Subiect: "MODELE GENERALE DE AMINOACIZI DE SCHIMB. TRANSMINAREA, DESAMINAREA ȘI DECARBOXILAREA AMINO ACIZILOR »
1. Balanța de azot a organismului ca cea mai importantă caracteristică a metabolismului proteic. Exemple de state însoțite de un echilibru pozitiv și negativ al azotului.
2. Surse de aminoacizi în țesuturi și modalități de utilizare a acestora.
3. Modalități comune de catabolizare a aminoacizilor în țesuturi. Transaminarea aminoacizilor: enzime, coenzima, exemple de reacții, rol în organism.
4. Deaminarea directă și indirectă a aminoacizilor în țesuturi: enzime, coenzime, reacții, rol în organism.
5. Decarboxilarea aminoacizilor: enzime, coenzima, exemple de reacții. Amine biogene (serotonină, histamină, GABA, etanolamină etc.), rol în organism, moduri de inactivare.
6. Valoarea clinică și diagnostică a determinării activității alaninei și aspartat aminotransferazelor în sânge.
Fondul aminoacid al organismului
23.1.1. În corpul uman conține aproximativ 100 g de aminoacizi liberi, care formează fondul său de aminoacizi. Acest fond este alimentat în mod constant din cauza sosirii de noi molecule de aminoacizi în locul acelora care au fost utilizate în procesele metabolice. Sursele și modalitățile de utilizare a aminoacizilor liberi în organism sunt prezentate în Figura 23.1.
Figura 23.1. Formarea și utilizarea aminoacizilor liberi în organism.
23.1.2. Studiile care utilizează etichete radioactive arată că rata globală a sintezei proteinelor în corpul unui adult sănătos este de aproximativ 400 - 500 g pe zi, cu 3/4 din această sinteză este asigurată datorită resurselor endogene. Acest lucru explică faptul că, chiar și la post, sinteza anumitor proteine are loc la o rată suficient de mare.
23.2.1. Pentru a evalua corect relația dintre procesele de biosinteză și împărțirea proteinelor în organism, balanța de azot este destul de precisă. Soldul azotului este diferența dintre cantitatea de azot care intră în organism cu alimente și cantitatea de azot excretat din organism cu urină, fecale, saliva și transpirație.
23.2.2. Dacă cantitatea de azot furnizat depășește cantitatea de azot eliberată, se observă un echilibru pozitiv al azotului. Este caracteristic pentru toate stările în care rata de sinteză a proteinelor în organism este mai mare decât rata decăderii sale, de exemplu:
- la femei în timpul sarcinii;
- în copilărie cu o nutriție completă;
- la pacienți în timpul recuperării;
- sportivii în timpul perioadei de formare;
- cu introducerea hormonilor anabolizanți.
23.2.3. Dacă cantitatea de azot eliminată din organism depășește cantitatea de azot furnizată de alimente, se observă un echilibru negativ al azotului. Apare în toate cazurile în care defalcarea proteinelor din organism predomină asupra sintezei lor, de exemplu:
- la înfometare - totală sau parțială, atunci când există cel puțin una din componentele de neînlocuit ale dietei;
- la vârstnici;
- la pacienții cu leziuni ale sistemului digestiv;
- la pacienții cu leziuni musculo-scheletice și în alte cazuri de restricție a mobilității prelungite (hipokinezie).
23.2.4. Într-o stare de echilibru de azot, organismul pierde azot cât mai mult pe zi pe care îl primește cu alimente. Acest lucru este tipic pentru persoanele sănătoase adulte care au o alimentație normală.
Proteine alimentare - principala sursă de aminoacizi pentru organism
23.3.1. Proteinele nutritive care intră în organism sunt folosite ca sursă de aminoacizi pentru sinteza propriilor lor proteine structurale, catalitice, de transport, receptori și alte proteine, precum și substanțe neproteice.
23.3.2 Necesitatea zilnică de proteine pentru un adult depinde de vârstă, de ocupație, de starea de sănătate, de condițiile de muncă, de factorii climatici și de alți factori. Se stabilește că un adult cu un cost mediu de energie ar trebui să primească 100-120 de grame de proteine pe zi.
