metabolismus aminokyselin
DESCRIPTION
Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová. Klasifikace proteinogenních AMK z hlediska jejich metabolismu. z hlediska biosyntézy v lidském těle neesenciální (syntetizují se) esenciální (musíme je přijímat potravou) z hlediska degradačních produktů - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/1.jpg)
Metabolismus aminokyselinVladimíra Kvasnicová
![Page 2: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/2.jpg)
Klasifikace proteinogenních AMKz hlediska jejich metabolismu
1) z hlediska biosyntézy v lidském těle neesenciální (syntetizují se)
esenciální (musíme je přijímat potravou)
2) z hlediska degradačních produktů glukogenní (z jejich uhlíkaté kostry může vznikat
Glc)
ketogenní (degradačním produktem je acetyl-CoA)
![Page 3: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/3.jpg)
Esenciální aminokyseliny
1) rozvětvené: Val, Leu, Ile
2) aromatické: Phe (→ Tyr), Trp
3) bazické: His, Arg, Lys
4) obsahující síru: Met (→ Cys)
5) „zvláštní“: Thr
„10“
![Page 4: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/4.jpg)
Esenciální aminokyseliny PVT TIM HALL
1) rozvětvené: Val, Leu, Ile
2) aromatické: Phe (→ Tyr), Trp
3) bazické: His, Arg, Lys
4) obsahující síru: Met (→ Cys)
5) „zvláštní“: Thr
![Page 5: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/5.jpg)
Esenciální / podmíněně esenciální / neesenciální aminokyseliny
esenciální: Val, Leu, Ile, Thr, Phe, Trp, His, Arg, Lys, Met
neesenc.: Gly, Ala, Pro, Ser, Tyr, Asn, Gln, Asp, Glu, Cys
![Page 6: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/6.jpg)
Esenciální / podmíněně esenciální / neesenciální aminokyseliny
esenciální: Val, Leu, Ile, Thr, Phe, Trp, His, Arg, Lys, Met
neesenc.: Gly, Ala, Pro, Ser, Tyr, Asn, Gln, Asp, Glu, Cys
AMK ~ organicky vázaný dusík
proteiny z potravy proteosyntéza
proteiny těla pool AMK syntéza N-sloučenin
biosyntéza de novodegradace (E, glc, tuk)
![Page 7: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/7.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
Zabudování anorganického dusíku do org. molekul
v metabolismu člověka
![Page 8: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/8.jpg)
Syntéza AMK v lidském těle- 5 substrátů -
1. oxalacetát → Asp, Asn
2. -ketoglutarát → Glu, Gln, Pro, (Arg)
3. pyruvát → Ala
4. 3-fosfoglycerát → Ser, Cys, Gly
5. Phe → Tyr
![Page 9: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/9.jpg)
Syntéza AMK v lidském těle- typické reakce -
1. transaminace Pyr → Ala OA → Asp -ketoGlt → Glu
2. amidace Asp → Asn Glu → Gln
3. z jiných AMKPhe → Tyr Ser → Gly Glu → ProMet + Ser → Cys
![Page 10: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/10.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
Transaminační reakceje vratná
enzymy: aminotransferázy koenzym: pyridoxalfosfát (derivát vitaminu B6)
![Page 11: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/11.jpg)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
alaninaminotransferáza
(ALT = GPT)
aspartátaminotransferáza
(AST = GOT)
Aminotransferázy významné v klinice („transaminázy“)
![Page 12: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/12.jpg)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
glutaminsyntetáza
„amidace“ glutamátu= postranní
karboxylová skupina Glu se mění na
amidovou skupinu
GLUTAMINje nejvýznamnější transportní formou aminodusíku v krvi
![Page 13: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/13.jpg)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
Při syntézeASPARAGINu
je donorem –NH2
glutamin(nikoli amoniak jako při syntéze
Gln)
![Page 14: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/14.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Syntéza Tyr z Phe
![Page 15: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/15.jpg)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/GlycinePathway.asp (leden 2007)
Syntéza serinu a glycinu
glykolýza
![Page 16: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/16.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Tvorba aktivovaného methioninu
