Metabolism 6
-
Upload
cristina-raita -
Category
Documents
-
view
16 -
download
7
description
Transcript of Metabolism 6
-
CURSUL 13
III. METABOLISMUL PROTIDELOR1. DIGESTIE l ABSORBIE. TRANSPORT I DEPOZITARE2. METABOLISMUL AMINOACIZILOR
2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR2.2. CATABOLISMUL AMINOACIZILOR2.3. METABOLISMUL AMONIACULUI2.4. CICLUL ORNITINIC
-
ROLUL SUBSTANELOR PROTEICE N ORGANISM
Sunt substane PLASTICE Au rol funcional activ n dirijarea proceselor metabolice Determin proprietile biologice ale microorganismelor i
caracterele imunologice
Au rol ENERGETIC mai puin important
Au rol FIZICO-CHIMIC nsemnat, mai ales pentru meninerea echilibrului acido-bazic i al presiunii osmotice.
Formeaz un sistem tampon important n celule i esuturi ndeplinesc rol de schimbtori de ioni
-
Organismele au capacitatea de a menine un echilibruntre aportul i eliminarea de proteine, numit echilibruazotat
Proteinele din organismele vii se rennoiesc permanent
i au specificitate de specie, organ, esut.
Metabolismul proteinelor este abordat la dou nivele Metabolismul aminoacizilor Metabolismul proteinelor propriu-zis
-
METABOLISMUL AMINOACIZILOR
Proteine
Aminoacizi Nucleoproteide
Acid piruvic
Acetil CoA
Ciclul Krebs
Coenzime reduseFADH2, NADH
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR
2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR
SURSE DE AMINOACIZI
Proteinele ALIMENTARE (ORIGINE EXOGEN)-digestie
Proteinele proprii (ORIGINE ENDOGEN)- hidroliz (catepsine)
Biosinteza proprie (LIMITAT LA CEI NEESENIALI, cei eseniali
sunt procurai din hran)
AMINARE REDUCTIV
TRANSAMINARE
-
Proteinele exogene (ALIMENTARE) sunt degradate treptat, sub aciunea proteazelor, transformndu-se n peptide, i n cele din urm n aminoacizi.
Digestia macromoleculei proteice ncepe n STOMAC sub aciunea pepsinei, elaborat de mucoasa gastric. este apoi continuat n INTESTINUL SUBIRE sub aciunea tripsinei i
chimotripsinei, elaborate de PANCREAS. principala form de absorbie a proteinelor o constituie aminoacizii. Dar i
peptide mai mici pot strbate mucoasa intestinal, fiind ns repede hidrolizate n aminoacizi de peptidazele existente n celulele peretelui intestinal.
n mod similar sunt degradate i proteinele proprii organismului (proteinele endogene)
Dup absorbia lor prin peretele intestinal, aminoacizii sunt vehiculai prin circulaia sanguin spre FICAT i apoi n toate celelalte organe, formnd n totalitatea lor aa-numitul fond metabolic sau depozit melabolic.(conine toi aminoacizii i st n permanen la dispoziia organismului)
DIGESTIE l ABSORBIE. TRANSPORT I DEPOZITARE
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR
2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR
Se realizeaz prin
transaminare
aminare reductiv,
Se afl sub control feed back , sub aciunea enzimelor
reglatoare
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR
1.TRANSAMINAREA -rol nformarea ureei, glucogenoneogenezmetabolismul aminoacizilor.
