Слайд 1Лекция 10
ТЕМА
Обмен аминокислот
и аммиака
Частные пути обмена
аминокислот
к.б.н., доцент И.В. Андреева
Каф. Общей
и биологической химии
Слайд 2План лекции
10.1. Биосинтез заменимых аминокислот
10.2. Обмен серина глицина. Роль фолиевой
кислоты
10.3. Обмен метионина. Реакции метилирования
10.4. Обмен фенилаланина и тирозина
10.5. Роль
белков в питании
Слайд 410.1. Биосинтез заменимых аминокислот
Слайд 510.1. Биосинтез заменимых аминокислот
Слайд 610.2. Обмен серина глицина. Роль фолиевой кислоты
3-фосфоглицерат – метаболит
гликолиза
для синтеза серина
В организме серин используется
для синтеза:
фосфолипидов
(фосфатидилсерины, сфингомиэлины)
аминокислот (глицина
и цистеина).
При синтезе глицина образуется важный
для дальнейших синтезов кофермент из
фолиевой кислоты (вит В9), несущий
одноуглеродные фрагменты!
При катаболизме серина
дезаминированием образуется ПВК
Слайд 7
Превращение серина в глицин и катаболизм глицина с образованием
одноуглеродных групп.
Коферментом ферментов этих реакций является Н4-фолат, образующийся из
фолиевой кислоты
(витамина В9 или Вс).
Глицин является предшественником : порфиринов (гема),
пуриновых оснований,
коферментов, глутатиона, креатинина и др.
Слайд 8Чтобы переносить одноуглеродные фрагменты в печени
фолиевая кислота превращается в кофермент
- Н4-фолат .
А в реакциях с серином и глицином принимает
одноуглеродные
фрагменты, которые отдает в других
реакциях синтезов с помощью других ферментов.
Слайд 9Строение фолиевой кислоты
Остатков глутаминовой кислоты может быть несколько
Слайд 10Аналоги парааминобензойной кислоты –
бактериостатики (антибиотики)
Парааминобензойная кислота – компонент витамина
В9 или фолиевой кислоты или Вс
Общая формула сульфаниламидов
бактериостатиков
где R –
Н - стрептоцид
Другие радикалы –
фталазол, бисептол…
Слайд 11Препараты являются конкурентными ингибиторами ферментов
синтеза фолиевой кислоты у бактерий
и используются как
псевдосубстраты, в результате чего образуется соединение, не
выполняющее
функции фоливой кислоты. Это делает невозможным
деление клеток, бактерии перестают размножаться и погибают.
Сульфаниламиды еще называют антивитаминами.
Слайд 12РЕАКЦИИ ОБМЕНА
серусодержащих аминокислот
Цистеин
Метионин
СН2
Слайд 1310.3. Обмен метионина. Реакции метилирования
1. Метионин – незаменимая кислота,
(1) необходимая
для синтеза белков. (Как и многие другие аминокислоты,
метионин подвергается
трансаминированию).
(2) Мет-тРНК участвует в инициации процесса трансляции каждого белка.
(3) Особая роль метионина заключается в том, что его метильная группа
используется для синтеза целого ряда соединений в реакциях
трансметилирования. Для этой функции метионин должен превратиться
в активную форму – S-аденозинметионин (SАМ), и образуется во
всех типах клеток.
Слайд 14
2. Метаболизм метионина
(1) Регенерация метионина тесно связана с обменом серина
и глицина и
взаимопревращениями производных Н4-фолата несущих
одноуглеродные фрагменты ( -СН3, -СН2-, =СН-, -СНО).
(2) Метионин и серин необходимы для синтеза условно заменимой аминокислоты цистеина, где метионин является уже донором атома серы
Слайд 163. Синтез фосфатидилхолина с участием метионина
Фосфатидилхолин (лецитин) очень важный фосфолипид
для человека.
Активно синтезируется в печени.
Необходим (1) для построения
мембран клеток
и (2) формирования (образования оболочки) липопротеинов
(ЛПОНП и ЛПВП).