= S-adenosylmethionin (SAM)
SAM je donorem –CH3 skupinyv methylačních reakcích
![Page 17: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/17.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
Syntéza Cys z Met a Ser
![Page 18: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/18.jpg)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/Cysteine2Pathway.asp (leden 2007)
![Page 19: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/19.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/amino-acid-metabolism.html (leden 2007)
B12
Regenerace Met
(vitaminy: folát + B12)
![Page 20: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/20.jpg)
Z některých aminokyselin vznikají další důležité látky:
1) Gln, Asp, Gly → puriny, pyrimidiny
2) Gly → porfyriny, kreatin (s Arg a Met)
3) Arg → NO
4) Cys → taurin
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc.,
New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
![Page 21: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/21.jpg)
Dekarboxylací AMK vznikají monoaminy
(= biogenní aminy)1) Tyr → katecholaminy (adrenalin, noradrenalin,
dopamin)
2) Trp → serotonin (= 5-hydroxytryptamin)
3) His → histamin4) Ser → etanolamin → cholin → acetylcholin5) Cys → cysteamin
Asp → -alanin
Glu → -aminobutyrát (GABA)
koenzym A
![Page 22: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/22.jpg)
Rozhodněte se o pravdivosti tvrzení
a) valin patří mezi větvené aminokyseliny
b) serine obsahuje v postranním řetězci thiolovou skupinu
c) glutamát patří mezi esenciální aminokyseliny
d) tryptofan je prekurzor katecholaminů
![Page 23: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/23.jpg)
Rozhodněte se o pravdivosti tvrzení
a) valin patří mezi větvené aminokyseliny
b) serine obsahuje v postranním řetězci thiolovou skupinu
c) glutamát patří mezi esenciální aminokyseliny
d) tryptofan je prekurzor katecholaminů
![Page 24: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/24.jpg)
Odbourávání AMK
1) odstranění aminodusíku z molekuly AMK
2) detoxikace uvolněné aminoskupiny
3) metabolismus uhlíkaté kostry AMK
7 produktů
![Page 25: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/25.jpg)
7 degradačních produktů AMK1. pyruvát Gly, Ala, Ser, Thr, Cys, Trp
2. oxalacetát Asp, Asn
3. -ketoglutarát Glu, Gln, Pro, Arg, His
4. sukcinyl-CoA Val, Ile, Met, Thr
5. fumarát Phe, Tyr
6. acetyl-CoA Ile
7. acetoacetyl-CoA Lys, Leu, Phe, Tyr, Trp
glukogenní AMKketogenní AMK
![Page 26: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/26.jpg)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/glucogenicPathway.asp (leden 2007)
Vstup uhlíkaté kostry AMK do citrátového cyklu
![Page 27: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/27.jpg)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/asparaginePathway.asp (leden 2007)
Příklad odbourávání AMK na meziprodukty CC
![Page 28: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/28.jpg)
Osud aminodusíku aminokyselina) extrahepatálně
transaminace (vzniká hlavně Ala a Glu + 2-oxokyseliny)
deaminace (reaguje málo AMK: Ser,Thr,His; uvolní se NH3)
amidace Glu + NH3 → Gln (spotřeba ATP)
b) v játrech
viz. a)
oxidační deaminace Glu (vzniká -ketoGlt + NH3)enzym: glutamátdehydrogenáza (GMD)
![Page 29: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/29.jpg)
Glutamin je hlavní transportní formou aminodusíku
Obrázek je převzat z http://www.sbuniv.edu/~ggray/CHE3364/b1c25out.html (prosinec 2006)
![Page 30: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/30.jpg)
Transport aminodusíkupři odbourávání
svalových proteinů
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th
ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
vylučované produkty
![Page 31: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/31.jpg)
Obrázek je převzat z učebnice: Devlin, T. M. (editor): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations, 4th ed. Wiley‑Liss, Inc., New York, 1997. ISBN 0‑471‑15451‑2
játra
svaly
Glukózo-alaninový cyklus
![Page 32: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/32.jpg)
