Обмен простых белков. Дезаминирование и трансаминирование аминокислот

1.

Лекция №15
ТЕМА:
ОБМЕН ПРОСТЫХ БЕЛКОВ.
ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ И
ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ
АМИНОКИСЛОТ
Лектор: профессор Грашин Р.А.

2.

ЭНДО
ЭКЗО
Пепсин
Желудочный сок
реннин
гастриксин
трипсин
химотрипсин
Панкреатический
эластаза
карбоксипептидаза сок
аминопептидаза
Кишечный сок
пептидазы

3.

трипсиноген
энтерокиназа
аутокатализ
трипсин
Химотрипсиноген
N-гексопептид
прокарбокси
пептидаза
химотрипсин карбоксипепти
даза
проэластаза
эластаза
Способ активации - частичный (ограниченный) протеолиз

4.

1. Активация пепсиногена
2. Создание рН оптимума для пепсина
3. Набухание и денатурация белков пищи
4. Бактерицидное действие
5. Стимуляция образования секретина

5.

Специфичность протеиназ ЖКТ
Аминопеппепсин
тидаза
Химотрипсин
Карбоксипептрипсин эластаза
коллагеназа тидаза
CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH
фен
лиз
NH2
тир
арг
N-конец
три
CH-R
R1
R2
ала
R3
CH2
про
COOH
сер
C-конец
Тканевые протеиназы - катепсины

6.

а) NH2-CH-COOH
(CH2)4
NH2
лиз
H2N-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2
кадаверин
CO2
Орнитин
путресцин
CO2
б) Серосодержащие
H2S сероводород
CO2 CH3SH - метил
CH3CH2SH - этил
меркаптаны

7.

в) ароматические
CH3
NH2-CH-COOH
CO2
CH
v. Porta
печень
OH
крезол
OH
CO2
тирозин
фенолглюкуроновая
к-та
O
моча
O
O CH -O-P-OH
2
O
HO-P-O
O
COOH
-
N
OH
фенол
O
-
HN
O=
обезвреживание УДФГК
OH
OH
OH
УДФГК

8.

ТРИПТОФАН
CH3
CO2
H2N-CH-COOH
CH2
СКАТОЛ NH
V. porta
печень
OH
NH
CO2
NH
ИНДОЛ
индоксил
NH
ФАФС
3’5’АДФ
OSO3K(Na)
моча
NH
Животный индикан
кровь
нейтрализация
OSO3H
NH
Индоксилсерная к-та

9.

NH2
N
N
N
N
О
O
O
CH2-O-P-O-S-OH
3’
OH O
O
OH
O=P
OH
ФАФС
ПРОБА КВИКА
H2 O
COOH + H2N-CH2-COOH
Бензойная к-та
4 г.
глицин
CO-NH-CH2-COOH
в печени
Гиппуровая к-та
Моча (4 г)

10.

Участие -ГТферазы во всасывании аминокислот
АК
клеточная
мембрана
глутамил
Внеклеточное пространство
трансфераза
Цистеинилглицин
глутамил АК
гли
внутри
АК
клетки
Глутатион ( –
глутамилцистеинилглицин)
глутамилцистеин
цис
5-оксопролин
глу

11.

Превращение АК в тканях
Синтез спецефических
белков и пептидов
Синтез гормонов производных АК
(катехоламины, тироксин)
ЭКЗОГЕННЫЕ АК
Всосавшиеся из
кишечника
ЭНДОГЕННЫЕ АК
Образовавшиеся в клетках
под влиянием катепсинов
ЗАМЕНИМЫЕ АК
Синтезировавшиеся в
клетках
ВНУТРИ
КЛЕТОЧНЫЙ
ФОНД
(ПУЛ)
АК
Образование биогенных
аминов
Образование н/белковых
азотсодержащих веществ
(креатин, гем, пурин)
Превращение в другие АК
Специфический метаболизм
Синтез углеводов и
липидов
окисление

12.

Прямое окислительное дезаминирование
R-CH-COOH
1/2 O2
аминооксидаза
NH2
AK
R
ФМН
ФМНН2
L
CHNH2
R-C-COOH + NH3
O
a-кето кислота
R
C=NH
D
COOH
ФАД
ФАДН2
H 2 O2
O2
R
H2O
COOH
Имино
кислота
C=O
+ NH3
COOH
ОКСИДАЗЫ L-АМИНОКИСЛОТ имеют pH оптимум = 10

13.

В физиологических условиях прямому
окислительному дезаминированию подвергается
только глутаминовая к-та
COOH
CHNH2
CH2
CH2
COOH
глу
НАД(Ф)
НАД(Ф)Н2
Глутаматдегидрогеназа
(ГлДГ)
COOH
COOH
C=NH2
C=O
CH2
Н2О
CH2 + NH3
CH2
CH2
COOH
COOH
Имино к-та
-кетоглу

14.

