Обмен отдельных аминокислот Пути использования АМК

Обмен отдельных аминокислот

Пути использования АМК

Схема превращения безазотистого остатка АМК Восстановительное аминирование СО 2 + Н 20 Углеводы Трансаминирование Жиры Ацетоновые тела

Превращения безазотистого остатка АМК

Кетогенные АМК дают кетоновые тела l l l лей, фен. три, лиз, иле.

Гликогенные АМК могут превращаться в глюкозу l l l ала, сер, тре, гли, цис. ПВК

Углеродные скелеты 20 АМК превращаются в 7 молекул l l l l ПВК, ацетил-Ко. А, ацетоацетил-Ко. А, α-кетоглутарат, сукцинил-Ко. А, фумарат, оксалоацетат.

гис глутамин про α-кетоглутарат глу арг

вал сукцинил-Ко. А иле мет

тир фумарат фен

асп оксалоацетат аспарагин

лей Ацетил-Ко. А три

лиз фен ацетоацетил-Ко. А тир лей

Биосинтез заменимых АМК Ала, глу, асп – первичные АМК. Пути синтеза: l восстановительное аминирование, l трансаминирование l

l l l l l Глутамин синтезируется из глу под действием глутаминсинтетазы. Аспарагин синтезируется из асп и глутамина. Глицин синтезируется из серина. Серин образуется из 3 -фосфоглицерата. Пролин образуется из глутамата. Аргинин синтезируется в орнитиновом цикле. Гистидин синтезируется из АТФ и рибозы. Тирозин образуется из фенилаланина. Цистеин синтезируется из метионина и серина.

Обмен дикарбоновых аминокислот Дикарбоновые АМК: l заменимые, l гликогенные, l могут быть получены из углеводов, жиров, других АМК.

Биологическая роль дикарбоновых аминокислот l l 15 -20% в белках, синтез мочевины, объединяют обмен всех АМК, объединяют все виды обмена.

Аспарагиновая аминокислота Аспарагин Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов β-аланин Ко. АSH Азотистые вещества мышц: анзерин, карнозин

Глутаминовая аминокислота Глу Синтез пуриновых нуклеотидов Фолиевая кислота Глутамин Пролин ГАМК Глутатион

Обмен фенилаланина и тирозина l l l на 50% кетогенные, фен – незаменимая АМК, тир – условно заменимая АМК.

фен

Блок 1. Фенил. ПВК: l токсичен в первые 2 -4 года жизни, l ингибирует ПК, ГК, обмен триптофана, l нарушает обмен серотонина, l приводит к развитию фенилпировиноградной олигофрении.

Фенилпировиноградная олигофрения встречается с частотой 1 на 20 000, l для постановки диагноза необходимо провести реакцию мочи с Fе. Clз 10% (зелёное окрашивание). l

Фенилпировиноградная олигофрения задержка умственного развития, l меняется нейромедиаторная активность, сокращается образование нейромедиаторных производных тирозина (тирамин, катехоламины), l нарушается баланс АМК, синтез белка, нейромедиаторов в нервной ткани. l

Скорость обмена АМК наиболее высока в нервной ткани. l Наследственные аминоацидопатии – одна из основных причин слабоумия. l

Нарушение обмена фенилаланина При побочном пути метаболизма фенилаланина образуются фенилэтиламин и фенилацетат. Это нейротоксины, они способны нарушать метаболизм липидов в мозге. l Избыток фен и его минорные метаболиты – тератогенны. Приводят к множественным порокам у плода. l

тироксин

Нарушения катаболизма тирозина. Блок 2. При дефекте йодтирозиназы развивается кретинизм. l При этом аутосомно-рецессивном заболевании моно- и дийодтирозин не дейодируются, развивается нехватка тиреоидных гормонов. l

3

Блок 3. При дефекте тирозиназы развивается альбинизм.

