Биохимия. Лекция 9. Обмен белков и аминокислот. 08.04.2015. Биохимия. Лекция 9. Обмен белков и аминокислот. 08.04. Обмен белков и аминокислот(продолжение)к б. н. Басок Ю. Б
 Скачать 0.93 Mb.
|
|
ОБЩИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ Превращения аминокислот в клетке: с участием аминогруппы; по карбоксильной группе; по радикалу. ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО 2 получил название декарбоксилирования. В тканях млекопитающих декарбоксилированию может подвергаться целый ряд аминокислот или их производных: Три, Тир, Вал, Гис, Глу, Цис, Apr, орнитин, ДОФА, 5-окситриптофан и др. декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом. ВИДЫ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с α-углеродным атомом. Продуктами реакции являются CO 2 и биогенные амины: ω-Декарбоксилирование, свойственное микроорганизмам. Например, из аспарагиновой кислоты этим путем образуется α-аланин: ВИДЫ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ Декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования: В этой реакции образуются альдегид и новая аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте. Декарбоксилирование, связанное с реакцией конденсации двух молекул: в тканях животных осуществляется при синтезе δ-амино-левулиновой кислоты из глицина и сукцинил-КоА и при синтезе сфинголипидов, а также у растений при синтезе биотина. ЗНАЧЕНИЕ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ Реакции необратимы - приводят к необратимому распаду аминокислот. Образуется значительное количество СО 2 - конечного продукта метаболизма, который выводится из организма. Образуются амины, которые обладают высокой биологической активностью (поэтому такие амины называют биологически активными или биогенными аминами). Они являются медиаторами, с помощью которых сигнал передается от одной клетки к другой и от одной молекулы к другой. АЦЕТИЛХОЛИН синтезируется в нервной ткани и служит одним из важнейших возбуждающих нейромедиаторов вегетативной нервной системы. предшественник - аминокислота серин. СЕРОТОНИН образуется в надпочечниках и ЦНС из 5-гидрокситриптофана в результате действия декарбоксилазы ароматических аминокислот; биологически активное вещество широкого спектра действия: нейромедиатор проводящих путей, стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосуживающий эффект, регулирует АД, температуру тела, дыхание, обладает антидепрессантным действием, принимает участие в аллергических реакциях. ДОФАМИН образуется в нейронах промежуточного и среднего мозга; дофамин является предшественником катехоламинов - норадреналина и адреналина; является медиатором дофаминовых рецепторов в ЦНС, в больших дозах расширяет сосуды сердца, стимулирует частоту и силу сердечных сокращений, расширяет сосуды почек, увеличивая диурез. ГАМК В нервных клетках декарбоксилирование глутамата (отщепление α-карбоксильной группы) приводит к образованию γ-аминомасляной кислоты (ГАМК), которая служит основным тормозным медиатором высших отделов мозга. ГИСТАМИН образуется путем декарбоксилирования гистидина в тучных клетках соединительной ткани; стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль); сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье. ИНАКТИВАЦИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ Избыточное накопление биогенных аминов может вызывать различные патологические отклонения. Существует два типа реакций инактивации биогенных аминов – дезаминирование и метилирование. Дезаминирование протекает с образованием свободного аммиака и ФАДН 2 . Катализирует реакцию моноаминоксидаза. ИНАКТИВАЦИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ Метилирование биогенного амина происходит при наличии у него гидроксильной группы (дофамин, серотонин). В реакции принимает участие активная форма метионина S-аденозилметионин. СУДЬБА УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА АМИНОКИСЛОТ В организме пути катаболизма всех аминокислот сливаются, и сходятся к лишь 6 продуктам, которые вступают в ЦТК и здесь окисляются полностью до углекислого газа и воды с выделением энергии (пируват, ацетил-КоА, оксалоацетат, фумарат, сукцинил-КоА, α-кетоглутарат). ГЛИКОГЕННЫЕ И КЕТОГЕННЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ При определенных условиях углеродный скелет аминокислот не распадается, а участвует в синтезе углеводов (глюкогенные аминокислоты) и липидов (кетогенные аминокислоты). К глюкогенным относятся такие аминокислоты, при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК (их большинство). Кетогенными являются лизин и лейцин, при их окислении образуется исключительно ацетил-КоА. Он принимает участие в синтезе липидов: жирных кислот и холестерина. Также выделяют небольшую группу смешанных аминокислот, из них образуется пируват и ацетил-КоА (фенилаланин, тирозин, изолейцин, триптофан). СУДЬБА УГЛЕРОДНОГО СКЕЛЕТА АМИНОКИСЛОТ Пируват Ацетил-КоА фумарат оксалоацетат сукцинил-КоА α- кетоглутарат ЦТК Фен, Тир Сер, Ала, Гли, Цис Трп Лей, Лиз, Иле Глу, Глн, Арг,. Про, Гис Асп, Асн Мет, Тре, Вал, Иле НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА ФЕНИЛАЛАНИНА заболевание связано с снижением активности печёночного фермента фенилаланин-4- гидроксилазы, который катализирует превращение фенилаланина в тирозин; проявления связаны с токсическим действием на клетки мозга высоких концентраций фенилаланина, фенилпирувата, фениллактата; клинические проявления - нарушение умственного и физического развития, судорожный синдром; единственный метод лечения – диетотерапия (исключение продуктов питания, богатых фенилаланином). НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА ТИРОЗИНА тирозинемия 1 типа. Причина: недостаточность фумарилацетоацетатгидролазы. Проявления: гипотрофия, «капустный запах» от тела и мочи, задержка развития. Лечение: трансплантация печени. тирозинемия 2 типа. Причина: недостаточность тирозинаминотрансферазы. Проявления: задержка развития, катаракты и кератоз роговицы. Лечение: диета с низким содержанием тирозина. алкаптонурия. Причина: снижение активности гомогентизатоксидазы. Проявления: «черная» моча, хрупкие хрящевые образования. Лечение: диета с низким содержанием тирозина. альбинизм. Причина: дефект синтеза тирозиназы. Проявления: дипегментация кожи, волос, глаз. Лечение: защита от ультрафиолета. паркинсонизм. Причина: снижение активности тирозин- гидроксилазы или ДОФА-декарбоксилазы. Проявления: тремор, самопроизвольные движения. Лечение: введение лекарственных аналогов дофамина. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА МЕТИОНИНА И ЦИСТЕИНА Гомоцистеинемия причины: наследственный дефект ферментов цистатионин-синтазы, метилен-тетрагидрофолат- редуктазы, метионинсинтазы и недостаточность витаминов В 12 , В 9 и В 6 гомоцистеинемия – фактор риска атеросклероза, тромбозов, ИБС; проявляется при болезни Альцгеймера и нарушениях беременности. лечение: употребление витаминов В 12 , В 9 и В 6 и диетотерапия (снижение продуктов питания, богатых метионином). СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ |