Обмен отдельных аминокислот Схема превращения безазотистого остатка

Обмен отдельных аминокислот

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

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

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

Углеродные скелеты 20 АМК превращаются в 7 молекул • • 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: • восстановительное аминирование, • трансаминирование

• 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: • заменимые, • гликогенные, • могут быть получены из углеводов, жиров, других АМК.

Биологическая роль дикарбоновых аминокислот • • 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 • на 50% кетогенные, • фен – незаменимая АМК, • тир – условно заменимая АМК.

фен

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

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

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

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

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

тироксин

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

3

Блок 3. При дефекте тирозиназы развивается альбинизм.

2

• 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, • развивается тирозинемия II типа. Симптомы: • умственная отсталость, • поражения глаз, кожи.

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

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

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

Обмен метионина Метионин • незаменимая АМК, • гликогенная АМК.

Метионин Мет Тимин Холин Карнитин Мелатонин Адреналин Креатин

Холин Фосфатидилхолин Креатин

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

АТФ ФФн+Фн Метионин-аденозилтрансфераза Метионин S-Аденозилметионин

Реакции трансметилирования применяются в 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 • синтез цистеина, • регенерацию метионина. При избытке гомоцистеина возникают тромбозы.

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

Синтез цистеина ФП 1 1 Гомоцистеин Серин Цистотионин синтетаза Цистотионин

2 Цистотионаза Цистотионин Цистеин Гомосерин

Гомосерин a –Кетомасляная кислота Пропионил Сукцинил-Ко. А

Цистеин • глюкопластичная, • условнозаменимая.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Содержание в плазме крови • 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, • снижение выделение креатинина с мочой наблюдается при гипертиреозе и прогрессирующей мышечной дистрофии в связи со снижением скорости синтеза креатина.

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

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

Биохимические методы оценки тяжести эндогенной интоксикации • 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.