2

l При первичной болезни Паркинсона заторможено образование дофамина из ДОФА в ткани мозга.

Тирозин Гидроксифенил. ПВК

Гидроксифенил. ПВК Гомогентизиновая кислота

Н 2 О Фумарилацетоуксусная кислота

Кетоновые тела Синтез жирных кислот СО 2 +Н 2 О + Е

При отсутствии витамина С оксидазы не работают.

Блок 4. на уровне тирозинтрансаминазы, l развивается тирозинемия II типа. Симптомы: l умственная отсталость, l поражения глаз, кожи. l

Блок 5. l l на уровне гидроксифенил. ПВКгидроксилазы, развивается тирозинемия новорожденных.

Блок 6. на оксидазе гомогентизиновой кислоты, l развивается алкаптонурия. Симптомы: l охроноз, l артриты, l чёрная моча. Лабораторная диагностика алкаптонурии: при подщелачивании мочи Nа. ОН гомогентизиновая кислота окисляется с образованием соединения синефиолетового цвета. l Гомогентизиновая кислота ингибирует лизингидроксилазу. l

Блок 7. на фумарилацетоацетатгидролазе, l развивается тирозинемия I типа. Симптомы: l в плазме повышено содержание тирозина и метионина, l понос, l рвота, l задержка в развитии, l смерть в 6 -8 лет. l

Обмен метионина Метионин l незаменимая АМК, l гликогенная АМК.

Метионин Мет Тимин Холин Карнитин Мелатонин Адреналин Креатин

Холин Фосфатидилхолин Креатин

Метионин участвует в реакциях трансметилирования Трансметилирование – перенос метильной группы. l Донором метильной группы служит S-аденозилметионин. l Метильная группа стаёт подвижной с помощью АТФ. l Кофермент, переносящий метильную группу – ТГФК. l

АТФ ФФн+Фн Метионин-аденозилтрансфераза Метионин S-Аденозилметионин

Реакции трансметилирования применяются в l l l l синтезе фосфатидилхолина, синтезе карнитина, синтезе креатина, синтезе адреналина из норадреналина, синтезе ансерина из карнозина, метилировании азотистых оснований в нуклеотидах, инактивации метаболитов и обезвреживании чужеродных соединений.

В организме человека существует цикл активирования метильной группы ТГФК N 5 -CHз-ТГФК Гомоцистеин АТФ Метионин ФФн+Фн S-аденозилметионин R Аденозин Н 2 О R-CHз S-аденозилгомоцистеин

Гомоцистеин расходуется на l синтез цистеина, l регенерацию метионина. При избытке гомоцистеина возникают тромбозы.

l Наряду с ТГФК метилкобаламин – промежуточный переносчик метильной группы.

Вторая активная форма метионина – витамин U предупреждает развитие язвы, l используется против атеросклероза, жировой инфильтрации печени, l притупляет боль, l тормозит выделение гистамина. l

Синтез цистеина ФП 1 1 Гомоцистеин Серин Цистотионин синтетаза Цистотионин

2 Цистотионаза Цистотионин Цистеин Гомосерин

Гомосерин a –Кетомасляная кислота Пропионил Сукцинил-Ко. А

Цистеин l l глюкопластичная, условнозаменимая.

Цистеин Цис Ko. ASH Инсулин, вазопрессин, окситоцин Глутатион Цистин Таурин Активный центр ферментов

Блоки Гомоцистеинурия l возникает при отсутствии цистотионинсинтетазы, l лечение ФП, l в клетках нервной ткани откладывается гомоцистеин, что ведёт к умственной отсталости, l остеопороз, смещение хрусталика, страдает костный мозг, l тромбоэмболия в почках, с мочой выделяется метионин и гомоцистеин. l Гомоцистеин препятствует образованию нормальных поперечных сшивок в коллагене, повреждает интиму сосудов.

