxalaceticRol n: ureogenez, ciclul purinnucleotidelor, sinteza purinelor i pirimidinelor.

    AsparaginaAA neesenial, glucoplastic Gruparea amidic se formeaz pe baza azotului

    din Gln.

    Asparaginsintetaz

    Asp + Gln Asn + Glu

    Mg - ATP MgAMP+PP

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    40/70

    *Metabolismul acidului glutamic

    Acidul glutamic:AA neesenial, glucoplastic.

    Metabolismul acidului glutamic este legat de cel al -KG.

    Anabolism:

    Gluare rol esential: sistemul Glu--KG este implicat n dezaminarea tuturor AA.!!!

    Gluprecursor: sinteza Pro, Orn, Arg, Gln, His

    Gluprecursor: -aminobutiric(GABA) sau glutation.

    Gluimplicat in coagularea sngelui: -carboxilarea a 10 resturi de Glu din

    prototrombinaactivarea trombinei iiniiereacoagularii.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    41/70

    *Metabolismul glutaminei. Rol fiziologic

    GlutaminaAA neesenial, glucoplastic

    Rol: Glnreprezinta forma sub care se vehiculeaza NH3intre tesuturiGlnimplicata in

    amoniogenez,ureogenez,transfer de grupare amino,sinteza de baze azotate.

    Metionina i cisteina

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    42/70

    MetAA esential,glucoplastic

    CisAA neesential glucoplastic.

    CisMetprin transferul SpeSer

    Necesar urgent de energie:homocisteina ketobutirat.

    h-Cisteinadesulfhidraz

    Ketobutirat

    H2S NH3

    -

    Necesar de Met homocistein

    h - Cis

    N5- metil FolH4

    FolH4

    Met

    Aceastreaciereprezintsingurulcaz ncare FolH4transfero grupare metil.S-adenozilmetionina (SAdzMet) esteprincipalul donator de grupe metil !!!!!!

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    43/70

    *Cisteina.Catabolism

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    44/70

    C s e .C bo sCiseste catabolizata in principal astfel:

    PAPS:principalul agent de sulfatare din organism. PAPS implicat in sinteza:sulfatidelor,gangliozidelor,

    heparinei etc.Calea secundarde catabolizare a Cispiruvat iS2O32-(intoxicare cu CN-).

    *Cisteina Rol biochimic

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    45/70

    Cisteina.Rol biochimicCis(in principal) un rol reductor(CH2-SH).

    Cuplul Cistina = cisteina constitue un sistem oxidoreductor:

    2 Cistein SH CisSSCis + 2 H

    Cistina

    Cisreprezinta situsul reducator din glutation.

    Cisdecarboxileaza cisteamina, precursor pentru Coenzima Asi taurina.

    CH2

    CH2

    SO3H

    NH2CO2

    Cis Cisteamin

    CoA

    Taurin

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    46/70

    *Patologia metabolismului metioninei i cisteinei

    1.Hipermetioninemia(congenitala)se manifestprin retardare mintal.Defect enzimatic al metioniladenozil transferazei.

    2.Cistinuria congenital.eliminare masiva de AA; calculi renali

    Defect de reabsorbierenala Cissi AA bazici

    3.Cistinoza. acumulare de cistinn lizozomi insuficienrenal

    Defect de transport al Cis prin membranele lizozomale.

    4.Hiperhomocisteinemia.acumulare (singe)de h-Cis iMet retardare mintal

    Defect enzimatic al cistationinsintetazei,.

    * i i i

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    47/70

    *Metabolismul prolinei

    Prolina AA neesenial, glucoplastic.Anabolism:

    C

    O

    HCH

    2 CH

    2 CH

    NH2

    COOH

    CH2

    CH

    NCH COOH

    CH

    NH

    COOH

    Glu

    NADH, H+ ATP NAD+ ADP + Pi

    Glutamat semialdehid

    spontan

    H2O

    -pirolidin-5-carboxilat1

    reductaz

    NADH,H+ NAD+

    Prolin

    H2 CCH2

    CH2

    H2C

    Pro poate fi hidroxilat, obinndu-se 3 respectiv 4hidroxiprolina.Catabolism:Pro utilizeaz aceleai reacii din procesul de sintez, dar n sens invers(enzime diferite). Produsul final al catabolizrii este Glu.Pro i derivaii hidroxilai constituie principalii componeni ai proteinelor colagenice.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    48/70

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    49/70

    Arg Orn Alfa - cetoglutarat

    Gamasemialdehida

    acidului glutamicAcid glutamic

    Prolina

    NO-sintetataz

    *Metabolismul arginineiArgininaAA semiesential, glucoplastic.

