Презентация Метаболизм белков. Метаболизм аминокислот. (Тема 1) онлайн

Содержание слайда: Метаболизм белков №1 Метаболизм аминокислот Источники и использование протеиногенных аминокислот в организме. Тканевой протеолиз. Тканевые протеиназы 3. Метаболизм аминокислот. Общие реакции превращения аминокислот. 4. Пути обезвреживания аммиака

Содержание слайда: Содержание аминокислот в крови и тканях Содержание аминокислот в крови относительно постоянно – 35-65 мг/дл Белки и аминокислоты не имеют депо (не накапливаются); в условиях голодания в первую очередь расходуются «резервные белки» В норме в крови азота аминокислот 4,3 – 5,7 ммоль/л. Входят во фракцию крови «остаточный азот». В норме остаточный азот крови 14 - 21 ммоль/л Фракция «остаточный азот» включает –азот небелковых азотсодержащих соединений: аминокислот, мочевины, аммиака, креатина, мочевой кислоты. Азотемия – повышение содержания остаточного азота

Содержание слайда: Источники и пути использования аминокислот

Содержание слайда: Катаболизм тканевых белков протеолиз. Тканевые протеиназы. В клетках постоянно идут процессы синтеза и распада белков. Время «полужизни» разных белков различное - от мин до часов , белков печени - несколько дней, коллагена – месяцы. Протеолиз протекает, главным образом, в лизосомах под действием кислых гидролаз – эндопептидазы (катепсины). Выявлено несколько видов катепсинов - А,В,С и др. и они обладают субстратной специфичностью. Например специфичность катепсинов А, В,С сходна со специфичностью пепсина, трипсина и химотрипсина. Короткоцепочные пептиды могут расщепляться в цитозоле под действием экзопептидаз. Также в клетках вне лизосом имеются нейтральные и щелочные протеиназы.

Содержание слайда: Тканевый протеолиз белка в протеосомах Для некоторых белков , участвующих во внутриклеточных регуляторных процессах (напр.циклины), ненужных белков - состарившихся, выполнивших свои функции; аномальных белков существует второй способ деградации - в надмолекулярном комплексе – протеосоме, в составе которой имеется эндопептидазный комплекс. Белки, подлежащие протеосомной деградации, предварительно связываются («метятся») через свою боковую аминогруппу лизина с небольшим белком убиквинтином (вездесущий). Прикрепленный убиквинтин является своеобразным пропуском белка в протеосому, где разрушается до аминокислот. Нобелевская премия 2004 (США,Израиль)

Содержание слайда: Регуляция активности тканевых протеиназ При физиологических условиях активность протеиназ незначительна, т. к. имеется несколько регуляторных механизмов, защищающих белки от их воздействий Некоторые: - кол-во протеиназ зависит от уровня экспрессии кодирующих их генов; протеиназы пространственно изолированы от белков (лизосомы,цитоплазматические гранулы, протеосомы); активность подавляется эндогенными белковыми ингибиторами.Они присутствуют в клетках,плазме крови, слюне. Обладают специфичностью к протеиназам. Например в крови- ингибиторы сериновых протеиназ: α1- антитрипсин, антиплазмин, антитромбин; универсальный - α2 – макроглобулин; В слюне – цистатины При воспалении –высвобождение протеаз из лизосом,гранул некроз

Содержание слайда: Общие превращения свободных аминокислот 1. Трансаминирование - межмолекулярный перенос группы NH2 от аминокис-ты на кетокис-ту: ферменты – аминотрансферазы; кофермент – фосфопиридоксаль ( коферментная форма В6) 2. Окислительное дезаминирование –отщепление NH2 ферменты – класс оксидоредуктазы активный фермент – глутаматдегидрогеназа Кофермент - НАД (коферментная форма витамина РР) 3. Декарбоксилирование ферменты – класс лиазы; подкласс – декарбоксилазы; кофермент –фосфопиридоксаль ( коферментная форма В6 ) 4. Восстановительное аминирование кетокислот

Содержание слайда: Трансаминирование R СООН R COOH I I I I СН- НN2 + (СН2)2 CO + (СН2)2 I I I I CООН CO COOH CH- NH2 I I COOH COOH

Содержание слайда: Значение трансаминирования Перераспределение аминого азота в тканях с целью: Обеспечить оптимальный пул (содержание) заменимых аминокислот и кетокислот ( участие в анаболизме); Сосредоточить аминогруппу в конечном итоге в составе двух аминокислот – глутаминовой- непосредственный источник свободного аммиака и аспарагиновой – источник второй аминогруппы в синтезе мочевины – продукте обезвреживания аммиака(участие в обезвреживании аммиака).

Содержание слайда: Аминотрансферазы Обладают субстратной специфичностью Название аминотрасфераз включает название субстрата. Основные - аланинаминотрансфераза – АЛТ - содержится в цитозоле клеток печени в (большей степени) и миокарда; аспартатаминотрансфераза- АСТ- содержится в цитозоле и митохондрии клеток миокарда (большей степени) и печени. . Активность в крови определяют в клинике для диагностики заболеваний печени и сердца – органоспецифичные. В норме в крови : незначительно – 5-40 ед/л. При деструкции тканей ферменты выходят в кровь. . Соотношение активности АСТ/АЛТ – «коэффициент де Ритиса». В норме около 1,33.

Содержание слайда: Окислительное дезаминирование Прямое окислительное дезаминирование COOH COOH COOH I I I (CH2)2 (CH2)2 (CH2)2 I I I HC- NH2 C= NH C= O + NH3 I I I COOH COOH COOH ГД- глутаматдегидрогеназа, кофермент НАД (вит. РР) Абсолютно специфичный фермент. Дезаминированию подвергается единственная кислота –глютаминовая. Ферменты, специфичные к другим амин-там при физиолог. значениях рН практически не активны Все остальные кислоты теряют аммиак в процессе непрямого окислительного дезаминирования (через реакцию трансаминирования, т.е 1 этап – реакции трансаминирования до образования глу, 2 этап дезаминирование глу)

Содержание слайда: Превращение углеродного скелета аминокислот В процессе катаболизма углеродный скелет (без NH2) аминокислот превращается или в пировиноградную кислоту (аланин, цистеин,серин) или в 5 метаболитов, которые непосредственно вступают в ЦТК – Ацетил КоА, альфа-кетоглутаровую кислоту, сукцинил-КоА, фумарат, ЩУК (оксалоацетат). См. схему в учебнике Северина с161 В зависимости от ситуации они распадаются до конечных продуктов с высвобождением энергии или используются в глюконеогенезе или в синтезе кетоновых тел (лизин, лейцин,изолейцин). В связи с этим аминокислоты классифицируют на гликогенные и кетогенные.

Содержание слайда: Декарбоксилирование R R I I + CO2 CH-NH2 HC-NH2 I COOH

Содержание слайда: Продукт катаболизма аминокислот - аммиак В норме в крови незначительно – 29-60 мкмоль/л Повышение содержания (гипераммониемия) – отражает интенсивный катаболизм белков (высокобелковая пища, голодание, усиленные физические нагрузки,возраст), нарушение обезвреживания ( нарушение функции печени )и др. Токсичное вещество- особенно для нервной ткани, повышение приводит к: Алкалозу; увеличивается сродство гемоглобина к О2, что приводит к гипоксии тканей; снижению скорости ЦТК; стимулированию синтеза амида глютаминовой кислоты в нервной ткани, накопление его приводит к нейроглии и как следствие к повышению осмотического давления и отеку мозга нейроглии; снижению содержания глютаминовой кислоты в нервной ткани и как следствие снижению образования гамма-аминомасляной кислоты ( судороги); нарушению обмена аминокислот

Содержание слайда: Пути обезвреживания аммиака 1.Синтез мочевины в печени из свободного аммиака и СО2. Орнитиновый цикл мочевинообразования. 2. Образование амида глютаминовой кислоты Во всех тканях. Особо значительно – в нервной 3. Образование солей аммония в почках 4. Восстановительное аминирование L-кетоглутаровой кислоты

Содержание слайда: Пути обезвреживания аммиака Синтез мочевины в печени из свободного аммиака и СО2. Орнитиновый цикл мочевинообразования (орнитиновый цикл Кребса) -основной путь (до 90 % азота выводится в ее составе). Продукт - NH2-CO-NH2 – мочевина - нетоксичное соединение выводится с мочой Содержание в крови в норме - 2,5 – 8,3 ммоль/л. Экскреция с мочой приблизительно 25 г в сутки. Особенности: а)1 -ая реакция – образование карбомоилфосфат из свободного аммиака и СО2 за счет АТФ. В митохондриях гепатоцитов. Фермент карбомоилфосфатсинтаза 1, кофермент витамин Н (биотин),ионы магния. Далее реакции протекают в цитозоле печени: б) источником второй группы NH2 - аспарагиновая кислота !! в) фумаровая кислота в ЦТК →ЩУК →трансаминирование →АСП Г) образование аргинина –промежуточный метаболит ( пример реакции образования заменимой кислоты)

Содержание слайда: Второй путь обезвреживание аммиака Образование амида глютаминовой кислоты-глютамина СООН I (CH)2 I CH-NH2 I COOH

Содержание слайда: 4 путь обезвреживания аммиака – восстановительное аминирование кетоглутаровая кис-та + аммиак→глютаминовая Фермент – глутаматдегидрогеназа Преимущественно в мозге Незначительно

Содержание слайда: Глюкозоаланиновый цикл Путь выведения избыточного азота из тканей, главным образом из мышц (где активно идет гликолитический этап–донор пировиноградной кислоты ПК) Стадии цикла: 1.В мышцах: ПК + аминокислота Аланин + кетокислота Аланин из мышц в кровоток в печень . 2.В печени ( непрямое дезаминирование): ала + кетоглутарат глютаминовая + ПК глютаминовая аммиак в орнитиновый цикл; ПК на синтез глюкозы (глюконеогеез)

Содержание слайда: Самостоятельно: Наследственные нарушения метаболизма аминокислот в тканях(фенилаланина, тирозина). Энзимдефекты - Значение аминокислот: Аргинина – образование и значение оксида азота (NO); Метионина. Тирозина ( за основу учебник Северина с 161-180 -Гниение белков в ЖКТ. Механизмы обезвреживания продуктов гниения.