BIBL - Közbenső anyagcserék

Dokumentumok

KÖZVETLEN METABOLIZMUSOK Cornelia Pencea, Constantin Ionescu-Trgovite1. Fehérje anyagcsere

A. Aminosav anyagcsere

A.1 Az aminosavak meghatározása

A genetikai kód által meghatározott 20 alapvető aminosav létezik minden élő szervezetben. Az aminosavak tartalmaznak egy központi szénatomot abban a helyzetben, amelyhez egy karboxilcsoport és egy másik aminocsoport kapcsolódik, egy hidrogénatomot (kovalensen kapcsolódva) és egy oldalláncot (R), amelyek különbséget tesznek a 20 aminosav között (1. ábra) ( 18, 65).

1. ábra Az aminosavak általános szerkezete Az általános képlet alól kivételt képez a prolin, amelynek másodlagos aminfunkciója van. A 20 aminosavból tíz a sejtekben szintetizálható, és nem esszenciálisnak nevezik őket. A többi tíz aminosavat, az úgynevezett esszenciális anyagokat egyáltalán nem szintetizálják, vagy a test szükségleteihez képest túl kicsi mennyiségben szintetizálják őket (18, 23). Az ebben a cikkben a különböző aminosavakra alkalmazott rövidítéseket az 1.1. Táblázat mutatja.

1.1. Táblázat A szövegben használt aminosavak rövidítései (18)

A.2. Aminosav bioszintézis

A test egy bizonyos pontján létező összes szabad aminosav képezi az aminosavak közös metabolikus hátterét. Ennek a háttérnek az aminosavait az élelmiszer- és szövetfehérjék hidrolízise, valamint a nem fehérje molekulák endogén szintézise biztosítja (18, 65).

A nem esszenciális aminosavak endogén szintézise mind a szénatom (a szénhidrogén gerinc), mind a nitrogénatom (az aminocsoport) forrását magában foglalja.

A.2.1. A szénatomok forrásai Ezek a lipid anyagcsere és különösen a szénhidrát anyagcsere köztitermékei. Minden köztitermékből általában több, azonos családba tartozó aminosav képződik. Három metabolikus útvonal biztosítja ezeket az intermediereket: a trikarbonsav-ciklus (Krebs-ciklus), a glikolízis és a pentoszofoszfát-út (2. ábra).

A Krebs-ciklus egyszerre katabolikus útvonal, közös a szénhidrátokban, fehérjékben és lipidekben, valamint anabolikus útvonal, amely közvetítőként szolgál a különböző anyagcsere-folyamatokhoz. Ennek kialakulása, de többek között az oxaloacetát és a ketoglutarát képződéséhez vezet, amelyek transzaminációval aminosavakat képeznek az aszparaginsav-családból (Asn, Met, Thr, Lys) és a glutaminsav-családból (Gln, Pro, Arg).

A glikolízis biztosítja a trigliceridek (acetil-CoA és glicerin) szintéziséhez szükséges komponenseket, de az aminosavak szintézisében részt vevő vegyületeket is (3-foszfoglicerát, foszfoenol-piruvát és piruvát). Ez utóbbi transzaminálás útján aminosavakat képez a szerin családból (Cys, Gly) és piroszavból (Val, Ala, Leu).

2. ábra Az aminosavak szintézise a glikolízisben és a Krebsunt pentóz-foszfát ciklus a glükóz lebontásának sajátos útja, amely biztosítja a reduktív bioszintézishez szükséges NADPH-t. Két szakaszból áll: 1) a hexózok pentózissá alakítása és 2) a pentózisok hexózokká alakítása. A kapott pentózisok aminosavak forrásaként szolgálhatnak; így a ribozo-5-foszfát és az eritrozo-4-foszfát His, illetve Phe és Trp-vé alakulnak át.

A.2.2. A nitrogénatomok forrásai Az endogén aminosav szintézisében az egyetlen nitrogénatomforrás az ammónia. Exogén eredetű lehet, amelyet úgy kapnak, hogy lebontják az ételfehérjéket a bélben, majd a későbbi absoriákkal. Az ammónia legnagyobb része azonban a transzdimenziós reakciók, az amin-oxidáció és a glutamin és az aszparagináz amidcsoportjainak hidrolízise. Az amino-csoportok képződése ammóniából elsősorban az aminotranszferázok és a glutamát-dehidrogenáz által katalizált reakciókkal történik.

A.3. Aminosav katabolizmus (18, 65)

3.1. De az általános katabolizmus

3.1.1. Az aminosavak dekarboxilezése olyan metabolikus folyamat, amelynek során primer aminokat (biogén aminokat) nyernek: adrenalin, noradrenalin, hisztamin, szerotonin, kolin, -aminovajsav, putrescein stb. A szervezetben a biogén aminok különféle szerepet játszanak: kémiai mediátorok, hormonok, a DNS-replikáció modulátorai stb.

3.1.2. Az oxidatív dezaminálás és a transzaminálás olyan reakciók, amelyek ammónia és új aminosavak képződéséhez vezetnek.

3.1.3. A transzdeaminálás olyan folyamat, amelyben az oxidatív dezaminálás transzaminálással párosul. Ez a ciklikus folyamat a fő ammóniaforrás a szervezetben. Ezen felül biztosítják a ketoavak regenerálódását. A keletkező ammónia körülbelül 85% -a hepatocita szinten karbamiddá alakul (ureogenetikus ciklus), a fennmaradó részt pedig aminosav szintézis céljára felhasználják.

3.1.4. Glükoneogenezis és ketogenezis. Egyes aminosavak dezaminálással degradációs vegyületeket képeznek a neoglukogenezis vagy a ketogenezis ciklusában. Az 1.2. Táblázat felsorolja a glikogenetikus aminosavakat (amelyek piruvátot vagy oxál-acetátot eredményeznek), a ketogenetikus aminosavakat (a lizin végül acetil-CoA-t, leucin-acetil-CoA vagy acetil-acetátot termel) és a glüko- és ketogenetikusakat (amelyek vagy acetoacetátot termelnek), vagy acetil-CoA, könnyen átalakítható ketontestekké).

1.2. Táblázat Az aminosavak osztályozása és metabolikus jelentőségük (38)