Обмен отдельных аминокислот

Обмен отдельных аминокислот. Наследственные энзимопатии

Биологическая химия. Лекция 15Зав.кафедрой, к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна

Донецк, 2015

Углеродный скелет аминокислоты может превратиться в:

Ацетил-КоААцетоацетил-КоАПируватМетаболит ЦТК

Таким образом, из аминокислот может синтезироваться глюкоза (гликогенные) или кетоновые тела (кетогенные)

1. Гликогенные и кетогенные аминокислоты

3

Катаболизм 20 аминокислот до 7 метаболитов

ацетил-КоАацетоацетил-КоАпируватα-кетоглутаратсукцинил-КоАфумаратоксалоацетат

кетогенные

гликогенные


кетогенныеЛейцинЛизин

гликогенныеАланинСерин

ГлицинТреонинАспартатГлутамат

АспарагинГлутамин

ВалинПролин

ГистидинАргинин

Метионин

смешанныеИзолейцин

ФенилаланинТриптофан

Тирозин


2.Обмен глицина и серинаСерин - заменимая аминокислота, синтезируется из

промежуточного продукта гликолиза - 3-фосфоглицерата, а аминогруппу получает от глутаминовой кислоты.

Глицин - также заменимая аминокислота, основным источником которой служит серин. Реакцию синтеза глицина из серина катализирует фермент серин-оксиметилтрансфераза, коферментом которой является Н4-фолат.

2.Обмен глицина и серина

Наследственные нарушения обмена глицина*Гиперглицинемия характеризуется повышенной концентрацией глицина в крови вследствие дефекта глицинрасщепляющей ферментной системы. Наиболее тяжёлое проявление гиперглицинемии - резкое повреждение мозга, судороги, гипотония, нарушение дыхания.

Глицинурия характеризуется повышенным выделением глицина с мочой (до 1 г/сут) при нормальном содержании его в крови. Один из симптомов этого заболевания - образование оксалатных камней в почках, причём содержание оксалата в моче находится в пределах нормы. Избыток оксалата имеет эндогенное происхождение (образуется из глицина, при дезаминировании глиоксилат - предшественник оксалата. Метаболический дефект, очевидно, состоит в нарушении метаболизма глиоксилата - невозможности его превращения снова в глицин из-за дефекта глицинаминотрансферазы. Причиной глицинурии является, очевидно, нарушение реабсорбции глицина в почках.

2.Обмен глицина и серина

3. Обмен серосодержащих аминокислот

Метионин - незаменимая аминокислота. Она необходима для синтеза белков организма, метионил-тРНК участвует в инициации процесса трансляции.

Активной формой метионина является S-аденозилметионин (SAM) , образуеться в результате присоединения метионина к молекуле аденозина. Аденозин образуется при гидролизе АТФ.

S-аденозилметионин (SAM) участвует в реакциях трансметилирования:

• Синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина• Синтез карнитина• Синтез креатина• Синтез адреналина

В состав белков человека входят 2 аминокислоты, содержащие серу, - метионин и цистеин.

Регенерация метионинаРеакции метилирования играют важную роль в организме и протекают очень интенсивно. Это вызывает большой

расход метионина, так как он является незаменимой аминокислотой (в клетках метионин синтезироваться не может). В связи с этим большое значение приобретает возможность регенерации метионина с участием заменимых аминокислот (Сер, Гли). В результате отщепления метильной группы SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин (SAГ), который при действии гидролазы расщепляется на аденозин и гомоцистеин.

S-аденозилгомоцистеин + Н2О → Аденозин + Гомоцистеин


Обмен цистеинаСинтез цистеина из гомоцистеина происходит в 2 стадии под действием пиридоксальзависимых (В6) ферментов цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы.

