A szénlánc sorsa
Lebontási sorozatok 1. Piroszőlősav csoport 2. Acetoacetil-CoA csoport 3. α- keto-glutársav csoport 4. Szukcinil-CoA csoport 5. Fumársav csoport 6. Oxálecetsav csoport
1. Piroszőlősavvá bomló aminosavak treonin glicin cisztein szerin alanin piroszőlősav
Cisztein metabolizmus Glutation metionin protein PAPS CDO=cisztein dioxigenáz 2O 2 2NADPH 2H 2 O 2NADP Transzamináz deszulfináz dekarboxiláz oxigenáz ciszteindeszulfhidratáz
A homocisztein lebontásának károsodása növeli a plazma homocisztein szintjét: hiperhomociszteinémia Homocisztein metil transzferáz
Fólsavhoz kötődő C1 -intermedierek különböző oxidálságúak
B 12 vitamin kofaktor Felvétel: belső faktor függő metil malonil coenzym-a mutáz (adenozilkobalamin) homocisztein metil-transzferáz (metilkobalamin) B 12 vitamin hiány: folát csapda felszaporodik a THF legredukáltabb formája, nukleotid szintézis gátlás sejtproliferáció gátlás megaloblasztos anémia -B 12 és tetrahidrofólsav együttes adása B 12 vitamin hiány: homocisztein-metiltranszferáz aktivitás csökkenése emelkedett homocisztein ateroszklerózis, csökkent metionin idegrendszeri problémák
Hiperhomociszteinémia (Hcys) Kockázati tényező: kardiovasculáris betegség, trombozis Hcys szintet befolyásolja: genetikai tényezők ( cisztetion beta szintáz hiány) Dohányzás, koffein életkor, mozgás Következmény : prooxidáns, ROS képződését indukálja, NO szintáz szerepe
Szerin és a glicin szerepe
treonindehidratáz Oxidatív dekarboliláció α ketobutirát Propionil-CoA Treonin, glicin treonin acetaldehid-liáz O 2 oxidáz glicin + N 5,N 10 metilén THF acetaldehid H CO COOH NH 4 H 2 O 2 Glicin transzamináz Glicin hasító enzim NAD NADH THF N5,N10 metilén THF THF szerin-hidroximetiltranszferáz glioxalát NH 4+ + HCO 3 - oxalát szerin
C 1 töredék szállítása triptofán (formil) hisztidin (formimino) szerin (metilén) C 1 C 1 purin gyűrű (formil) S-adenozil homocisztein tetrahidrofólsav (FH4) C 1 C 1 Vitamin C 1 B 12 C 1 (metil) timidilát szintáz (metilén) dtmp formáció S-adenozil metionin aktíve metionin A DNA, RNA metilációja, foszfatidilkolin, kreatin, epinefrin szintézis
B12 vitamin szerepe homocisztein metil-transzferáz B12 vitamin hiány: folát csapda felszaporodik a THF legredukáltabb formája, nukleotid szintézis gátlás sejtproliferáció gátlás megaloblasztos anémia B12 és tetrahidrofólsav együttes adása B12 vitamin hiány: homociszteinmetiltranszferáz aktivitás csökkenése emelkedett homocisztein ateroszklerózis, csökkent metionin idegrendszeri problémák
B 12 -vitamin O H 3 C CH OH 2 O O P O OH O CH N N CONH 2 CH 3 CH 3 Kobalt 2 axiális liganduma dimetil-benzimidazol felszívódás: OH mitokondrium citoplazma O H 2 NOC CH 2 N H C H C CH 3 2 CH 2 CH 2 C N CH 2 CH 2 N Co + N CH 3 CH 3 CH N C CH 2 CH 2 CH 2 CONH 2 CONH 2 5 -dezoxiadenozil metil-malonil-koa mutáz korrin váz 4 pirrol gyűrű CH 3 homocysmetiltranszferáz H 3 C CH 3 CH 2 H NOC 2 R CH 2 CH 2 CONH 2 kobalamin