Если синтез его снижен происходит жировое перерождение печени.
Поэтому метионин называется липотропным фактором.
Слайд 174. Синтез карнитина
Карнитин – переносчик высших
жирных кислот в митохондрии
для бета-окисления.
Синтезируется
из
промежуточного продукта
превращения лизина –
гамма бутиробетаина путем
метилирования с участием
SАМ
.
Слайд 185. Синтез креатина
происходит из трех аминокислот:
аргинина,
глицина и
метионина.
Синтез начинается в почках и заканчивается
в печени.
Из печени креатин поступает в мышцы, где
превращается в креатинфосфат.
Креатинфосфат –
макроэргическое соединение и является
резервной формой энергии.
Креатинфосфата в покоящейся мышце в 8
раз больше, чем АТФ.
обеспечивает работающую мышцу
энергией в начальный период работы.
часть образовавшегося креатинина и
креатинфосфата с постоянной
скоростью превращается в креатинин,
который выводится с мочей
(норма 1-2 г в сутки).
Показатель используется в медицине и в спорт. медицине.
Слайд 19РЕАКЦИИ ОБМЕНА
фенилаланина и тирозина
Фенилаланин
Тирозин
Слайд 2010.4. Обмен фенилаланина и тирозина
Фенилаланин -
незаменимая кислота
поступает с
пищей и
используется только для
синтеза белков (10%).
Остальная часть
фенилаланина
должна
превратиться в тирозин –
условно заменимую
аминокислоту.
Слайд 21фенилаланин и тирозин
п-Оксифенилпируват
Тирозин
Белки
Фенилпируват
Фенилацетат
Фениллактат
ДОФА
Дофамин
Норадреналин
Адреналин
Фенилаланин
Гомогентизиновая
кислота
Малеилацетоацетат
Фумарилацетоацетат
Фумарат
Ацетоацетат
Дофахром
Меланин
Т3, Т4
глюконеогенез
окисление
Фенилацетил-глутамин
Слайд 22Реакция гидроксилирования фенилаланина и регенерация тетрагадробиоптерина (ТГБП)
патологии (ФКУ)
Реакцию катализирует фенилаланингидроксилаза
(1), коферментом которой
тетрогидробиоптерин (Н4БП). Кофактором являются ионы Fe3+.
Н4БП
в результате реакции окисляется (отдает свои два водорода) и превращается в дигидробиоптерин (Н2БП).
Регенерация дигидробиоптерина (2) происходит при участии дигидробиоптеринредуктазы с использованием НАДФН.
Дефекты (мутации в генах) этих ферментов (энзимопатии) вызывают серьезные заболевания
фенилкетонурии – ФКУ классическая (1) и вариативная (2).
Кроме того, Н4БП необходим и для реакций гидроксилирования не только фенилаланина, но и
тирозина и триптофана, поэтому при недостатке этого фермента нарушается метаболизм всех
3х аминокислот в том числе и нейромедиаторов катехоламинов и серотонина. Заболевание
харктеризуется неврологическими нарушениями и ранней смертностью (злокачественная ФКУ)
Слайд 23Другие заболевания связанные с нарушением обмена фенилаланина и тирозина
Алкаптонурия (черная
моча) - нарушения катаболизма тирозина (дефект фермента диоксигеназы гомогентизиновой кислоты).
Альбинизм
– дефект тирозиназы в меланоцитах, катализирующего превращение тирозина в ДОФА. Нарушение синтеза темных пигментов меланинов.
Недостаточность дофамина в черной субстанции мозга – Паркинсонизм.
Депрессивные состояния – сниженое содержание в нервных клетках дофамина и ноадреналина.
Шизофрения – гиперсекреция дофамина в височной доле мозга, или в различное содержание в разных полушариях мозга.