Transaminarea = o reacie reversibil ntre un aminoacid i un a-cetoacid (a-cetoacidul devine aminoacid, iar aminoacidul devine a-cetoacid).Enzime transaminaze (aminotransferaze)Localizare n ficat i rinichi.Cetoacizi folosii, de preferin, acizii a-cetoglutaric i a-cetosuccinic
Cu ajutorul acestor reacii, organismul poate SINTETIZA orice aminoacid al crui lan de carbon poate fi biosintetizat sub form de cetoacid. Acest lucru nu este posibil n cazul aminoacizilor eseniali care trebuie de aceea procurai, prin aport extern, prin hrana
COOH
CH2CH2
COOHCOOH
+
COOH
CH2
CH
COOH
OC
CH2
Acid
+
a-cetoglutaric
R
CH NH2
oricarea-aminoacid
NH2 OC
a-cetoacidoricare
R
COOHAcid glutamic
Acid asparticCOOH
R
oricarea-cetoacid
C ONH2
a-aminoacidoricare
NH2CH
R
a-cetosuccinic
+
Acid
CH2
C O
COOH
CH
CH2
COOH
+
COOH COOH
COOH
Reaciile generale de transaminare pentru acizii a-cetoglutaric i a-cetosuccinic
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR
Transaminarea una din cile de conexiune ntre metabolismul protidelor i al glucidelor
Acceptori de grupri amino acid piruvic, acid cetoglutaric, acid oxalilacetic
Donori de grupri amino acid glutaric, acid aspartic. Aceti compui sunt considerai componentele cheie n metabolismul aminacizilor. Prin intermediul acestora se pot sintetiza toi aminoacizii neesentiali
R1 CH COOH
NH2
R2 C COOH
O
+
P Pir CO
H
O
COOHC R2NH2
COOHCHR1 +
Aminoacid Cetoacid AminoacidCetoacid
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR 2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR Transaminazele au drept coenzim piridoxalfosfat i piridoxamin (vit B6) Mecanismul decurge n dou faze
+
O
NH2
+Aminoacid Cetoacid
NH2
COOHCHR1H2OH2O+
R CH COOH
N
PPir
CH CH2Pir P
NCOOHCR1
transpozitieprototropic +H2O
H2OR1 C COOH
PPir
CH2
Piridoxaminfosfat
OC
Pir PH
Piridoxalfosfat
baz Schiff I baz Schiff II
I
R2
+
R2
NH2+
AminoacidNH2
COOHCHH2OH2O+
CH COOH
N
PPir
CHCH2Pir P
NCOOHC
transpozitieprototropic +H2O
H2O
PPir
CH2
Piridoxaminfosfat
OC
Pir PH
Piridoxalfosfat
baz Schiff Ibaz Schiff II
IICetoacid
O
COOHCR2 R2
-
2 . METABOLISMUL AMINOACIZILOR 2.1. BIOSINTEZA AMINOACIZILOR
CH3
C O
COOHAcid piruvic
+NH3 + NADH + H+
H2N CH
CH3
COOH
+ NAD+
Alanina
-H2O
CH2
C O
COOHAcid oxalilacetic
+NH3 + NADH + H+
H2N CH
CH2
COOH
+ NAD+
Acid aspartic
-H2O
COOH COOH
CH2CH2
COOHCOOH
-H2ONAD++
COOH
CH2
CHH2N
+NH3 + NADH + H+
COOH
OC
CH2
Acid glutaric Acid glutamic
2.AMINAREA REDUCTIV se realizeaz n dou etapeI. condensarea acetoacidului cu amoniacul
iminoacidII. reducerea iminoacidului n prezena de NADH +H
aminoacid
-Cetoacizii principali care contribuie la formare de aminoacizi sunt acidul piruvic, acidul oxalilacetic, acidul a cetoglutaric
Acid a ceto glutaric
-
Glucoz
Acid fosfoenolpiruvic
Acid lactic
Acid piruvic
Acid oxalilacetic
Ciclul Krebs
Acid a-cetoglutaric
Acid succinic
Protein
AlaninSterin
Acid aspartic
IzoleucinValinAcid glutamicProlinOxiprolinHistidinOrnitinArginin
Prin transaminarea aminoacizilor rezult cetoacizi care stabilesc o legtura direct cumetabolismul glucidelor.
Alanina acidul piruvic,Acidul glutamic acidul a-cetoglutaric,Acidul aspartic acidul oxalilacetic
Cetoacizii rezultai n ciclul Krebs fac legatura cu metabolismul protidic. Acidul piruvic,a-cetoglutaric, oxalilacetic pot fi transformai prin aminare reductiv sau transaminaredirect n alanin, acid glutamic, acid aspartic.
Aminoacizii GLUCOFORMATORI
Serina
-
Exist 20 de aminocizi eseniali.