R1
R2
CHNH2
+
COOH
C=O
COOH
АК
a - кето к-та
Амино
транс
фераза
ПФ (В6)
R1
R2
C=O
+
COOH
a-кето к-та
CHNH2
COOH
АК
Механизм трансаминирования АК
R1
CH-NH2
+
COOH
R1
-кето
C=O
к-та
COOH
O
CH
-H2O
ПФ
+H2O
Пиридоксальфосфат
+H2O
NH2
+ Пиридок
самин CH2
фосфат
ПФ
R1
CH-N=CH-ПФ
COOH
альдимин
Шиффовы
основания
R1
C=N-CH2-ПФ
COOH
кетимин

15.

R2
C=O
NH2
+
CH2
COOH
a - кето к-та
ПФ
-H2O
R2
R2
CH=N-CH2-ПФ
CH-N=CH-ПФ
COOH
COOH
R2
CHNH2
+
COOH
АК
суммарно
+H2O
O
CH
ПФ
R1-CH(NH2)-COOH
O=CH-ПФ
R2-CH(NH2)-COOH
R1-CO-COOH
H2N-CH2-ПФ
R2-CO-COOH
Браунштейн и Крицман
1937 год

16.

Из кето-кислот в реакциях трансаминирования чаще
всего участвуют: ПВК, оксалоацетат, -кетоглутарат
R
CH3
CHNH2 +
C=O
COOH
АК
COOH
ПВК
COOH
R
CHNH2
COOH
АК
R
CHNH2 +
COOH
АК
Амино
трансфераза
ПФ
R
C=O
CH3
+
COOH
-кето к-та
R
Амино
+
трансфераза C=O
ПФ
COOH
Оксало
COOH
-кето к-та
ацетат
COOH
R
C=O
Амино
трансфераза C=O
+
(CH2)2 кето
ПФ
глу
COOH
COOH
-кето к-та
+ C=O
CH2
CHNH2
COOH
ала
COOH
CHNH2
CH2
COOH
COOH
асп
CHNH2
(CH2)2
COOH
глу

17.

Аланин и аспартат в свою очередь могут вступить в
реакцию трансаминированияс -кетоглутаратом
CH3
CHNH2 +
COOH
ала
CH2
ПВК
COOH
-кето-глу
C=O
+
CH2
CH2
COOH
-кето-глу
+
COOH
CH2
CHNH2
CHNH2
C=O
ПФ
COOH
COOH
асп
CH3
АлАТ
C=O
COOH
CH2
COOH
COOH
CH2
CH2
COOH
глу
COOH
COOH
АсАТ
ПФ
CHNH2
C=O
CH2
COOH
оксалоацетат
+
CH2
CH2
COOH
глу

18.

ЗНАЧЕНИЕ АМИНОТРАНСФЕРАЗ
1. Очень активные и распространенные в тканях
ферменты, особенно АсАТ и АлАТ
2. В результате их действия образуются заменимые
аминокислоты ала, асп, и особенно важно глутаминовая, единственная, которая подвергается
прямому окислительному дезаминированию
3. Способ образования -кетокислот из АК без
продукции аммиака
4. Определение активности АсАТ и АлАТ в крови имеет
диагностическое значение: определяют отношение
АсАТ/АлАТ=1.33 у здоровых людей;
при инфаркте оно увеличивается
при гепатите - уменьшается

19.

Все АК, кроме глутаминовой окисляются путем непрямого
окислительного дезаминирования
Непрямое
окислительное
дезаминирование
=
трансдезаминирование
АК
-кетокислота
I трансаминирование
-кетоглутарат
L-глутамат
II прямое окислительное
дезаминирование глутамата
H2O
NH3
Т.е. Непрямое окислительное дезаминирование проходит в 2 этапа:
1. трансаминирование с выходом на глутаминовую к-ту и
2. прямое окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты.

20.

СУДЬБА -КЕТОКИСЛОТ
ХС, кетоновые
тела
глюкоза
Ала, гли, сер,
тре, цис
ПВ
К
Жирные к-ты
Фен, лей, три
Ацетил
Асп, асм
Оксало
КоА
ацетат
Арг, гис, про,
-кето
глн, глу
глу
ЦТ
К
Ацетоаце
тил-КоА
Фен, лиз, иле,
лей, тир
Иле, вал, мет
Глюкогенные АК
CO2 + H2O
Сукцинил
КоА
ЭНЕРГИЯ
Кетогенные
АК

21.

Сгорание 1 грамма белка - 16,8 кДж энергии
8 дней безбелковой диеты - выделение
азота - 53 мг/сут/кг
53 х 70=3.71 г азота/сут
6.25 х 3.71=23.2 г белка/сут
23.2 г белка/сут - коэффициент
изнашивания (Рубнера)

22.

Азот вводимый в организм (пища)
Азотистый =
баланс
Азот выводимый из организма (моча, кал, пот)
N ввод > N вывод
+
Nввод < Nвывод
-
Nввод = Nвывод
Азотистое равновесие