Метаболизм белков и аминокислот. Образование и обезвреживание аммиака. Тема 13.а

1. Метаболизм белков та аминокислот. Образование и обезвреживание аммиака

1.Общие пути метаболизма
аминокислот:
1.1. Трансаминирование
1.2. Декарбоксилирование
1.3. Дезамирование
2. Образование и обезвреживание аммиака:
2.1. Источники аммиака в организме
2.2. Способы предварительного
обезвреживания аммиака
2.3. Биосинтез мочевины, патологии

2.

1/3
Распад
до СО2 и H2O
с образованием
АТФ
Освобождение
NH3
Образование
мочевины
Распад
ендогенных
белков
Синтез
заменимых
аминокислот
Всасывание
екзогенных
аминокислот
2/3
Пул аминокислот –
общее количество свободных
аминокислот организма
300-500 г
Синтез белков,
углеводов,
липидов
Синтез БАВ:
катехоламинов
гистамина,
серотонина,
ГАМК
Екскреция АК
с мочой
1-2%
Синтез
небелковых
Азотсодерж.
веществ:
креатина
GSH
нуклеотидов
Вит. РР
гема

3.

Незаменимые аминокислоты — необходимые
аминокислоты, которые не могут быть
синтезированы в том или ином организме, в
частности, в организме человека. Поэтому их
поступление в организм с пищей необходимо.
Незаменимыми для взрослого здорового
человека являются 8 аминокислот: валин,
изолейцин, лейцин, лизин, метионин,
треони́н, триптофан и фенилалани́н;
Для детей незаменимыми также являются
аргинин и гистидин.

4.

Лиза Метнула Фен в Трибуну,
Трезвый Лейтенант Валялся в
Изоляторе с Аргентинским Гитаристом.

5.

R
CH
NH2
COOH
Промежуточный обмен АК –
внутриклеточные
превращения свободных АК
декарбоксилирование
Отщепление
СООН-группы
(СО2)
Специализованные
пути обмена АК
деаминирование
трансаминирование
Отщепление
NH2-группы
(NH3)
Перенос NH2-группы
от аминокислоты
на альфа-кетокислоту

6.

Пути образования и поддержания пула аминокислот в
организме.
Пищевые белки
Аминокислоты
Анаболические пути
Синтез внутри и
внеклеточных белков
Синтез физиологически
активных соединений
белковой природы
Белки и пептиды клеток

7.

Пищевые белки
Аминокислоты
Катаболические пути
Tрансаминирование
Метаболиты
Гликолиза и ЦТК
Деаминирование
Мочевина
(главный продукт
метаболизма азота),
CO2 and H2O
Декарбоксилирование
Биологические
амины

8. Декарбоксилирование АК – это процесс отщепления от аминокислоты карбоксильной группы в виде СО2 при участии ПАЛФ (вит. В6) и

декарбоксилаз.
При этом образуются биогенные амины.
α-декарбоксилирование

9.

Трансаминирование – процесс переноса
аминогруппы (-NH2) от аминокислоты на
α-кетокислоту при участии ПАЛФ (вит. В6) и
ферментов трансаминаз с образованием
новой аминокислоты и новой α-кетокислоты.
трансаминаза
Акцепторами NH2-групп выступают:
альфа-кетоглутарат (чаще)
пируват
оксалоацетат
Лиз, Тре, Про
не вступают
в трансаминирование

10.

Деаминирование АК – это процесс отщепления
аминогруппы (-NH2) от аминокислоты в виде
аммиака (NH3).
При этом образуются α-кетокислоты.
Механизм окислительного деаминирования АК:

11.

Непрямое деаминирование –
деаминирование сопряженное
с трансаминированием,
осуществляется для
большинства аминокислот.
Глутамат
НАД
Окислительное
деаминирование
НАДН2
+
+
NH3
Трансаминирование
Вит. В6
α-кетоглутарат
+
аспартат
(аланин, другие
АК)
оксалоацетат
(пируват,
другие α-кетокислоты)
α-кетоглутарат – колектор NH2–групп от АК.

