BIBL - medziprodukty metabolizmu

Dokumenty

PRIEBEŽNÉ METABOLIZMY Cornelia Pencea, Constantin Ionescu-Trgovite1. Metabolizmus bielkovín

metabolizmu

A. Metabolizmus aminokyselín

A.1 Definícia aminokyselín

Existuje 20 základných aminokyselín špecifikovaných genetickým kódom, ktoré existujú vo všetkých živých organizmoch. Aminokyseliny obsahujú centrálny atóm uhlíka v polohe, na ktorú sú naviazané jedna karboxylová skupina a ďalšia amino skupina, atóm vodíka (kovalentne naviazaný) a bočný reťazec (R), ktoré tvoria rozdiel medzi 20 aminokyselinami (obr. 1) ( 18, 65).

Obr.1 Všeobecná štruktúra aminokyselín Výnimkou zo všeobecného vzorca je prolín, ktorý má funkciu sekundárneho amínu. Desať z 20 aminokyselín je možné syntetizovať v bunkách a označuje sa ako neesenciálne. Zvyšných desať aminokyselín, ktoré sa nazývajú esenciálne, nie je syntetizovaných vôbec alebo je syntetizovaných v príliš malom množstve pre potreby tela (18, 23). Skratky použité v tomto dokumente pre rôzne aminokyseliny sú uvedené v tabuľke 1.1.

Tabuľka 1.1. Skratky pre aminokyseliny použité v texte (18)

A.2. Biosyntéza aminokyselín

Všetky voľné aminokyseliny, ktoré v určitom okamihu existujú v tele, tvoria spoločné metabolické pozadie aminokyselín. Aminokyseliny tohto pôvodu sú poskytované hydrolýzou potravinových a tkanivových proteínov, ako aj endogénnou syntézou nebielkovinových molekúl (18, 65).

Endogénna syntéza neesenciálnych aminokyselín zahrnuje ako zdroj atómov uhlíka (uhľovodíkový hlavný reťazec), tak zdroj atómov dusíka (aminoskupinu).

A.2.1. Zdroje atómov uhlíka Ide o medziprodukty lipidového metabolizmu a najmä metabolizmu uhľohydrátov. Z každého medziproduktu sa zvyčajne vytvorí niekoľko aminokyselín patriacich do rovnakej rodiny. Existujú tri metabolické dráhy, ktoré poskytujú tieto medziprodukty: cyklus trikarboxylových kyselín (Krebsov cyklus), glykolýza a pentosofosfátová cesta (obr. 2).

Krebsov cyklus je jednak katabolickou cestou, ktorá je spoločná pre sacharidy, bielkoviny a lipidy, jednak anabolickou cestou, ktorá poskytuje sprostredkovateľov pri rôznych metabolických procesoch. Tento vývoj vedie okrem iného k tvorbe oxaloacetátu a ketoglutarátu, ktoré transamináciou tvoria aminokyseliny z rodiny kyseliny asparágovej (Asn, Met, Thr, Lys) a rodiny kyseliny glutámovej (Gln, Pro, Arg).

Glykolýza poskytuje zložky potrebné na syntézu triglyceridov (acetyl-CoA a glycerol), ale tiež zlúčeniny zúčastňujúce sa na syntéze aminokyselín (3-fosfoglycerát, fosfoenolpyruvát a pyruvát). Posledne menované prostredníctvom transaminácie tvoria aminokyseliny z rodiny serínov (Cys, Gly) a kyseliny pyrohroznovej (Val, Ala, Leu).

Obr. Syntéza aminokyselín v glykolýze a Krebsuntov pentózo-fosfátový cyklus sú osobitnou cestou degradácie glukózy, ktorá poskytuje NADPH potrebný na redukčnú biosyntézu. Zahŕňa dve fázy: 1) premenu hexóz na pentózy a 2) premenu pentóz na hexózy. Výsledné pentózy môžu slúžiť ako zdroj aminokyselín; teda ribozo-5-fosfát a erytroso-4-fosfát sa transformujú na His, respektíve Phe a Trp.

A.2.2. Zdroje atómov dusíka Jediným zdrojom atómov dusíka používaným na endogénnu syntézu aminokyselín je amoniak. Môže byť exogénneho pôvodu, získaného degradáciou potravinových bielkovín v čreve s následnou absorpciou. Väčšina amoniaku je však produktom transdiminačných reakcií, oxidácie amínov a hydrolýzy amidových skupín glutamínu a asparaginázy. Tvorba aminoskupín z amoniaku sa dosahuje hlavne reakciami katalyzovanými aminotransferázami a glutamátdehydrogenázou.

A.3. Katabolizmus aminokyselín (18, 65)

3.1. Ale všeobecný katabolizmus

3.1.1. Dekarboxylácia aminokyselín je metabolický proces, pri ktorom sa získavajú primárne amíny (biogénne amíny): adrenalín, noradrenalín, histamín, serotonín, cholín, kyselina -aminomaslová, putresceín atď. V tele hrajú biogénne amíny rôzne úlohy: chemické mediátory, hormóny, modulátory replikácie DNA atď.

3.1.2. Oxidačná deaminácia a transaminácia sú reakcie, ktoré vedú k tvorbe amoniaku a nových aminokyselín.

3.1.3. Transdeaminácia je proces, pri ktorom je oxidatívna deaminácia spojená s transamináciou. Tento cyklický proces je hlavným zdrojom amoniaku v tele. Okrem toho zabezpečujú regeneráciu ketokyselín. Približne 85% výsledného amoniaku sa prevedie na močovinu na úrovni hepatocytov (ureogenetický cyklus) a zvyšok sa znovu použije na syntézu aminokyselín.

3.1.4. Glukoneogenéza a ketogenéza. Niektoré aminokyseliny deamináciou tvoria degradačné zlúčeniny v cykle neoglukogenézy alebo ketogenézy. Tabuľka 1.2 ukazuje glykogenetické aminokyseliny (ktoré vedú k vzniku pyruvátu alebo oxal-acetátu), ketogenetické (lyzín nakoniec produkuje acetyl-CoA a leucín acetyl-CoA alebo acetylacetát) a gluko- a ketogenetické (produkujúce buď acetoacetát, buď acetyl-CoA, ľahko konvertovateľný na ketolátky).

Tabuľka 1.2. Klasifikácia aminokyselín a ich metabolický význam (38)