23.3.3. De asemenea, este necesar să se țină seama de valoarea biologică a proteinelor. Cu cât compoziția de aminoacizi a proteinei alimentare este mai apropiată de compoziția de aminoacizi a proteinelor din organism, cu atât este mai bine absorbită și cu atât este mai mare valoarea biologică a acesteia. Este cu atât mai important faptul că 8 aminoacizi din corpul unui adult nu pot fi sintetizați. Astfel de aminoacizi sunt numiți de neînlocuit, acestea includ: valină, leucină, izoleucină, lizină, metionină, treonină, fenilalanină și triptofan. Restul de 12 aminoacizi sunt înlocuibili, pot fi sintetizați în corpul uman și lipsa acestora în alimente poate fi compensată de alți aminoacizi.
23.4.1. Modalitățile comune de metabolizare a aminoacizilor includ reacțiile de transaminare, dezaminare și decarboxilare.
23.4.2 Transaminarea aminoacizilor - transferarea grupării amino (NH2 -) de la aminoacid la acidul a-ceto fără formarea intermediară a amoniacului. Reacțiile de transaminare catalizează enzimele - aminotransferază (sau transaminaze). Coenzima aminotransferaz - piridoxal fosfat (un derivat al vitaminei B 6). Grupul de coenzime aldehidă participă la reacție. Reacția este ușor reversibilă. Mecanismul reacției de transaminare este prezentat în figura 23.2.
Figura 23.2. Mecanismul transferului de aminoacizi de la aminoacizi la a-cetoacid în reacția de transaminare.
Exemple de reacții de transaminare:
23.4.3. Rolul reacțiilor de transaminare în organism:
- participarea la deaminarea indirectă a aminoacizilor;
- mod de sinteză a aminoacizilor interschimbabili;
- formate în reacția acidului a-ceto pot fi incluse în calea generală a catabolismului și a gluconeogenezei.
23.5.1 Deaminarea aminoacizilor - scindarea grupării amino din aminoacid pentru a forma amoniac (NH3). În țesuturile umane, deaminarea oxidativă predomină, adică conjugată cu transferul de hidrogen.
23.5.2. Majoritatea enzimelor implicate în deaminarea oxidativă a aminoacizilor la valorile fiziologice ale pH-ului sunt inactive. De aceea, rolul principal în deaminarea oxidativă aparține glutamatului dehidrogenazei, care catalizează deaminarea oxidativă directă a glutamatului. Ca coenzima, se utilizează NAD + sau NADP + (derivați ai vitaminei PP). Reacția este reversibilă.
GLDH - enzimă alosterică, activatorii sale alosterici sunt ADP și PIB, inhibitori alosterici - ATP, GTP și NADH.
23.5.3. Deaminarea indirectă este caracteristică majorității aminoacizilor. Se numește indirect, deoarece are loc în două etape:
- în prima etapă, aminoacidul este transaminat pentru a forma glutamat;
- Delaminarea oxidantă a glutamatului are loc în a doua etapă (a se vedea figura 21.3).
Figura 23.3. Schema de dezaminare indirectă a aminoacizilor.
Participarea aminotransferazei în acest proces permite de a asambla diferite aminoacizi la gruparea amino a compoziției de aminoacid - glutamat, care este apoi supus oxidării cu formarea de amoniac și α-ketoglutarat.
amino 23.6.1.Dekarboksilirovanie - scindarea grupării carboxil a aminoacidului pentru a forma CO 2. yavlyayutsyabiogennye produși de reacție decarboxilare de amine aminoacizi. care participă la reglementarea metabolismului și proceselor fiziologice din organism (vezi Tabelul 23.1).
Aminele biogene și precursorii lor.
acidul gama-aminobutiric (GABA)
Reacțiile de decarboxilare ale aminoacizilor și derivaților lor catalizează decarboxilazele de aminoacizi. Coenzima este piridoxal fosfat (un derivat al vitaminei B 6). Reacțiile sunt ireversibile.
23.6.2. Exemple de reacții de decarboxilare. Unii aminoacizi sunt decarboxilați în mod direct. Reacția de decarboxilare a histidinei.
Histamina are o acțiune puternică de vasodilatare, în special capilarele în focalizarea inflamației; stimulează secreția gastrică atât a pepsinei cât și a acidului clorhidric și se utilizează pentru a studia funcția secretorie a stomacului.
Reacția de decarboxilare a glutamatului.
GABA este un mediator de frână în sistemul nervos central.
Un număr de aminoacizi se supun decarboxilării după oxidarea prealabilă. Produsul de hidroxilare al triptofanului este transformat în serotonină:
Serotonina se formează în principal în celulele sistemului nervos central, are un efect vasoconstrictiv. Participă la reglarea tensiunii arteriale, a temperaturii corpului, a respirației, a filtrației renale.
Produsul de hidroxilare a tirozinei trece în dopamină:
Dopamina servește drept precursor al catecolaminelor; este un mediator al tipului inhibitor în sistemul nervos central.
Grupul tio al cisteinei este oxidat în grupa sulfo, produsul acestei reacții este decarboxilat pentru a forma taurina:
Taurina se formează în principal în ficat; participă la sinteza acizilor biliari în perechi (acid taurocholic).
21.5.3. Catabolismul aminelor biogene. În organele și țesuturile, există mecanisme speciale care împiedică acumularea de amine biogene. Principala modalitate de inactivare a aminelor biogene - deaminarea oxidativă cu formarea de amoniac - este catalizată de mono- și diaminooxidazele.
Monoaminooxidază (MAO) - enzima care conține FAD - efectuează reacția:
Clinica utilizează inhibitori MAO (nialamidă, pirazidol) pentru tratamentul afecțiunilor depresive.
Biosinteza aminoacizilor în țesuturi.
23.7.1. La om, posibila sinteza aminoacizilor esențiali, care includ: alanina, arginina, aspartat, histidină, glicină, glutamat, glutamină, prolină, serină, tirozină, cisteină. Un deficit de alimente din oricare dintre acești aminoacizi nu va fi însoțit de deficiența acestuia în organism. Principalele căi de formare a aminoacizilor interschimbabili sunt: 1) transaminarea a-cetoacizilor. 2) aminarea reductivă a a-cetoacidelor. 3) sinteza cu participarea aminoacizilor esențiali.
23.7.2. Transaminarea (vezi subiectul 23.4). Sursele de atomi de carbon în aceste reacții sunt metaboliții glicolizei și ciclul Krebs, sursele de atomi de azot sunt alți aminoacizi, cel mai adesea glutamat (vezi figura 23.4).
23.7.3. Aminarea restaurativă (vezi subiectul 24). Sursa atomului de azot al grupării amino este molecula de amoniac, sursa de carbon este a-cetoacizii, cel mai adesea α-ketoglutaratul (a se vedea figura 23.4).
Figura 23.4. Biosinteza aminoacizilor interschimbabili în țesuturi utilizând scheletul de carbon al glucozei (un asterisc prezintă reacții de transaminare, aminare cu două reduceri).
23.7.4. Sinteza cu aminoacizi esențiali. Tirozina aminoacidului înlocuibil poate fi formată din aminoacizii esențiali fenilalanină:
Fenilalanin hidroxilaza este o hidroxilază tipică dependentă de citocrom P 450 cu funcție mixtă: un atom de oxigen este inclus în apă și celălalt în grupa hidroxil a tirozinei. Coectorul tetrahidrobiopterin servește ca agent de reducere. care este menținută în starea redusă de către dihidrobiopterin reductaza enzimei dependente de NADPH.
O cisteină aminoacidă înlocuibilă este sintetizată cu participarea metioninei esențiale a aminoacidului, care este utilizată ca sursă a atomului de sulf. După reculul grupării metil în reacțiile de transmetilare, metionina este transformată în homocisteină. Când interacționează cu o serină aminoacidă substitutivă, cistathionina se formează:
Cystationinina este clivată pentru a forma cisteina și homoserina, care este deaminată în a-ketobutirat:
Astfel, fenilalanina și metionina, furnizate cu alimente, sunt parțial utilizate pentru sinteza aminoacizilor interschimbabili. Prin urmare, cerința zilnică pentru fenilalanină și metionină poate fi redusă semnificativ atunci când cantități suplimentare de tirozină și cisteină intră în organism, respectiv.
Trimiteți-le prietenilor: