PŘEMĚNA

AMINOKYSELIN NA

ODVOZENÉ PRODUKTY

Jana Novotná

-dusík a uhlík glycinu jsou zabudovány do pyrrolového jádra, součásti porfyrinu (prostetická skupina hemu).

1. Kondenzace glycinu a sukcynyl-CoA, za přítomnosti -amino- levulátsyntázy (ALA syntasa) v mitochondrii.

GlycinGlycin se podílí na biosyntéze hemu, purinu a kreatinu

Syntéza hemu

2. Transport -aminolevulové kyseliny (ALA) do cytosolu.

3. ALA dehydratasa dimerizuje dvě molekuly ALA na porfobilinogen

Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

GlycinJako součást purinu

GlycinSyntéza kreatinu a kreatininu

V játr

ech

V led

vin

ách

Gly

Ornithin

NH3+

CH2

COO-

NH2

C= NH2

NH

(CH2)3

CH

COO-

NH3+

NH

CH2

COO-

NH2

C= NH2

N

CH2

COO-

CH3

NH

C= NH

N

CH2

COO-

CH3

O-O P

O-

=

Arg

guanidinoacetát

amidinotransferasa

metyltransfetrasa

ATP ADP

Met

kreatinkinasa

Kreatin

SAM

SAH

Kreatinfosfát

Kreatinin

Pi + H2Oneen

zym

atick

y

NH2

C NH2=

Kreatinfosfát je zásobní forma vysokoenergetického fosfátu. Přechází na kreatin při vysoké potřebě energie (cvičení), předání fosfátu na ADP, vznik ATP

Kreatin a kreatinfosfát se nacházejí ve svalech, mozku a v krvi.

Produkce kreatininu je úměrná svalové hmotě.

Kreatinin je vylučován ledvinami, hladina exkrece (clearence) se používá pro měření renální funkce.

GlycinSyntéza glutathionu

Glutathion (GSH) je tripeptid glutamátu, cysteinu a glycinu.

1. Hlavní endogenní reduktant a antioxidant, neutralizace volných radikálů a ROS, udržuje vit C a E v jejich redukované formě.

2. Velmi významný pro erytrocyty (oxidující prostředí uvnitř nich).

3. Konjuguje se s xenobiotiky, detoxifikace (glutathion-S-reduktasa)

4. Účast na transportu aminokyselin přes buněčnou membránu (cyklus -glutamylu).

5. Kofaktor některých enzymatických reakcí.

6. Pomáhá při novém uspořádání disulfidických vazeb proteinů.

7. Součást glutathionperoxidasy,, různých oxidoreduktas.

• Sulfhydrylová skupina GSH redukuje peroxidy (vznik během transportu kyslíku).• Oxidovaná forma – glutathiondisulfid (GSSG).(glutathionreduktasa + NADPH – redukce GSSG na dva GSH).

Převzato z http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

Oxidovaná forma

Biologicky aktivní aminy vznikají z aminokyselin dekarboxylací

KatecholaminyDopamin, adrenalin a noradrenalin

-Aminomáselná kyselina (GABA)

Serotonin

Polyaminy spermin a spermidin

Histamin

Syntéza katecholaminů z tyrosinuDopamin, adrenalin, noradrenalin,

• Tyrosin nevyužitý pro syntézu proteinů se přemňuje na katecholaminy.

• Katecholaminy* jako neurotransmitery působení na a -adrenergní receptory (účinky na hladký sval, myokard, lipolýzu, glukoneogenezi).

Syntéza katecholaminů:Tyrosin je transportován do místa jeho syntézy (buňky dřeně

nadledvin, neurony sekretující katecholaminy).Katecholaminy jsou skladovány ve vesikulech a jsou vázány na

ATP a protein chromatin A.

*Katechol = dihydroxybenzen

Noradrenalin

Adrenalin

tyrosinhydroxylasa

FenylethanolaminN-metyltransferasa

Dopamin -hydroxylasadekarboxylasa

1. Hydroxylace na DOPA (3, 4-dihydrofenylalanin)

2. Konverze DOPA na dopamin

3. Konverze dopaminu na noradrenalin

4. Methylace noradrenalinu na adrenalin.Převzato z http://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html

Monoaminooxidázou (MAO)Katechol-O-metyltransferasou (COMT)

Všechny katecholaminy jsou degradovány dvěma enzymatickými

systémy

MAOOxidativně deaminuje primárná amin a uhlík, na kterém byla původně aminoskupina navázána, zoxiduje ho na karoxyl.COMTPřenáší metyl (SAMSAH) na OH skupinu katecholového jádra (vzniká methoxyskupina).Vzniká kyselina vanilmandlová.

Kyselina vanilmandlová jako produkt působení MAO a COMT na katecholaminy

-aminomáselná kyselina (GABA)

Inhibiční neurotransmiter.

