Metabolismul proteinelor_2

  • View
    67

  • Download
    12

Embed Size (px)

Transcript

  • Metabolismul proteinelor 2

  • Metabolismul unor aminoacizi individualiesuturile mamiferelor sintetizeaz aminoacizi neeseniali din schelei carbonici derivai din lipide sau carbohidrai, sau din transformrile care implic aminoacizii eseniali. Azotul este obinut din NH4+ sau din ali aminoacizi.

  • Aminoacizii neeseniali (i precursorii lor) sunt acidul glutamic (acid -cetoglutaric), acid aspartic (acid oxaloacetic), serina (acid 3-fosfogliceric), glicina (serina), tirozina (fenilalanina), prolina (acid glutamic), alanina (acid piruvic), cisteina (metionina i serina), arginina (glutamat- -semialdehid), glutamina (acid glutamic) i asparagina (acid aspartic).Aminoacizii pot fi clasificai ca cetogenici i glucogenici.

  • Privire general asupra biosintezei aminoacizilor

  • Dereglrile metabolismului glicineiCatabolismul glicinei are loc primordial n celulele ficatului.Complexele enzimatice prezint agregate macromoleculare i sunt localizate n mitocondrii.Glicinuria ce se observ n unele cazuri e dependent de sex (X-cromozom) i e n corelaie cu tulburrile de absorbie n tubii renali; fenomenul are loc la coninut normal de glicin n snge.

  • O alt afeciune se caracterizeaz prin excreie major de oxalat, independent de alimentarea cu oxalai.La progresarea maladiei are loc formarea calculilor n cile urinare, apariia nefrocalcinozei i o infecie recidiv a cilor urinare.Insuficiena renal i hipertonia sunt cauzele decesului n fraged vrst.Surplusul de oxalat e de natur endogen, probabil se formeaz din glicin (dezaminarea glicinei duce la formarea glioxilatului precursorul oxalatului).

  • Defectul metabolic const n dereglarea metabolizrii glioxilatului, transformrii lui n formiat sau glicin i, n consecin, glioxilatul se transform n oxalat.E verosimil c dereglarea ereditar hiperoxaluria primar este consecina insuficienei glicintransaminazei i a dereglrilor oxidrii glioxilatului n formiat.

  • Schema, n ansamblu, a metabolismului glicinei i serinei

  • Sinteza creatinei

  • Acest proces se caracterizeaz prin fenomenul de pereamidinare i peremetilare.Enzima transamidinaza transfer gruparea guanidinic. Transferul grupelor metil e catalizat de metiltransferaze.Cea mai mare parte de creatin se afl n muchii scheletali.n condiiile surplusului de ATP este fosforilat la fosfocreatin. Fosfocreatina cedeaz cu uurin ADP-ului restul de fosforil, rezultnd ATP, singur transformndu-se n creatin.

  • n cazul solicitrii prin conversia fosfocreatinei n creatin, se obine momentan o anumit cantitate de ATP, pn la intrarea n funcie a glicolizei, cu fosforilarea oxidativ.Din creatin, prin anhidrizare, se obine creatinina, form de excreie a acestui compus.Cantitatea de creatinin depinde de masa muscular total. E un component azotat al sngelui, cel mai puin variabil (0,7-1,2 mg/100mL).

  • Cantitatea de creatinin excretat n 24 ore pentru 1 kg greutate corporal este constant la acelai individ i se numete coeficient de creatinin (20-26 mg brbai i 14-22 mg femei).Deficitul genetic al creatinei este cauzat de mutaii la nivelul genelor implicate n biosinteza sau transportul creatininei.Afeciunile se caracterizez prin retard neuromotor i leziuni neurologice, cauzate de acumularea guanidino-acetatului. Administrarea de creatin amelioreaz tabloul clinic.

  • Metabolismul serineiSerina poate fi supus urmtoarelor modificri (vezi i transformrile treoninei):

  • Etanolamina, produsul decarboxilrii, poate fi utilizat n sinteza cholinei prin intermediul acidului fosfatidic i al S-adenozil metioninei. Cholina este oxidat apoi la betain, dup care pierderea celor trei grupe CH3 va finaliza cu generarea glicinei.Prin dezaminarea oxidativ (sub influena unei glicinoxidaze specifice) sau prin transaminarea reversibil, glicina este transformat n acid glioxilic, care poate fi momentan decarboxilat oxidativ n CO2 plus acidul formic care nu este eliberat, dar captat de FH4 pentru formarea N5-formil-FH4 sau N10-formil-FH4.

  • Acidul glioxilic format i din izocitrat, reacie catalizat de o izocitrataz, este condensat cu acetil-CoA n acidul malic.

  • Transformrile acetil-coenzimei A n glucoz n ciclul acidului glioxalicS-a constatat c acidul glioxilic este un metabolit de contact ntre metabolismul glucidic i lipidic.

  • Serina poate fi convertit n glicin graie unei enzime specifice serin-hidroximetil transferaza care transfer grupa formil. Enzima necesit dou coenzime: la prima etap are loc formarea unei baze Schiff intermediar ntre serin i PAP. n faza a doua enzima elibereaz glicina i transfer formaldehida pe tetrahidrofolat (FH4) prin eliberarea unei molecule de ap i formarea de N5 N10-metilen-FH4. Ultimul compus poate fi transformat de alte enzime n N5 metil-FH4 sau N5 (N10 ) formil FH4.

  • Dereglrile metabolismului aminoacizilor ce conin sulf

  • Metabolismul homocisteinei

  • Sinteza cisteinei din S-adenozilmetionin

  • Cistinuria (cistin-lizinuria): Afeciune metabolic ereditar n care excreia cistinei e majorat de 20-30 ori.Se elimin, de obicei, lizina, arginina i ornitina.Se presupune prezena dereglrilor n reabsorbia acestor patru aminoacizi n tubii renali, ce se realizeaz n acelai fragment renal.

  • Solubilitatea mic a cistinei favorizeaz formarea calculilor n tubii reanali.n urina bolnavilor se depisteaz i L-homocisteina. n cazul respectiv se micoreaz tendina de formare a calculilor (L-homocisteina are o solubilitate mai mare.

  • Deficiena de cistationin sintaza cauzeaz acumularea homocisteinei, i aceasta cauzeaz nivele mari de metionin, ce sunt formate prin reutilare.Nu a fost stabilit nici un mecanism prin care s se explice de ce acumularea de homocistein ar trebui s duc la dereglri patologice, dar deficiena sintazei este asociat cu multe anomalii.

  • Cistinoza:Afeciune ereditar, cu formarea cristalelor de cistin n esuturi i organe (predominant n sistemul reticulo-endotelial).Se depisteaz i o aminoacidurie total.Dereglri evidente n rinichi, cu fenomene de insuficien renal n copilrie.Se consider c dereglrile cardinale sunt localizate n lizozomi (deficit al transportatorului lizozomal pentru cistin).

  • HomocisteinuriaHomocisteina se excret mpreun cu S-adenozil-metionina (pn la 30 mg n 24 ore).Sunt caracterizate patru tipuri de homocisteinurie. Tipul I - este defect enzima cistationin--sintaza (un deficit al transportatorului lizozomal pentru cistein), se ntlnete osteoporoza, tromboza, retard mintal, dereglri ale cristalinului.

  • Sunt dou forme, sensibil i nesensibil la vit.B6.Dieta cu coninut mic de metionin i mare de cistin prentmpin dereglrile din fraged copilrie.Tipul II - este defect N5,N10-metilen-FH4-reductaza.Tipul III - o activitate mic o are N5-metilen-FH4: homocistein transmetilaza determinat de tulburrile n sinteza metilcobalaminei.

  • Tipul IV a activitate minim a N5-metilen-FH4: homocistein transmetilazei, cauzat de dereglrile absorbiei cobalaminei n intestin.Adausul vitaminelor B12, B6 i a acidului folic reduc nivelul ridicat n ser de homocistein, micoreaz morbiditatea i mortalitatea de afeciunile vasculare aterosclerotice cauzate de hiperhomocisteinemie.

  • Conversia unei uniti de carbon a tetrahidrofolatului

  • Interconversia derivailor THF i rolul lor n metabolismul aminoacizilor

  • Osteoporozele i alte anomalii scheletice se dezvolt n timpul copilriei.Retardul mintal este unul dintre primii indici ale acestei deficiene.Tromboembolismul i ocluzia vascular poate fi ntlnit la orice vrst.ncercrile de a trata aceast leziune biochimic sunt complexe graie varietii de simptome.Restricia de metionin i alimentarea cu betain (sau cu precursorul su colina) diminueaz nivelul de homocistein.

  • Aceasta sugereaz ideea c acest tip de deficien poate fi cauzat de mai mult dect un singur tip de mutaie genic.n contrast cu manifestrile severe ale deficienei de cistationin sintaza lipsa de cistationaz nu pare a cauza vre-o anormalitate clinic, cu excepia acumulrii de cistationin i excreia acestui compus n urin;

  • Cile catabolice pentru metionin, izoleucin, treonin i valin

  • Dereglrile metabolismului treoninei

  • Metabolismului acidului aspartic i al asparaginei Acidul aspartic este format prin transaminare din acidul oxaloacetic i singur poate ceda grupa aminic prin transaminare pentru formarea altor aminoacizi.Oxaloacetatul ocup un loc-cheie n ciclul Krebs capteaz moleculele de acetil-CoA provenite din glucide i lipide i, de altfel, e punctul de plecare pentru gluconeogenez.Acidul aspartic se poate ncadra n ciclul Krebs prin acidul fumaric, dup dezaminarea sa.

  • De asemenea, este un precursor n sinteza nucleotidelor purinice i pirimidinice, are un rol important n ureogenez.Fiind decarboxilat, se formeaz -alanina un constituent al coenzimei A. n prezena ATP, acidul aspartic adiioneaz amoniac, formnd asparagina o form-rezerv de amoniac la vegetale. De altfel asparagina poate fi transaminat:

  • Asparagina + -cetoglutarat Glutamat + Acid -cetosuccinicUltimul acid e scindat de o -amidaz, cu eliberare de OA + NH3 + H2O.La unele organisme (bacterii, vegetale, levuri), acidul aspartic este precursorul n sinteza treoninei, izoleucinei, metioninei i lizinei.La om ns aceti patru aminoacizi sunt indispensabili.Schematic, mai jos, sunt demonstrate implicaiile n metabolism ale acizilor glutamic, aspartic i amidelor lor.

  • Schema de ansamblu a metabolismului acizilor glutamic i aspartic i ale ale amidelor lor

  • Metabolismului acidului glutamic i al glutamineiAcidul gluatmic, ca i acidul aspartic, precum i aminele respective ocup un loc important n metabolismul compuilor azotai.S-a constatat