12.

R
C
О
α-кетокислоты
COOH
Окислительное
декарбоксилирование
Синтез глюкозы,
кетоновых тел
(НАД, ФАД, КоА, ЛК, ТДФ)
Реаминирование
Ацетил-КоА
Синтез заменимых
АК, связывание
NH3
Синтез углеводов,
липидов
Окисление в ЦТК
до СО2 та Н2О
12 АТФ

13.

Аминокислоты
Биогенные
амины
Аминосахара
(100-120 г/добу,
еквівал.18-24 г NH3)
Нуклеотиды Порфирины
Деаминирование в тканя
Азотсодерж.
витамины
Источники
NH3
Гниение белков
в кишечнике
Деаминирование
мочевины уреазой
микроорганизмов ЖКТ
(Н. pylori)

14.

Удаление
NH3
при
дихании
Обезвреживание NH3
І. Предварительное
В тканях и органах
транспортные формы
NH3
глутамат
глутамин
аланин
аспартат
аспарагин
ІІ. Окончательное
В печени
синтез
мочевины
(90% NH3)
Орнитиновый цикл
В почках
синтез солей
амония (8%)
NH3 + H+ → NH4+

15. Транспорт NH3

α-кетоглутарат
+ NH3
НАДН
2
НАД
глутамат
+ NH3
+ АТФ
Глутамин
синтетаза
глутамин
- NH3
+ Н2О
глутаминаза
глутамат
- NH3
НАД
НАДН2
α-кетоглутарат
оксалоацетат
АСТ
В6
+ NH3
глутамат
АЛТ
α-кетоглутарат В6
аспартат
+ NH3
пируват
+ АТФ
Аспарагин
синтетаза
+NH3
глутамат
α-кетоглутарат
аланин
кровоток
аспарагин
аланин
+ Н2О
аспарагиназа
α-кетоглутарат
АЛТ
аспартат
В6
глутамат
α-кетоглутарат
АСТ
- NH3
глутамат
В6
пируват
уреогенез
- NH3
оксалоацетат
- NH3
аммониогенез

16. Цикл мочевинообразования

2
1
3
5
4

17. Ферменты цикла мочевины (мочевинообразования)

1.
2.
3.
4.
5.
Карбомоилфосфат синтетаза
Орнитинкарбомоил трансфераза
Аргининосукцинат синтетаза
Аргининосукцинат лиаза
Аргиназа

18.

Двохколесный велосипед Кребса
Мочевина
ЦТК
Фумарат
Аргинин
Н2О
Малат
Аргининосукцинат
Орнитин
Карбомоилфосфат
Цитруллин
НАД
Цикл
фумаровой
кислоты
НАДН2
Оксалоацетат
Аспартат
α-кг
глутамат

19. Гипераммониемия – увеличение концентрации аммиака (NH4+) в плазме крови (> 60 мкмоль/л) В норме: конц. NH4+ в плазме крові –

Гипераммониемия – увеличение концентрации
аммиака (NH4+) в плазме крови (> 60 мкмоль/л)
В норме: конц. NH4+ в плазме крові – 25-40 мкмоль/л
Приобретенная
Гепатиты
Циррозы
Заторможенность
Тошнота
Рвота
Непереносимость
Белков
Тремор
КОМА
СМЕРТЬ
Врожденная
Дефекты ензимов
орнитинового цикла
Карбомоилфосфатсинтетазы І
Цитрулинемия
Нарушения синтеза
мочевины
↑NH3+

20. Механизмы токсического действия аммиака

Накопление NH3
(гипераммониемия)
Отток оксалоацетата,
α-кетоглутарата на
связывание NH3
Снижение активности
ЦТК
Снижение синтеза
АТФ
Алкалоз (↑ рН) →
тканевая гипоксия
Отток глутамата на
связывание NH3
Избыток глутамина
(осмотически активный)
Задержка H2O и
отек клеток
Гибель астроцитов
головного мозга и
др. клеток
Дефицит ГАМК
Нарушения
обмена иных АК