2. Acetoacetil-CoA csoport lebontása (fenil-alanin és tirozin lebontása, katecholaminok szintézise) fenil-alanin leucin tirozin lizin triptofán acetecetsav glutaril - CoA acetoacetil - CoA acetil - CoA
Fenilalanin tirozin anyagcsere O 2 Fenilalanin hidroxiláz Tirozin aminotranszferáz Dioxigenáz Fenilalanin tirozin hidroxy fenilpiruvát Homogentizinsav Dioxigenáz Fumaril Acetoacetát hidroláz izomeráz acetoacetát fumarát fumarilacetoacetát Maleil acetoacetát
Fenilalanin tirozin anyagcsere Gluko-és ketoplasztikus NH 3 + CH 2 CH COO fenilalanin Fenilalanin Hidroxiláz O 2 + tetrahidrobiopterin H 2 O + dihidrobiopterin NH 3 + HO CH 2 CH COO tirozin kevert típusú oxidáció az O 2 egyik O atomja a H 2 O-ba kerül, míg a másik az aminosavban jelenik meg
Phenylketonuria(PKU) betegséghez vezet : Fenilalanin hidroxiláz genetikus hiány; Tetrahidrobiopterin (THB) kofaktor elégtelenség (trp hidroxiláz, NOS) Fenilalanin Transzamináz Fenilalanin Fenilpiruvát (fenilketon) hidroxiláz Hiány Phenylketonuria Több Reakció THB Tirozin Melanin Tyr hydroxiláz transamináz, dyoxigenáz Fumarát + Acetoacetát melanin DOPA dopamin Fenilalanin és fenilpiruvát felhalmozódik a vérben, vizeletben, károsítja a myelint az idegsejtekben. 1:9 000 gyakoriság. Mentális retardáció keletkezik, ha a kezelés nem kezdődik el közvetlenül a születés után. A kezelés során csökkenteni kell a fenilalanin felvételt, a növekedéshez szükséges szintig. Fenilketonuriában a diétának feltétlenül tartalmaznia kell tirozint.
KATEKOLAMIN SZINTÉZIS Tirozin hidroxiláz: sebesség meghatározó, kevert funkciójú oxigenáz, kofaktora biopterin, Ca/calmodulin, tartós neurális aktivitás enzimindukció DOPA dekarboxiláz: alacsony Km, nagy Vmax. (nem specifikus) aromás dekarboxiláz Dopamin β hidroxiláz : kevert funkciójú oxigenáz, Cu aszkorbát, tartós neurális aktivitás enzimindukció Feniletanolamin metiltranszferáz: Metil donor S-adenozil metionin, kortikoszteroidok enzimindukció
hidroxiláz Tirozin Dopamin, noradrenalin, adrenalin dekarboxiláz DOPA vezikula 2H + mellévese kromaffin sejtek agytörzsi neuron dopamin szintézis dopamin hidroxiláz 2H + noradrenalin noradrenalin 2H + adrenalin Metil transzferáz Dopaminerg neuronok ATP ADP citoszol 2H + adrenalin axon Noradrenerg neuronok
TRIPTOFÁN triptofán 1% hidroxyláz (THB) szerotonin (5-hidroxi-triptamin) Dioxigenáz Triptofán pirroláz N-formil-kinurenin MAO 5-hidroxiindolacetát formil kinurenin formamidáz kinurenin Formil THF melatonin N-acetil-5-metoxitriptamin kinurenináz B6 alanin piruvát Szerotonin: neurotranszmitter. Testhőmérséklet alvás, hangulat Vazokonstrikció Melatonin:tobozmirigy Cirkadian ritmus nikotinát, NAD + 3% 3-hidroxiantranilát acetoacetil-coa 97 %
Leucin elágazó szénláncú as
3 hidroxi- 3 metil- glutarilsav uria 3 hidroxi- 3 metil- glutaril-koa hiány Tünetek: hányás,hipotónia, letargia, kóma Metabolikus acidózis, hipoglikémia Ketontest szintézis nincs, Hiprerammonémia Leucin szény étrend