    Sinteza: rinichicitrulinasintetizata in intestin

    Catabolism:are loc prin intermediul ornitinei.

    Rol: intermediar in ciclul UprecursorPro,Orn,Gluprecursorcreatina, creatininaprecursor NO (oxid de azot)

    Larginin+NADPH,H+ Lcitrulin + NO + NADP+

    *Creatina *Creatinina

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    50/70

    Creatina. CreatininaSinteza:rinichi(reactia1)ficat(reactia2)

    Transport:sanguinmuschi, creier.

    In muschi:Creatinacreatin fosfat (compus macroergic) rezerva energetic a muchiului.Creatin fosfatcreatinina(muschirinichi) form de eliminare a N

    Creatina = f(masa muscular) =>Conc. creatininei =f(masa muscular). VN=0,71,4 mg%

    *Metabolismul histidinei

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    51/70

    Metabolismul histidineiHistidina AApartial esenial,glucoplastic.Catabolism:

    Anabolism: necesit 5-fosforibozil-1-pirofosfat (PRPP) i ATPRol:

    Principalul ligand ntre proteine i metale Ex: hemFe2+.Furnizor de grupri monocarbonSinteza de carnozin i anserin(dipeptide ce activeaza miozin ATP-aza)Sinteza de histaminCarena FolH4 ncrcarea cu His; in urina este prezent acid N-formiminoglutamic.

    Patologie

    Histidinemiahistidaza defecta. NU se produce UROCANAT.His A. Imidazolpiruvic => acumulare de His(snge,urin)=> retardare mintal.

    *M t b li l t i t f l i C t b li

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    52/70

    *Metabolismul triptofanului.CatabolismTriptofanul. AA esenial,mixt.

    Catabolism:are mai multe cai !!!!

    Inprincipalalanin(glucoplastic) i acetoacetat (cetoplastic)

    Secundar:

    Trp

    CO2

    Intestindecarboxilare

    bacterian Triptamin

    Scatolul i indolul daumirosul specific al fecalelor

    oxidare

    INDOXIL

    reabsorbtieintestinal

    - in ficat esterificare

    sulfatare

    Indoxil- sulfat(INDICAN)

    Eliminare urinar, indicatoral putrefactiei intestinale

    NHINDOL

    SCATOL

    NH

    CH3

    N

    OH

    -

    NH

    O SO3-

    *M t b li l t i t f l i R l bi hi i P t l i

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    53/70

    *Metabolismul triptofanului.Rol biochimic.Patologie

    Rol:

    -precursor Ala,serotonin,triptamin,melatonin.-precursor NAD+,=>provitaminPP(la adult asigura tot B6)

    Patologie:

    1) Deficitul de vitamin B6 afecteaz activitatea enzimei kinurenidaz =>

    kinurein i acid xantureicurina (coloraiegalben-verzuie caracteristic).Simptom n diagnosticul careneide vitamina B6.

    2) Boala HARTNUPdeficit de:

    absorbiaintestinali

    reabsoriarenala Trp.

    conc. indicanului urinar.

    produciade NAD+, =>o simptomatologie de tippelagr.

    N - Formil KinureninTrp

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    54/70

    NH

    CH2 COOHCH

    NH2

    C

    O

    NH

    CH

    O

    CH

    2

    CH

    NH2

    COOH C

    O

    NH2

    CH

    2

    CH

    NH2

    COOH

    CH3

    OH

    CH2

    CH

    NH2N

    COOH

    OH

    CH2

    CH2

    N

    NH2

    CH2

    CH2

    OCH3

    N

    NH C

    O

    CH3

    Formamidaz

    H2OKINURENINA

    FORMIAT

    HCOOH

    oxigenaz

    O2+

    O2

    H2OHidroxilaz

    estrogenifemeile maipredispuse lapelagr

    3 - HO - KINURENINA

    Kinureninaz (B6)

    Ac. 3 - HO antranilic

    O2Oxidaz

    Ac. 2 - amino - 3-carboximuconic semialdehida

    Acetoacetil - CoA Acid picolinic

    Urin

    Acidchinolinicfosforibozil

    transferaz

    Acid kinurenic(Neurotransmittor)

    Ala

    Glu KG

    ciclizare

    KG

    Glu

    ciclizare

    Acid xanturenic

    NAD+

    50%

    din necesar

    PPi PRPP

    CO2

    Trp-5monooxigenaz

    TB4

    TB2

    5 -HO- Trp

    CO2

    decarboxilaz

    5-HO-Triptamina(SEROTONINA)

    acetil-CoA

    N-acetil-5-metoxitriptamin(MELATONINA)

    CoA

    CO2

    *Catabolismul fenilalaninei. *Tirozina.Sinteza si metabolism

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    55/70

    FenilalaninaAA esenial,mixt.

