Общие пути обмена аминокислот. (Лекция 11) презентация

ЛЕКЦИЯ № 11 Общие пути обмена аминокислот

П Л А Н Классификация, строение, свойства аминокислот. Пути образования пула аминокислот в крови и его использование в организме (схема). Общие реакции обмена аминокислот: реакции переаминирования, прямого и непрямого дезаминирования, декарбоксилирования, тканевые особенности. Роль витамина В6. Использование безазотистого остатка аминокислот: глюконеогенез, кетогенез, пути вступления в ЦТК.

Реакции использования и обезвреживания аммиака: образование глутамина, аспарагина, мочевины. Тканевые особенности. Реакции использования и обезвреживания аммиака: образование глутамина, аспарагина, мочевины. Тканевые особенности. Связь орнитинового цикла с обменом аминокислот и энергетическим обменом. Недостаточность ферментов орнитинового цикла, ее причины и последствия. Механизмы о. и хр. токсичности аммиака, метаболические и клинические последствия. для педиатрического факультета. Особенности реакций образования и утилизации аммиака у детей.

Классификация АК по природе радикала: 1). алифатические (гли, ала, вал, лей, иле и.т.д.); 2). Ароматические карбо- (фен, тир) и гетероциклические (три, гис); 3). гетероциклические (про, оксипро). количеству карбоксильных и аминогрупп: 1). Нейтральные (гли, вал, лей,…); 2). кислые (глу, асп); 3) основные (арг, лиз). функциональным группам в радикале: 1). содержащие –ОН (сер, тре); 2). содержащие –SH (цис, мет); 3). содержащие –СОNH2 (глн, асн);

Классификация АК по способности к синтезу Заменимые - синтезируются в организме (глицин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, серии, пролин, аланин). Незаменимые - не синтезируются в организме, но для него необходимы, (фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин). Частично заменимые - у взрослых они образуются в достаточных количествах, у детей – нет,- необходимо дополнительное поступление этих АК с пищей (Аргинин и гистидин). Условно заменимые - для их синтеза необходимы незаменимые АК (фенилаланин и метионин) - Тирозин и цистеин.

ФУНКЦИИ АК Используются для синтеза белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, биогенных аминов (гормонов, нейромедиаторов), других АК Источник азота при синтезе азотсодержащих небелковых соединений (нуклеотиды, гем, креатин, холин и др); Регуляторная (гли, глу - нейромедиаторы); Источник энергии для синтеза АТФ.

Гликогенные аминокислоты - превращаются в ПВК и промежуточные продукты ЦТК (а-КГ, сукцинил-КоА, фумарат, ЩУК). через ЩУК, используются в глюконеогенезе (ала, асн, асп, гли, глу, глн, про, сер, цис, арг, гис, вал, мет, тре). Гликогенные аминокислоты - превращаются в ПВК и промежуточные продукты ЦТК (а-КГ, сукцинил-КоА, фумарат, ЩУК). через ЩУК, используются в глюконеогенезе (ала, асн, асп, гли, глу, глн, про, сер, цис, арг, гис, вал, мет, тре). Кетогенные аминокислоты – в процессе катаболизма превращаются в ацетоацетат (Лиз, Лей) или ацетил-КоА (Лей) и могут использоваться в синтезе кетоновых тел. Смешанные (глико-кетогенными) аминокислоты – при их катаболизме образуются метаболит цитратного цикла и ацетоацетат (Три, Фен, Тир) или ацетил-КоА (Иле). Используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел.

Общие реакции обмена аминокислот Биосинтез белка Трансаминирование Дезаминирование Декарбоксилирование Изомеризация Образование оснований Шиффа (при гликозилировании белков).

1. Биосинтез белка

2. Трансаминирование Трансаминирование — реакция переноса α-аминогруппы с АК на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая α-кетокислота и новая АК.

Механизм переаминирования

3. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ — реакция отщепления α-аминогруппы от АК, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота и выделяется молекула аммиака. Дезаминирование бывает: А. прямым Б непрямым

А. виды прямого дезаминирования АК окислительное; неокислительное; внутримолекулярное; восстановительное; гидролитическое.

Окислительное дезаминирование

Неокислительное дезаминирование

Внутримолекулярное дезаминирование

Б. Непрямое дезаминирование АК происходит в 2 стадии с участием нескольких ферментов. характерно для большинства АК, так как они не способны к прямому дезаминированию (нет ферментов). На первой стадии происходит одна или несколько реакций переаминирования с участием аминотрансфераз, в результате аминогруппа АК переходит на кетосоединение (α-КГ, ИМФ). На второй стадии происходит реакция дезаминирования аминосоединения (глу, АМФ), в результате чего образуется аммиак.

Органоспецифичные ферменты АЛТ: ала + α-КГ ↔ ПВК + глу локализуется в цитозоле в клеток печени и миокарда. ACT: асп + α-КГ ↔ ЩУК + глу имеет цитоплазматическую и митохондриальную формы. Содержится в миокарде и печени. коэффициент де Ритиса = АСТ/АЛТ = 1,33 ± 0,42 При инфаркте миокарда активность ACT в крови увеличивается в 8—10 раз, а АЛТ — в 1,5—2,0 раза, коэффициент де Ритиса резко возрастает. При гепатитах активность АЛТ в сыворотке крови увеличивается в - 8—10 раз, a ACT — в 2—4 раза. Коэффициент де Ритиса снижается до 0,6.

4. Декарбоксилирование Декарбоксилирование –это процесс отщепления карбоксильной группы от аминокислот. Реакцию катализируют лиазы, которые в качестве кофермента содержат активные формы витамина В6. Наибольшее значение имеют реакции образования биогенных аминов.

типы декарбоксилирования аминокислот α-Декарбоксилирование, ω-Декарбоксилирование Декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования, Декарбоксилирование связанное с реакцией конденсации двух молекул.

Синтез мелатонина

5. Изомеризация аминокислот

6. Гликозилирование АК в составе белков

ОБМЕН АММИАКА образуется при: дезаминировании АК во всех тканях (много) дезаминировании биогенных аминов и нуклеотидов во всех тканях (мало) дезаминировании АМФ в интенсивно работающей мышце; гниении белков в кишечнике.

Концентрация аммиака в норме 99% - в виде иона аммония NH4+ 1% - неионизированного NH3

Механизм токсического действия аммиака

↓ трансмембранный перенос Na+ и К+, конкурируя с ними за ионные каналы  ↓ проведения нервных импульсов. ↓ трансмембранный перенос Na+ и К+, конкурируя с ними за ионные каналы  ↓ проведения нервных импульсов. Низкие концентрации аммиака стимулируют дыхательный центр, а высокие – угнетают.

Клинические признаки острого отравления парами аммиака Головокружение Потеря памяти Потеря сознания Бред Возбужденное состояние Судороги Удушье Учащение дыхания Рвота Боль за грудиной Ларингоспазм, кашель, насморк, слезотечение, слюнотечение, чихание, Повышенное потоотделение

суммарно СO2 + NH3 + 3АТФ + 2H2O + Асп  Мочевина + 2АДФ + АМФ + 2Фн + ФФ + ФУМАРАТ

Взаимосвязь орнитинового цикла с ЦТК Взаимосвязь орнитинового цикла с ЦТК Для аминирования необходима доступность кислот цикла Кребса. Глутамат, образуемый при переаминировании, в печеночных митохондриях может либо окисляться через дезаминирование, либо переаминируется с оксалоацетатом, давая аспарагиновую кислоту – донора аминного азота для производства мочевины.

Выделение азота из организма