Лекция 23 Цикл мочевины Обмен отдельных аминокислот

План • Синтез мочевины, ход реакций, регуляция, значение • Значение отдельных аминокислот • Обмен ароматических аминокислот, патология обмена. • Обмен креатина: синтез, значение креатинфосфата.

• Аммиак образуется в результате реакций дезаминирования аминокислот, биогенных аминов и пиримидиновых азотистых оснований, амидов аминокислот в тканях, в результате деятельности микрофлоры в кишечнике (гниение белков). • В норме содержание аммиака – 25 -40 мкмоль/л • Мочевина - основной конечный продукт азотистого обмена, в составе которого из организма выделяется до 90% всего выводимого азота. • Экскреция мочевины в норме составляет около 25 г/сут.

Орнитиновый цикл Кребса (цикл мочевины)

1. Синтез карбамоил-фосфата

2. Синтез цитруллина из карбамоилфосфата и орнитина

3. Образование аргининсукцината из цитруллина и аспартата

4. Расщепление аргининсукцината на фумарат и аргинин

Итоговое уравнение цикла мочевины СО 2 + NH 3 + Аспартат + 3 АТФ + 2 Н 2 О → → Мочевина + Фумарат + 2 (АДФ + Н 3 Р 04) + АМФ + H 4 P 2 O 7 Расходуются четыре макроэргических связи трёх молекул АТФ на каждый оборот цикла.

Биологическая роль Цикла мочевины: • превращение азота аминокислот в мочевину, которая экскретируется и предотвращает накопление токсичных продуктов, главным образом аммиака; • синтез аргинина и пополнение его фонда в организме.

• Все ферменты орнитинового цикла есть только в гепатоцитах. • Первые две реакции орнитинового цикла происходят в митохондриях (синтез цитруллина), а последующие три - в цитозоле. • Цитруллин, образующийся в митохондрии, должен быть перенесён в цитозоль, а орнитин, образующийся в цитозоле, необходимо транспортировать в митохондрию. • В энтероцитах найдена карбамоилфосфат-синтетаза I и орнитинкарбамоилтрансфераза (может синтезироваться цитруллин). • В почках обнаружены аргининсукцинатсинтетаза и аргининосукцинатлиаза. • Активность этих рассеянных по разным органам ферментов значительно ниже, чем в печени.

Регуляция цикла мочевины Ключевые ферменты цикла мочевины: • Карбамоилфосфатсинтетаза • Орнитинкарбомаилтрансфераза • Аргиназа Увеличение синтеза мочевины происходит при: • длительной физической работе; • длительном голодании, которое сопровождается распадом тканевых белков; • некоторых патологических состояниях, характеризующиеся интенсивным распадом белков; • избыточном белковом питании.

Связь цикла мочевины с циклом Кребса

Значение глицина в организме

Нарушения обмена заменимой аминокислоты глицина • Гиперглицинемия (повышение глицина в крови вследствие дефекта глицинрасщепляющей ферментной системы) - повреждение мозга, судороги, гипотония, нарушение дыхания. • Глицинурия (повышенное выделение глицина с мочой (до 1 г/сут) при нормальном содержании его в крови) - образование оксалатных камней в почках.

Обмен незаменимой аминокислоты метионина

Значение креатина Креатин необходим для синтеза высокоэнергетического соединения мышц – креатинфосфата. Определение активности креатинкиназы и его изоферментных форм в крови используется в медицине для диагностики таких заболеваний, как инфаркт миокарда, миопатии, мышечные дистрофии и др.

Синтез креатина 1 стадия. Образование гуанидинацетата (происходит в почках)

2 стадия. Метилирование гуанидинацетата с образованием креатина (происходит в печени)

Неферментативное дефосфорилирование креатинфосфата

• Клиренс креатинина (или проба Реберга) – это метод определения способности почек очищать кровь от конечных продуктов обмена (ненужных организму веществ). • В норме содержание креатинина в моче у женщин составляет 5, 3 – 15, 9 ммоль/л, у мужчин 7, 1 – 17, 7 ммоль/л. При нарушении выделительной функции почек уровень креатинина в моче снижен.

Определение клиренса креатинина С = (Км х V) / Ккр • С - клиренс креатинина (объем плазмы, фильтрующейся через почки в минуту); • V - объем мочи, выделенный за 1 минуту (минутный диурез); • Км - концентрация креатинина в моче; • Ккр - концентрация креатинина в крови.

Обмен ароматических аминокислот Йодтиронины Тирозин Фенилаланин Фенилпируват ДОФА Катехоламины Гидроксифенилпируват Фениллактат Гомогентизиновая кислота Фумарат Ацетоацетат Меланин

Гидроксилирование фенилаланина

Фенилкетонурия – заболевание, при котором блокируется превращение незаменимой аминокислоты фенилаланина в тирозин фенилгидроксилаза Фенилаланин →▐ → Тирозин ↓ Фенилпировиноградная кислота (фенилпируват) ↓ Фенилуксусная килота (фенилацетат) Фенилкетонурия (ФКУ) или фенилпировиноградная олигофрения – это наследственное заболевание, приводящее в раннем детстве к гибели ребёнка или к развитию тяжёлой умственной отсталости. Частота встречаемости составляет ≈ 1: 10000 новорожденных. Молекулярный дефект – отсутствие фенилгидроксилазы. У больных происходит накопление Phe в тканях и крови примерно в 40 раз выше, чем в норме. Накопление фенилпирувата и фенилацетата – причина умственной отсталости.

Алкаптонурия - наследственное заболевание, обусловленное выпадением функций оксидазы гомогентизиновой кислоты, характеризующееся расстройством обмена тирозина и экскрецией с мочой большого количества гомогентизиновой кислоты Тирозин Гидроксифенилпируват Гомогентизиновая кислота Гомогентизиноксидаза полимеризация алкаптон Пигмент черного цвета

Альбинизм — врождённое отсутствие меланина (пигмента кожи, волос, радужной и пигментной оболочек глаза). Причина альбинизма - отсутствие (или блокада) фермента тирозиназы. Тирозин ДОФА Меланин