    TirozinaAA neesenial,mixt Phe(in ficat)

    n lipsa Phe, Tyr devine AAesenial.

    *Patologia metabolismului fenilalaninei (1,2,3)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    56/70

    Patologia metabolismului fenilalaninei (1,2,3)1)Fenilcetonuria(a)deficit al enzimei fenilalaninhidroxilaz.( nou nascuti)=>

    Acumularea de Phe (50-100 mg %).

    Pheacid fenil-piruvic (cetoacid).

    Conc. Phe si A.fenil-piruvic din snge lezeaz grav SNC.=>retardare mental:idioiafenil -piruvic.Deficitul de Tir => depigmentare la nivelul ochilor ipielii. Prezenain

    urina: A. fenil-piruvic + FeCl3=> coloraieverzuie

    Tratament: dieta saraca in Phe timp de 6 ani.

    (b) defectului de biopterin. Tulburare mai grav!! (catecolamine i serotonina).

    Tratament: alimente bogate inbiopterin.

    2)Alcaptonuriadeficitul: homogentizat oxigenaz.

    concA. Homogentizic n snge => urin.

    A. homogentizic + aer chinon(polimerizeaz)pigment negru.

    Diagnostic: urina se inegrestein contact cu aerul

    Pigmentul se depune la nivelul oaselor i articulaiilor ocronoz (nnegrirea i

    necroza esuturilor)=> artrit.

    3)Albinismulabsenaenzimei tirozinaza. (DOPA-DOPA-chinone)

    Lipsa melaninelor incidenacancerului de piele; la ochi fotofobia.

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    57/70

    *Patologia metabolismului tirozinei (2,3,4)

    4)Tirozinemiidefecte genetice al enzimelor catabolismultirozinei.

    Efect: conc.Tirn snge => afectat SNC .

    TipI deficitulfumaril-acetoacetat hidrolazei.

    cocnc. fumaril-acetoacetatului imaleil-acetoacetatului (alchileazADN) =>

    incidentacancerului.

    Tulburrirenale, blocaj hepatic ipolineuropatii.

    Tip IIdeficitul transaminazeitirozineiconc.Tir n snge => retardare mentali

    leziuni oculare.

    Tip IIIdefect al: oxigenazeiacidului homogentizic=>tirozinemia nou-nscutului

    *Metabolismul lizinei

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    58/70

    *Metabolismul lizineiLizina AA esenial,cetoplastic. Rol:sintezacarnitineiDe regula: Lis nu transamineaza !!!Catabolism: prin transaminare la gruparea -NH2.

    Patologie: 2 tulburrimetabolicelizina:1)Hiperlizinemiadeficit desaccaropin dehidrogenaz=>conc. Lis si saccaropin

    n snge (afeciunebenign).2)Lizinuriadeficienade transport a Lis (in intestin irinichi) conc. Lis,Arg,Orn

    in singe => hiperamonemie (se administreaza citrulina),reducerea esutuluimuscular,

    osteoporoz.

    *M t b li l i il ifi ti

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    59/70

    *Metabolismul acizilor ramificatiValina, leucina iizoleucina: AA esentiali(Val-gluco, Leu-ceto, Ile-mixt)

    Patologie

    Defect genetic al dehidrogenazelorcetoacizilorVal,Leu,Ile =>

    boalaur inei cu miros de sirop de arar

    conc. cetoacizilor ia aminoacizilor n snge

    eliminarea urinara masiva cetoacizilorcetonurie

    Urina are un miros specific de: mal( RO ) isirop de arar( USA ) =>

    retardare mental,tulburrineurologice, deces la nou nascut

    Val Leu Ile

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    60/70

    - KG

    transaminaz

    Glu

    - cetoacizi- cetoizovalerianic

    decarboxilare oxidativ (dehidrogenaz)

    izobutiril Co -A

    propionil - CoA

    succinil - CoA

    acil - CoA

    izovaleril CoA

    hidroxi metilglutaril - CoA

    liaz

    Acetil -CoA

    Acetoacetat

    metil - butiril - CoA

    metilacetoacetil - CoA

    Acetil -CoA

    - ceto - metil - valerianic

    - cetoizocapronic

    Propionil - CoA

    - -

    Metabolismul hemoglobineil bi ( ) h i l bi h ( )

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    61/70

    Hemoglobina (900g): heteroprotein= globine + hem (35g).