Слайд 24Алкаптонурия
Моча
пациента с ФКУ
Позвоночник
пациента с ФКУ
Пигментация склеры и хрящей
ушных раковин
Слайд 26Роль триптофана
тирамин
Белки
ТРИПТОФАН
серотонин
мелатонин
витамин РР
Слайд 28
Пути использования аминокислот в тканях
Синтез белков
Синтез углеводов и
липидов
Аминокислоты
Синтез азотистых небелковых веществ
Пурины, пиримидины
Порфирины
Гормоны –катехоламины, тироидные гормоны
Пигмент
- меланин
Витамин РР
Креатин
Глутатион
Анаболизм
Слайд 29Содержание белка в некоторых пищевых продуктах
Мясо
18-22
Рыба 17-20
Сыр 20-36
Молоко 3,5
Рис 8,0
Горох 26
Соя 35
Картофель 1,5-2,0
Капуста 1,1-1,6
Морковь 0,8-1,0
Яблоки 0,3-0,4
Слайд 30Анорексия
Отрицательный азотистый баланс
Задержка роста и развития
Специфические симптомы недостаточности:
Лизин (чувствительность к
шуму, тошнота, головокружение)
Валин, триптофан (анорексия, тошнота, рвота)
Лейцин
(головная боль, жажда, утомляемость, психическая подавленность)
Симптомы недостаточности поступления АК
Слайд 33Роль дикарбоновых аминокислот
АСПАРТАТ
Белки
Глутатион
ГЛУТАМАТ
Нуклеотиды
Глутамин
Аспарагин
ГАМК
Пролин
Реакции непрямого дезаминирования
Мочевина
Слайд 34Биогенные амины (нейромедиаторы)
синтез, инактивация, биологическая роль
Некоторые аминокислоты и их производные
могут
подвергаться декарбоксилированию (отщеплению альфа-карбокси-
льной группы), с образованием аминов и СО2.
Коферментом
декарбоксилаз является ПФ (вит В6)
Слайд 35Гистамин
Активно образуется в тучных клетках кожи, легких, печени, базофилах и
эозинофилах. Накапливается в секреторных гранулах.
1. Расширение артериол и капилляров и,
как следствие, покраснение кожи,
снижение артериального давления;
2. Повышение проницаемости стенки капиллярови, как следствие выход жидкости в
межклеточное пространство (отечность), снижение артериального давления;
3. В головном мозге повышение внутричерепного давления;
4. Увеличение тонуса гладких мышц и бронхов, следовательно спазм, удушье;
5. Слабо повышает тонус мышц ЖКТ;
6. Стимулирует секрецию слюны и желудочного сока.
Слайд 36Серотонин
Образуется в тучных клетках кожи, легких, печени, в селезенке, ЦНС
1.
Стимулирует сокращение гладких мышц ЖКТ и следовательно увеличивает
перистальтику кишечника;
2. Выраженно стимулирует сокращение гладких мышц сосудов, кроме сосудов миокарда и скелетных мышц и, как следствие, пвышение артериального давления;
3. Слабо увеличивает тонус гладких мышц бронхов;
4. В ЦНС является тормозным медиатором;
5. В периферических нервных окончаниях обуславливает возникновение боли и зуда
Слайд 37Гамма-амино масляная кислота (ГАМК)
Синтез ГАМК происходит исключитльно в ЦНС в
подкорковых образованиях
головного мозга
В ЦНС ГАМК наряду с глутаминовой кислотой
является тормозным медиатором.
Наиболее высока её роль в височной и лобной коре, гиппокампе, миндалевидных и
гипоталомических ядрах, черной субстанции, ядрах мозжечка.
Слайд 38Дофамин
Синтез дофамина происходитв основном в нейронах промежуточного и среднего
мозга
Является
медиатором дофаминовых рецепторов в подкорковых образованиях ЦНС,
в больших дозах
расширяет сосуды сердца, стимулирует частоту и силу сердечных
сокращений, расширяет сосуды почек, увеличивает диурез.
Слайд 39Дезаминирование аминокислот синтез биогенных аминов
Слайд 40Нейромедиаторы живут недолго
И инактивируются дезаминирование или метилированием