Obrázek je převzat z http://courses.cm.utexas.edu/archive/Spring2002/CH339K/Robertus/overheads-3/ch18_ammonia-transport.jpg
(leden 2007)
Metabolismus aminodusíku
většina tkání játra svaly
![Page 33: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/33.jpg)
Obrázek je převzat z http://web.indstate.edu/thcme/mwking/nitrogen-metabolism.html (leden 2007)
GLUTAMÁTDEHYDROGENÁZAodstraňuje v játrech aminoskupinu z uhlíkaté
kostry Glu
1. –NH2 sk. byla z AMK přenesena transaminací → glutamát2. oxidační deaminací glutamátu se –NH2 uvolní jako amoniak
![Page 34: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/34.jpg)
Transport a detoxikace aminodusíku- SOUHRN -
• aminotransferázy → glutamát nebo alanin
• glutaminsyntetáza → glutamin
• glutamináza → glutamát + NH4+
• glutamátdehydrogenáza → 2-oxoglutarát + NH4+
• játra: močovinový cyklus → močovina
• ledviny: glutamináza → glutamát + NH4+
→ moč
![Page 35: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/35.jpg)
Z uhlíkaté kostry těchto aminokyselin mohou vznikat
následující produkty:a) aspartát → oxalacetát
b) lyzin → glukóza
c) alanin → zásobní tuk
d) glutamin → -ketoglutarát
![Page 36: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/36.jpg)
Z uhlíkaté kostry těchto aminokyselin mohou vznikat
následující produkty:a) aspartát → oxalacetát
b) lyzin → glukóza
c) alanin → zásobní tuk
d) glutamin → -ketoglutarát
![Page 37: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/37.jpg)
Aminodusík, uvolněný z uhlíkaté kostry AMK, je transportován krví
jako
a) NH4+
b) alanin
c) glutamin
d) urea
![Page 38: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/38.jpg)
Aminodusík, uvolněný z uhlíkaté kostry
AMK, je transportován krví jako
a) NH4+
b) alanin
c) glutamin
d) urea
![Page 39: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/39.jpg)
Aminodusík uvolněný z uhlíkaté kostry AMK je transportován krví
jako
a) NH4+ fyziologicky do 35 µmol/l (NH3 + H + NH4
+)
b) alanin vzniká transaminační reakcí z pyruvátu
c) glutamin nejvýznamnější transportní forma –NH2 v krvi
d) urea je odpadním produktem aminodusíku (játra → ledviny → moč)
![Page 40: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/40.jpg)
Močovinový (ornithinový) cyklus
• detoxikační mtb dráha (NH3 je toxický pro mozek)
• probíhá pouze v játrech• lokalizován v mitochondrii /cytoplazmě• karbamoylfosfát syntetáza I (=
mitochondriální)
• okyseluje organismus (spotřeba HCO3-)
• energeticky náročný (spotřeba ATP)
• propojen s citrátovým cyklem přes fumarát
• močovina je odpadní produkt (→ moč)
![Page 41: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/41.jpg)
Obrázek je převzat z http://www.biocarta.com/pathfiles/ureacyclePathway.asp (leden 2007)
Detoxikace amoniaku v játrech
![Page 42: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/42.jpg)
Obrázek je převzat z http://courses.cm.utexas.edu/archive/Spring2002/CH339K/Robertus/overheads-3/ch18_TCA-Urea_link.jpg
(leden 2007)
Propojení močovinového a citrátového
cyklu
![Page 43: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/43.jpg)
regulační enzym aktivace inhibice
karbamoylfosfátsyntetáza I(= mitochondriální)
N-acetylglutamát
N-acetylglutamátsyntetáza
arginin
Regulace močovinového cyklualosterická regulace + indukce enzymů vlivem
vysokoproteinové diety nebo metabolických změn při hladovění
Syntéza močoviny je inhibována při acidóze– šetří se HCO3
-
![Page 44: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/44.jpg)
Při detoxikaci amoniaku v lidském těle se uplatňuje
a) močovinový cyklus probíhající pouze v játrech
b) štěpení glutaminu v játrech a ledvinách
c) ATP jako zdroj energie
d) vznik ornithinu z citrulinu a karbamoylfosfátu
![Page 45: Metabolismus aminokyselin](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022081507/56815e6e550346895dccef84/html5/thumbnails/45.jpg)
Při detoxikaci amoniaku v lidském těle se uplatňuje
a) močovinový cyklus probíhající pouze v játrech
b) štěpení glutaminu v játrech a ledvinách
c) ATP jako zdroj energie
d) vznik ornithinu z citrulinu a karbamoylfosfátu