При нарушении использования гомоцистеина в организме из него образуется гомоцистин:

Гомоцистин может накапливаться в крови и тканях" выделяться с мочой, вызывая гомоцистинурию. Возможной причиной является наследственное нарушение обмена гомоцистеина либо гиповитаминоз фолиевой кислоты, а также витаминов В12 и В6. Из других биохимических нарушений можно отметить цистатионинурию, также часто возникающую при недостаточности витаминов группы В.


4. Обмен ароматических аминокислот (фенилаланина и тирозина)

Fe2+

витамин С

+2ОН

+ОН


Фенилкетонурия - наследственное

заболевание, связанное смутациями в гене

фенилаланингидроксилазы .

Большие концентрации фенилаланина ограничивают транспорт тирозина и триптофана через гематоэнцефаличеекий барьер и тормозят синтез нейро-медиаторов (дофамина, норадреналина, серотонина).

фенилаланингидроксилаза

черные и коричневые


желтые и красновато-коричневые

АльбинизмПричина метаболического нарушения - врождённый дефект тирозиназы.Этот фермент катализирует превращение тирозина в ДОФА вмеланоцитах. В результате дефекта тирозиназы нарушается синтезпигментов меланинов.

Клиническое проявление альбинизма (от лат. albus - белый) – отсутствиепигментации кожи и волос. У больных часто снижена острота зрения, возникает светобоязнь. Длительное пребывание таких больных подоткрытым солнцем приводит к раку кожи.


Алкаптонурия ("чёрная моча")Дефект фермента диоксигеназы (оксидазы)

гомогентизиновой кислоты

Для этой болезни характерно выделение с мочойбольшого количества гомогентизиновой кислоты,которая, окисляясь кислородом воздуха, образуеттёмные пигменты алкаптоны.

Клиническими проявлениямиболезни, кроме потемнения мочи на воздухе,являются пигментация соединительной ткани(охроноз) и артрит.


Обмен триптофана: кинурениновый и серотониновый пути

1. Кинурениновый (основной) – окисление и разрушение индольного кольца с образованием производных кинуреновой и антраниловой кислот. В одном из ответвлений этого пути одна из 60 молекул триптофана превращается в никотиновую кислоту (вит амин РР), большая часть триптофана распадается до ацетил-S-КоА.

2. Серотониновый путь – окисление до 5-окситриптофана и далее превращение в серотонин и мелатонин.

3. Индольный путь – образование индольных производных, которые затем конъюгируются и выводятся с мочой.

Синдром Хартнупа (триптофанурия), симптом голубых пеленок, возникающий из-за того, что избыток триптофана в кишечнике под действием микрофлоры превращается в индикан, который выводится с мочой и окисляется в индиго синего цвета.

Обмен аргинина: биологическая роль, синтез оксида азота

цитруллин

аргинин: -креатин-полиамины: путресцина, спермина,спермидина, агматин (нейромедиатор)-глюкоза-гликогеная ак

-тафцин – тетрапептид с выраженным иммуномодуляторным действием

-гистоны

Аргинин + NADPH + H+ + O2 → NOHLA + NADP+ + H2ONOHLA + ½ NADPH + ½ H+ + O2 → Цитруллин + ½ NADP+ + NO + H2O

Использование амидного азота глутамина

триптофан

карбомоил-Ф

гистидин

ЦМФ

АМФ

ГМФ

НАДаминокислотыаспарагин

глюкозамин-6-Ф

кетоглутарамовая к-та

ПАБК

NO-синтаза

Name Ген(ы) Локализация ФункцииНейрональная NO-синтаза (nNOS или

NOS1)NOS1 •нервная ткань

•клеточная передача сигнала

Индуцируемая NO-синтаза (iNOS или

NOS2)

NOS2A, NOS2B, NOS2C

•Иммунная система•сердечно-сосудистая

система

•иммунная защита от патогенов

Эндотелиальная NO-синтаза (eNOS или NOS3 или cNOS)

NOS3 •эндотелий •Вазодилатация

Благодарю за внимание!

Health & Medicine

Обмен отдельных аминокислот