Spolu s glycinem působí v CNS (mícha a mozkový kmen).

Snížená produkce GABA vede k epileptickým záchvatům.Analoga GABA se používají jako antiepileptika.(hladinu GABA lze zvýšit podáním inhibitorů enzymu GABA aminotransferasy).

Dráha syntézy serotoninu a melatoninu z tryprofanu

Serotonin: • Je ve vysoké koncentraci obsažen v destičkách,

gastrointestinálním traktu, neuronech v mozku.• Je jedním ze základních neurotransmiterů.

(Umožňuje komunikaci mezi jednotlivými synapsemi v mozku a ovlivňuje nálady, emoce, paměť, bolest, spánek, chuť k jídlu).

• Nedostatek způsobuje snížení přenosu nervových vzruchů. (antidepresiva inhibují zpětné vychytávání serotoninu, prodlužují účinek serotoninu).

Serotonin působí přes specifické receptory

(identifikovány a klonovány byly receptory 5HT1 -5HT7. Většina

receptů je spojena s G-proteinem, ovlivňují adenylátcyklázu nebo fosfolypázu Cg. 5HT3 je třída receptorů jsou iontové kanály). K

některým receptorům mají vysokou afinitu antidepresiva - Prozac.

Převzato z článku: http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=3581

Derivát serotoninu.

Hraje důležitou roli v udržování normálního biorytmu organizmu, zejména cyklu spaní a bdění.

Produkován epifýzou hlavně během spánku. Produkce probíhá cyklicky.

Působí přes vysokoafinitní receptory spojeny s G-proteiny. (U člověka byly nalezeny jak v mozku v suprachiazmatických jádrech, tak i v podvěsku mozkovém, ledvinách a ve střevě, u zvířat také v sítnici a v cévách).

Je účinný ve vychytávání volných radikálů a protože je dobře rozpustný v tucích, prochází tedy lipidovou membránou – na zvířecích modelech omezil riziko vzniku rakoviny.

Histamin

• Vzniká dekarboxylací histidinu.• Působí přes receptory (H1 – H4).produkují ho

antigenem aktivované žírné buňky.• Má účinky na vasodilataci, bronchokonstrikci,

aktivuje hladké svalové buňky.• Je chemotaktický pro basofily, • V nervovém systému (CNS i periferním)

tlumí uvolňování neurotransmiterů (acetylcholinu, noradrenalinu, serotoninu), reguluje spánek (antihistaminika navozují spánek, poškození neuronů produkujících histamin znemožní bdělost.

• Stimuluje produkci HCl v žaludku.

Granula žírných buněk

Strukturální analog Cimetidin se používá k léčbě duodenálního vředu. Antagonista receptoru pro histamin.

Syntéza polyaminů

Přeměna argininu přes ornitin a putrescin na polyaminy.

Polyaminy • Podílejí se na mnoha fyziologických procesech (rychlá

buněčná proliferace a rychlý buněčný růst).• Mají pozitivní náboj (asociace s polyanionty – DNA a RNA,

(stimulují jejich biosyntézu a napomáhají při jejich sbalování).• Stimulují syntézu proteinů.

Biosyntéza polyaminů spermidinu a sperminu

Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

Léčba africké spavé nemoci biochemickým „trojským koněm“

Trypanosoma brucei rhodesiense převléká svůj proteinový kabát a uniká tak imunitnímu systému.

Ornithindekarboxylasa má u savců rychlý metabolický obrat.

U trypanosomy je tento enzym stálý.

Difluoromethylornitin (DFMO) je blokátorem

ornithindekarboxylasy a používá se k léčbě spavé nemoci.

Karnosin

• Je dipeptid -alaninu a histidinu.

• Je přítomen v kosterním svalu a v mozku

(vysoká hladina u sprinterů).

• Aktivuje myosinovou ATPasu.

• Vychytává kyslíkové radikály (ROS), chrání

proteiny před oxidací.

• Inhibuje neenzymové glykace proteinů

(stárnutí).

• Inhibuje vznik a růst agregátů -amyloidních

peptidů (Alzheimerova choroba).

• Anserin – n-methylkarnosin.

• Přítomen ve svalech jiných savců než u člověka.

Oxid dusnatý NO

Produkce: buňkami cévního endotelu, hladkými svalovými buňkami, buňkami srdečního svalu.

Funkce:• působí vasodilataci• inhibuje vasokonstrikci• inhibuje adhesi destiček k cévnímu endotelu• inhibuje adhesi lekocytů na cévní endotel• má antiproliferativní účinek (inhibice hyperplasie hladkých svalových buněk a následné poškození cévní stěny• vychytává superoxidové anionty (protizánětlivý účinek)

http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/MB1index.html

http://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html

Užitečné webové stránky