    Metabolismul globineimet.proteinelor.

    Metabolismul hemului: particular.

    *Sinteza hemuluiLoc:teoretic n toate celulele. Majoritar:mduvaosoasa (70%) + ficat (15 %)

    Celular:mitocondrie (prima iultimele 2 reacii)in citoplasm.

    Precursori:succinil-CoAiglicina.

    Enzima:-aminolevulinat sintetaza piridoxalfosfat (PALPO) dependenta

    COOH

    CH2

    CH2

    CO S CoA

    -ALA-sintetaza

    (PALPO)

    Glicocol CoA-SH

    COOH

    (CH2)2

    C

    HC NH2

    O

    COOH

    -amino-cetoadipic

    CO2

    COOH

    (CH2)2

    C

    CH2NH2

    O

    acid -aminolevulinic

    Sinteza porfobilinogenului

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    62/70

    p gSinteza acidul -aminolevulinic: mitocondrie

    Sinteza porfobilinogen : citosol

    Sistemul enzimatic: -aminolevulinatdehidraza

    COOH

    CH2

    CH2

    C

    CH2

    H2

    O

    COOH

    CH2

    CH2C

    CH2H2N

    O+ ALA-dehidraza

    COOH

    CH2

    C

    C

    CH2H2N

    COOH

    CH2CH2

    C

    CH2N

    porfobilinogen (PBG)

    2 H2O

    COOH

    CH2

    C

    C

    CH2H2N

    COOH

    CH2CH2

    C

    CH

    NH

    Sinteza uroporfirinogenului I i III.

    a. Formarea unui compus tetrapirolic aciclic.

    NH

    NH

    NH

    NH

    NHCH2H2N

    A P A P A P A P

    CH2H2N

    A P

    4dezaminare

    compus tetrapirolic liniar

    3 NH3

    b Formarea uroporfirinogenului I i III

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    63/70

    b. Formarea uroporfirinogenului I i III

    NH

    NH

    NH

    NHCH2H2N

    A P A P A P A P porfobilinogen-dezaminaza

    NH3

    uroporfirinogen I uroporfirinogen III

    A=AcetilP=Propionil

    HN

    NH HN

    NH

    I

    II

    III

    IV

    A P

    A

    P

    AP

    P

    A HN

    NH HN

    NH

    I

    II

    III

    IV

    A P

    A

    P

    AP

    A

    P

    Prin ciclizarea compusului heterociclic liniar se obine uroporfirinogen I.Uroporfirinogen III, sub actiunea uroporfirinogen-I-sintetazei i uroporfirinogen-III-cosintetazei (nucleul IV sufero rotaiecu 180odupcare se face ciclizarea).

    P

    M MP CH=CH2

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    64/70

    M

    M

    M M

    M

    M

    PP P

    P P

    NH

    NH

    NH

    NH

    NH

    NH HNHN

    Uroporfirinogendecarboxilaza

    - 4 CO2(proveniti dindecarboxilareasubstituentiloracetil )

    Coproporfirinogenoxidaza

    - 2 CO2- 4 H

    COPOROPORFIRINOGEN III

    (1,3,5,8 tetrametil-2,4,6,7 tetra-propionil porfirinogen )

    PROTOPORFIRINOGEN III(1,3,5,8 tetrametil-2,4 divinil-6,7 dipropionil porfirinogen )

    NH

    NH

    N N

    N

    N N

    N

    Fe

    M

    M

    M

    M

    V

    V

    P

    P

    Protoporfirinogenoxidaza

    -4 H(din puntileCH2)-2 H(din 2 grupari NH)

    PROTOPORFIRINA III (9)

    M

    MM

    M

    V

    V

    P

    P

    Ferochelataz(GSH,ergotionein)

    ... ...

    2H+

    HEM

    Fe2+

    CH=CH2

    *R l i t i h l i

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    65/70

    *Reglarea sintezei hemului

    1.Reglarea de substrat: sinteza depinde de disponibilul de succinil CoA iFe2+. Deficitul

    de Fe2+ anemii.

    2. Reglarea enzimatic:-aminolevulinat sintetaza enzima de ritm.

    Enzima este inhibatde: hem(alosteric),hemin,Glc.

    Sinteza enzimei este indusa de: barbiturice 3,5dicarbethoxy1,4

    dihidrocolidin()

    3. Influenapresiunii oxigenului:

    presiuneaO2, sinteza de hem iinduce cretereanumruluide hematii.

    O2, se inhibsinteza enzimelor implicate n sinteza hemului

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    66/70

    *Patologia sintezei hemuluiPorfirii:dereglriale metabolismului hemului, congenitale sau dobndite n care are

    loc formarea de intermediari nefiziologici ai sintezei hemului.

    Doar protoporfirina III (9)Hem

    Catabolizarea porfirinelor are loc doar pentru sistemul hem + Fe+ globin.

    Porfirinele nefiziologice: nu se catabolizeaza !!=> acumuleaza n snge:

    -fie se depun in tesuturi

    -fie sunt eliminate urinar.Intermediarii porfirinogenici sunt incolori, fotosensibili !!

    Compuiiporfirinici sunt coloraiinuprezintfotosensibilitate !!!!

    Formarea derivailor nefiziologici => conc. hemului => activarea -aminolevulinat

    sintetaza =>conc. compuilornefiziologici.

    *Catabolismul hemului.Etapa prehepatica

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    67/70

    Catabolismul hemului.Etapa prehepatica

    Catabolism:numai pentru hem + globin.

    Hemul catabolizat: provine 85% hematiI mbtrnite15 % din alte hemoproteine.

    Localizare:

    splin,

    ganglioni limfatici,

    mduvhematoformatoare i

    ficat (primele etape)

    Cantitate:6.5 g Hb =>0.4 g hem /zi.

    Celular:n microzomi (etapa1)hemoxigenaza(3O2 + NADPH,H+).

    Se scindeaza ciclulpuntea -metin (MVMV)

    C -metin CO(singurasursde CO din organism !!).COsangeplaman

    Hemoglobina (rosie) biliverdina(verde)bilirubina (galbena)(ultimii: pig. biliari)

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    68/70*Catabolismul hemului.Etapa hepatica

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    69/70

    Bilirubina (insolubil)plasma + albumina seric (4g alb.ser.70 mg bilirubin).

    Bilirubin insolubil, neconjugat sau indirect.

    Ficat(bilirubin-albumin)=> (in hepatocit) bilirubin se leaga de ligandin (1:1).

    CH2-CH2COOH sunt esterificati cu GlcA bilirubina diglucuronid.Bilirubina conjugat(solubila) bilirubina posthepatic, conjugat sau direct.

    NH

    NH

    NH

    NH

    O

    CH3CH=CH2

    CH3CH2 CH2 CH3 CH3

    CH=CH2

    O

    bilirubina

    UDP-glucuronil-transferaze

    UDP-glucuronat

    UDP UDP

    2 UDP-glucuronat

    2

    CH2

    C

    OO O

    COOH

    CH2

    COOH

    NH

    NH

    NH

    NH

    O

    CH3CH=CH2CH3

    CH2 CH2 CH3CH=CH2

    O

    CH2

    C

    OO O

    COOH

    CH2

    C

    O

    O

    O COOH

    bilirubinmonoglucuronid bilirubindiglucuronid

    *Catabolismul hemului.Etapa posthepatica

  • 5/28/2018 BCH PROT(1)

    70/70

    Bilirubina conjugata(calebiliar)intestin.

    Intestin:Bilirubina conjugata(deconjugare) bilirubina liberurobilinogen (incolor)

    urobilinogen (incolor)(oxidare)urobilinistercobilin(pigmeniai fecalelor).

    20% urobilinogen (reabsorbit) ficat: urobilinogenbilirubinsecretatbiliar. 1%

    urobilinogensnge rinichiurina.

    V.N.: bilirubinei 0,3-1mg%, (250mg/zi)

    0,2-0,7 mg% bilirubina neconjugat

    0,1-0,3 mg % bilirubina conjugat.

    Bilirubina neconjugat(ataatde albumin)NUurina.

    Bilirubina neconjugatafinitate pt.membraneafecteazain special SNC

    Bilirubina conjugaturina, conc.=> urina galbenmaronie