Цистинурия (ЦОАЛ) возникает при аномальной реабсорбции АМК в канальцах почек, l с мочой увеличивается экскреция цистеина, орнитина, аргинина, лизина из-за нарушения обратного всасывания, l цистин слабо растворим, возникают цистиновые камни в почечных канальцах. l

Цистиноз (болезнь накопления) наследственное заболевание, l причина болезни – нарушение функции лизосом, l в основе болезни – дефект окисления цистина в тканях, дефект реабсорбции АМК в почечных канальцах, l кристаллы цистина откладываются во многих тканях и органах, l нарушена функция почечных канальцев. l

Цистотионинурия l l возникает, если нет цистотионазы, умственная отсталость, камни в почках, психические расстройства.

Окисление цистеина Цистеинсульфинат

Цистеинсульфинат Цистеиновая кислота

2 Цистеиновая кислота Таурин

Сульфинил. ПВК Цистеинсульфинат ПВК

S 042 C мочой КМПС ФАФС

Болезнь кленового сиропа l l l 1. 2. резкая патология, в раннем детстве ведёт к нарушению развития мозга и смерти, с мочой выделяются АМК с разветвлённой цепью (лей, иле, вал), α-кетокислоты. лей, иле, вал подвергаются трансаминированию, образуются α-кетокислоты. Окислительное декарбоксилирование (ДГ-комплекс), образуется ацил. Ко. А – производные жирных кислот.

Биосинтез и распад креатина Креатин и креатининфосфат – важные азотистые вещества мышцы. l Находится креатин в мышцах, ткани мозга, миокарде в свободном состоянии и в форме фосфокреатина. l При переходе от покоя к работе мышцы сначала используют АТФ, образующийся из креатинфосфата – это наиболее быстрый путь генерации АТФ. l

Синтез креатина l Первая стадия синтеза креатина протекает в почках под действием глицинамидинотрансферазы. Арг Гли Гуанидинуксусная кислота Орнитин

l Вторая стадия – метилированиепротекает в печени. S-аденозил метионин S-аденозил гомоцистеин Гуанидинацетат метилтрансфераза Гуанидинуксусная кислота Креатин

В мышцах имеется высокоэнергетическое вещество – креатинфосфат. l + АДФ + АТФ КФК Креатинфосфат

l Креатинин образуется в результате неферментативного дефосфорилирования креатинфосфата. Н 20 Фн Креатинфосфат Креатинин

Содержание в плазме крови l l В плазме крови в небольших количествах содержатся креатин и креатинин. Содержание креатинина в плазме крови - 44 -100 ммоль/л у мужчин, у женщин - чуть меньше. С мочой креатин выделяется только у детей, у взрослых – креатинин. При болезнях почек с нарушением фильтрации выделение креатинина уменьшается, а его количество в крови увеличивается. В норме суточное выделение креатинина с мочой пропорционально мышечной массе.

Диагностическое значение уровень креатинина в сыворотке – чувствительный показатель состояния функции почек, l снижение выделение креатинина с мочой наблюдается при гипертиреозе и прогрессирующей мышечной дистрофии в связи со снижением скорости синтеза креатина. l

Физиологическая креатинурия наблюдается у новорожденных, так как преобладает скорость синтеза креатина, l у пожилых вследствие атрофии мышц, l у беременных из-за развития мышечной массы матки, l алиментарная креатинурия обусловлена принятием пищи, богатой креатином. l

Повышение выделения креатина наблюдается при переохлаждении организма. l заболеваниях скелетной мускулатуры (при нарушении трофики и структуры мышц), l при этом креатинурия сопровождается снижением содержания креатинина в моче, что связано с нарушением механизма превращения креатина в креатинин. l

Биохимические методы оценки тяжести эндогенной интоксикации l l l l исследование белкового спектра крови, содержание в крови мочевины, креатинина, функциональные пробы печени, активность протеаз, интенсивность ПОЛ, активность МАО и ДАО крови, содержание в крови МСМ.