БИБЛ - Средно метаболизам
Документи
СРЕДНИ Метаболизми Корнелија Пенцеа, Константин Јонеску-Трговит1. Метаболизам на протеини
А. метаболизам на аминокиселини
A.1 Дефиниција на аминокиселини
Постојат 20 основни аминокиселини, специфицирани со генетскиот код, кои постојат во сите живи организми. Аминокиселините содржат централен атом на јаглерод во положбата на која се прикачени една карбоксилна група и друга амино, атом на водород (ковалентно врзан) и страничен ланец (R) кои прават разлика помеѓу 20 аминокиселини (Слика 1) ( 18, 65).
Сл.1 Општа структура на аминокиселините Исклучок од општата формула е пролин, кој има функција на секундарна амин. Десет од 20 аминокиселини може да се синтетизираат во клетките и се нарекуваат неесенцијални. Останатите десет аминокиселини, наречени најважни, воопшто не се синтетизираат или се синтетизираат во количини премали за потребите на организмот (18, 23). Кратенките што се користат во овој труд за различните аминокиселини се прикажани во Табела 1.1.
Табела 1.1. Кратенки за аминокиселини кои се користат во текстот (18)
А.2. Биосинтеза на аминокиселини
Сите слободни аминокиселини кои постојат во одреден момент во телото, ја формираат заедничката метаболичка позадина на аминокиселините. Аминокиселините од оваа позадина се обезбедуваат со хидролиза на храна и ткивни протеини, како и со ендогена синтеза на не-протеински молекули (18, 65).
Ендогената синтеза на несуштинските аминокиселини вклучува и извор на јаглеродни атоми (јаглеводороден рбет) и извор на азотни атоми (амино група).
А.2.1. Извори на атоми на јаглерод Овие се средно ниво на метаболизмот на липидите и, особено, на метаболизмот на јаглени хидрати. Од секое средно обично се формираат неколку аминокиселини кои припаѓаат на исто семејство. Постојат три метаболички патеки кои ги обезбедуваат овие меѓупроизводи: циклус на трикарбоксилна киселина (Кребсов циклус), гликолиза и пат на пентозофосфат (Слика 2).
Кребсовиот циклус е и катаболен пат, заеднички за јаглехидратите, протеините и липидите и анаболен пат, обезбедувајќи посредници за различни метаболички процеси. Развојот на ова ци, меѓу другото, доведува и до формирање на оксалоацетат и кетоглутарат, кои преку трансаминација формираат аминокиселини од семејството на аспарагинска киселина (Asn, Met, Thr, Lys) и семејството на глутаминска киселина (Gln, Pro, Arg).
Гликолизата обезбедува компоненти неопходни за синтеза на триглицериди (ацетил-CoA и глицерол), но исто така и соединенија вклучени во синтезата на аминокиселини (3-фосфоглицерат, фосфоенолпируват и пируват). Вториот, преку трансаминација, формира аминокиселини од серинското семејство (Cys, Gly) и пирувична киселина (Val, Ala, Leu).
Сл.2. Синтезата на аминокиселини во гликолизата и циклусот Креббунт пентоза-фосфат е посебна патека за деградација на глукозата што обезбедува NADPH потребен за редуктивна биосинтеза. Вклучува две фази: 1) претворање на хексози во пентози и 2) претворање на пентози во хексози. Како резултат на пентози може да послужи како извор на аминокиселини; така, рибозо-5-фосфат и еритрозо-4-фосфат се трансформираат во His и Phe и Trp, соодветно.
А.2.2. Извори на азотни атоми Единствениот извор на азотни атоми што се користи за синтеза на ендогени аминокиселини е амонијакот. Може да има егзогено потекло, добиено со деградирање на протеините во храната во цревата со последователна апсорија. Сепак, најголемиот дел од амонијакот е производ на реакции на трансдиминација, оксидација на амин и хидролиза на амидните групи на глутамин и аспарагиназа. Формирањето на амино групи од амонијак се постигнува главно со реакции катализирани од аминотрансферази и глутамат дехидрогеназа.
А.3. Катаболизам на аминокиселини (18, 65)
3.1. Но, општ катаболизам
3.1.1. Декарбоксилацијата на аминокиселините е метаболички процес со кој се добиваат примарни амини (биогени амини): адреналин, норадреналин, хистамин, серотонин, холин, -аминобутирна киселина, путресцеин, итн. Во телото, биогените амини играат различни улоги: хемиски медијатори, хормони, модулатори на репликација на ДНК, итн.
3.1.2. Оксидативната деаминација и трансаминацијата се реакции што доведуваат до формирање на амонијак и нови аминокиселини.
3.1.3. Трансдеаминацијата е процес во кој оксидативната деаминација е поврзана со трансаминацијата. Овој цикличен процес е главниот извор на амонијак во телото. Покрај тоа, тие обезбедуваат регенерација на кетоацидите. Приближно 85% од добиениот амонијак се претвора во уреа на ниво на хепатоцити (уреогенетски циклус), а остатокот повторно се користи за синтеза на аминокиселини.
3.1.4. Глуконеогенеза и кетогенеза. Некои аминокиселини со деаминација формираат деградациони соединенија во циклусот на неоглукогенеза или кетогенеза. Во табелата 1.2 се наведени гликогенетските аминокиселини (кои доведуваат до пируват или оксал-ацетат), кетогенетските (лизин на крајот произведува ацетил-CoA и леуцин ацетил-CoA или ацетилацетат) и глуко- и кетогенетски (кои произведуваат или ацетоцетат, или ацетил-CoA, лесно конвертибилен во кетонски тела).
Табела 1.2. Класификација на аминокиселини и нивно метаболичко значење (38)