Lizin lebontás
3. α- keto-glutársav csoport lebontása prolin arginin hisztidin glutaminsav glutamin α-keto-glutársav
COO COO COO CH 2 COO CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 HC COO NH 3 + + C O C O + COO COO HC COO NH 3 + aspartate α -ketoglutarate oxaloacetate glutam ate A m inotransferase (T ransam inase) Az α-ketoglutarát arginin glutamát, glutamin hisztidin prolin NO N aminosav szállítás kreatin Gla (γ- carboxi ornitin glutaminsav) vitamin K GABA (γ amino butirát) hisztamin glutamát γ szemialdehid glutamát
Kreatin szintézis
POLIAMINOK
Poliaminok: növekedési faktorok : DNS replikáció, sejt proliferáció, homeosztázis
Hisztidin NH 4 + N 5 -formimino-thf keletkezik HC C CH 2 H C COO N C H H 2 O H 2 O NH NH 3 + hisztidin liáz NH 4 + urokanáz hisztidin OOC H C CH2 CH 2 COO Dekarboxiláció: Hisztidin dekarboxiláz hisztamin Allergiás reakcióban szabadul fel Hatás: érfal dilatáció Ödéma Vérnyomás csökkenés (shock) bronhus kontrakció gyomor sósav szekréció HN C H NH OOC H C CH 2 CH 2 COO NH 3 + THF N-formiminoglutamát N 5 -formimino-thf glutamát
Szukcinil-CoA csoport lebontása treonin metionin izoleucin propionil - CoA valin metilmalonil - CoA szukcinil - CoA
Az elágazó szénláncú aminosavak lebontása Valin Izoleucin TRANSZAMINÁZOK Leucin a-keto metilvaleriánsav a-keto b metil valeriánsav a-ketoizokapronsav Mitokondriális α KETOSAV DEHIDROGENÁZ izobutiril-coa metilbutiril CoA Izovaleril CoA acetil-coa Szukcinil-CoA Propionil-CoA Acetacetát Acetil-CoA
H H propionil-koa metilmalonil-koa metilmalonil-koa Karboxiláz (Biotin) Racemáz Mutáz (B 12 ) C CH 3 HCO 3 COO H C CH 3 H C C H H COO H H C COO C H C O S-CoA ATP ADP + P i C O S-CoA Propionil-KoA - metilmalonil-koa-vá alakul Racemáz - L-izomer. Metilmalonil-KoA Mutáz molekuláris átrendeződés: metilmalonil-koa elágazó lánca szukcinil-koa lineáris lánca. H C O S-CoA CoA-S propionil-koa D-metilmalonil-KoA L-metilmalonil-KoA szuccinil-koa C O H Koenzim B12 (vitamin B12+ATP, adenozilkobalamin)- metilmalonil-koa mutáz kofaktora
Mitokondriális a KETOSAV DEHIDROGENÁZ Jávorfaszirup betegség Vizelet szaga, idegrendszeri tünetek A trp és az elágazó as azonos transzportere van
Elágazó szénláncú aminosavak metabolizmusa
5. Fumársav csoport tirozin, fenilalanin, aszpartát 6. Oxálecetsav csoport aszparagin, aszparaginsav
A nem esszenciális aminosavak szintézise hidroxiláz Phe Tyr Dehidrogenáz, Transzamináz 3 szénatomos család transzferáz Transzamináz 4 szénatomos család szintetáz Transzamináz szintetáz 5 szénatomos család Transzamináz
Szintézis enzimei Transzaminázok:pir ala ketoglutarát glu oa asp glu semialdehid szintetáz, transzamináz : orn ureaciklus enzimei arg glu semialdehid szintetáz, dehidratáz, reduktáz prolin Dehidrogenáz, transzamináz ser Hidroximetil transzferáz gly Hidroxiláz tyr