МЕТАБОЛИЗМ БЕЛКОВ: СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА И СИНТЕЗА АМИНОКИСЛОТ СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ КАТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛОТ После удаления аминогруппы углеводный скелет аминокислот т рансформирует ся в мет аболит ы, кот орые могут преврат ит ся в глюкозу, жирные кислот ы, кет оновые тела или окислят ься в цикле т рикарбоновых кислот . Углеводный скелет 20 основных аминокислот превращается в семь молекул: пируват , ацет ил CoA, ацет оацет ил CoA, -кет оглут арат , сукцинил CoA, фумарат , оксалоацет ат . Гликогенные и кетогенные аминокислоты • Гликогенные аминокислоты (деградируют к пирувату или метаболитам цикла Кребса) – обеспечивают путь глюконеогенеза • Кетогенные аминокислоты (деградируют к ацетил CoA или ацетоацетил CoA) – могут использоваться на синтез жирных кислот или кетоновых тел • Некоторые аминокислоты - гликогенные и кетогенные одновременно Пируват как исходная точка в метаболизме Оксалоацетат как исходная точка в метаболизме Аспартат и аспарагин превращаются в оксалоацетат Аспартат + -кетоглутарат оксалоацетат + глутамат Аспарагин гидролизируется к NH4+ и аспартату, который потом трансаминируется. -Кетоглутарат как исходная точка в метаболизме Сукцинил СоA - точка для входа нескольких неполярных аминокислот Деградация метионина S-аденозилметионин (SAM) –донор метильных групп в клетке Гомоцистеин способствует розвитию сосудистых заболеваний и атеросклероза Гомоцистеин (в норме < 15 мкмоль/л) Гипергомоцистеинемия может быть причиной: •сосудных заболеваний, эндотелиальной дисфункции, атеросклероза, тромбофилий; •аномалий скелета; •отставания в умственном развитии; •эктопии хрусталика; •болезни Альцгеймера; •почечной недостаточности Гомоцистеин Превращение аминокислот с разветвлённой цепью дегидрогеназа разветвлённой цепи Катаболические пути валина и изолейцина напоминают путь превращения лейцина. Изолейцин образует ацетил CoA и пропионил CoA Валин образует CO2 и пропионил CoA. Катаболизм ароматических аминокислот Ацетоацетат, фумарат, и пируват — являются общими метаболитами. Молекулярный кислород используется для разрыва ароматического кольца. Гомогентизатоксидаза ФА гидроксилаза +O2 тетрагидрбиоптерин Катаболизм триптофана проходит с участием нескольких оксигеназ Пируват ВРОЖДЁННЫЕ БОЛЕЗНИИ МЕТАБОЛИЗМА АМИНОКИСЛО Алкапт онурия – врождённое нарушение метаболизма тирозина, обусловленное отсутствием гомогент изат оксидазы. гомогентизиновая кислота аккумулируется и экскретируется мочёй приобретает чёрный цвет на воздухе У детей: моча на пелёнках темнеет У взрослых: потемнение ушей (охроноз) темные пятна на склере и роговице Aлкаптонурия Охроноз – накопление пигмента гомогентизиновой кислоты в соединительной ткани Артрит является частым осложнением охроноза при алкаптонурии Стеноз аортального клапана при алкаптонурии Моча преобретает чорный цвет на воздухе Болезнь кленового сиропа – нарушение окислительного декарбоксилирования кетокислот, образованных из валина, изолейцина, и лейцина, дефект дегидрогеназы разветвлённых цепей. Уровень аминокислот с развет влённой цепью и - кетокислот значительно увеличивается как в крови так и в печени. Моча с запахом кленового сиропа Ранние симптомы: летаргия кетоацидоз потеря сознания, кома и смерть Фенилкет онурия дефицит фенилаланингидроксилазы Фенилаланин превращается в фенилпируват. Нарушение миелинирования нервов Масса мозга ниже нормы. Умственное и физическое отставание. Диагностические критерии: уровень фенилаланина в крови FeCl3 тест пробы ДНК (пренатально) Альбинизм – гениетически детерминированное отсутствие или недостаточность фермента тирозиназы. Тирозиназа в меланоцитах окисляет тирозин к ДОФА и ДОФА-хинону. тирозиназа Симптомы альбинизма: • снижение продукции или отсутствие меланина в коже, волосах, глазах; • снижение колличества меланина в коже; • высокая чувствительность к солнечному свету; • повышенный риск развития рака кожи ; • солнечные ожоги; • фотофобия; • снижение остроты зрения; • косоглазие, нистагм СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПУТИ СИНТЕЗА АМИНОКИСЛОТ •Растения и микроорганизмы могут синтезировать все 20 аминокислот •В организме человека может образоваться только 11 аминокислот (“заменимые” аминокислоты) •Заменимые аминокислоты образуются из метаболитов гликолиза или цикла Кребса •Другие АК называются “незаменимые" аминокислоты и должны поступить с пищей СИНТЕЗ ОКСИДА АЗОТА (NO) С АРГИНИНА • Оксид азота (.N=O) – газ, который может быстро дифундировать в клетке и является месенджером, активирущим гуанилатциклазу (синтез ГМФ) • NO расширяет сосуды, снижает давление и является нейротрансмитером в нервной системе • Нитроглицерин превращается в NO и расширяет коронарные артерии при лечении ишемической болезни сердца Превращение аргинина к NO синтазой оксида азота Пути образования незаменимых аминокислот являются скложными Дефицит хотя бы одной аминокислоты приводит к отрицательному азотистому балансу. В этом случае больше белка распадается, чем синтезируется. Пути синтеза аминокислот характеризируются дивергенцией Общие черты: углеводный скелет образует ся из мет аболит ов гликолиза, пентозофосфатного пути, цикла трикарбоновых кислот. Все аминокислоты группируются в семейства относительно метаболитов из которых они образуются Спасибо за внимание!