Prin succesiunea acestora, moleculei peptidice formate ii sunt imprimate diferite caracteristici
specifice
-
Proteine EXOgene
Aminoacizi
Proteine necesare
Compui care conin azot
UreeComponenta ternar
Acetil CoA
Acid piruvic,acizi din ciclul Krebs
ATP
eliminare
NH3
METABOLISMUL AMINOACIZILOR
Amide
TransaminareAminare reductiva
a Ceto aciziProteine ENDOgene
CO2 + H2O
-
Degradarea aminoacizilor total CO2, H2O i NH3
parial metabolii intermediari
Degradarea scheletului carbonic al aminoacizilor are loc n dou faze.
Prima faz specific fiecrui aminoacid acetil-CoA. A doua faz de degradare const n trecerea acestui metabolit prin ciclul Krebs i catena de respiraie CO2 i H2O
Cile de degradarea ale aminoacizilor :1.Dezaminarea2.Transaminarea3. Decarboxilarea
2.2. CATABOLISMUL AMINOACIZILOR
-
1. DEZAMINAREA (nlturarea gruprii
aminice din molecul) se poate realiza pe
cale oxidativ (rezult cetoacid), hidrolitic(rezult oxiacid), reductoare ( rezult acid saturat) ,desaturant (rezult acid nesaturat).
2.2. CATABOLISMUL AMINOACIZILOR
a-aminoacid
NH2CH
R
CH2
COOH
COOH
CH2
R
CH
NH3C O
+
a-cetoacid
COOH
CH2
R
CH
a-hidroxiacid
OH+ NH3
NH3+
CH
R
CH2
COOH
CH2
acid gras
acid nesaturatCOOH
CH2
R
+ NH3
oxidativ
hidrolitic
reductoare
desaturant
+1/2 O2
+H2O
+H2
dezaminare
Transformri ale componentei ternare-degradare n CO2 i ap-sinteza de glucide, acizi grai, glicerol-obinere de aminoacizi prin transaminare-transf. prin decarboxilare n ali acizi
-
2. TRANSAMINAREA (a fost prezentat la biosinteza aminoacizilor)
3. DECARBOXILAREA (procesul ireversibil prin care aminoacizii trec n amine corespunztoare, care poart i denumirea de amine biogene)Enzime aminoaciddecarboxilaze
Rolul aminelor rezultate din decarboxilare farmacodinamic (histamina, serotonina), punct de plecare n sinteza unor compui biologici
importani (acid g-aminobutiric, etanolamin) Interconexiunea cu metabolismul alcaloizilor substane toxice (putresceina, cadaverina).
2.2. CATABOLISMUL AMINOACIZILOR
a-aminoacid
NH2CH
R
COOH
-CO2R
CH2 NH2
amin
-
Decarboxilarea aminoacizilor -Obinerea de toxine
-Obinere de substane heterociclice (din putrescein rezult pirolidona, pirol iar din cadaverin rezult piperidin, piridina)
CH2
CH2CH2CH2
NH2NH2
NH3 CH2
CH2H2C
H2CNH
Dehidro-genare CH
CHHC
HCNH
PirolPirolidinPutrescein
CH2
CH2 CH2
CH2
CH2
NH2NH2
NH3
H2C
H2CN
CH2
CH2
CH2
H
Dehidro-genare
N
Cadaverin Piperidin Piridin
CH COOHNH2 NH2
CH2CH2 CH2 CH2NH2
CH2 CO2NH2
CH2CH2
Ornitin Putrescein
CH COOHNH2 NH2
CH2 CH2NH2
(CH2)3 CO2NH2
CH2(CH2)3
Lizin Cadaverin
-
Transformrile aminelor biogene- Degradare (enzime monooxidaze, diaminooxidaze) n aldehide- Sinteza de alcaloizi prin metilarea aminelor biogene rezult hordeina (ORZ NCOLIT), betaina, nicotina. -Obinere de substane heterociclice(din putrescein rezult pirolidona, pirol, iar din cadaverin rezult piperidin, piridina)
AMINELE BIOGENE stabilesc conexiunea dintre metabolismul protidelor i a alcaloizilor n plante
2.2. CATABOLISMUL AMINOACIZILOR
a-aminoacid
NH2CH
R
COOH
-CO2R
CH2 NH2
amin
oxidare
ciclizare
metilare
ALDEHIDE
SUBSTANEHETEROCICLICE
ALCALOIZI
-
2.3. METABOLISMUL AMONIACULUI
DESTINAIA AMONIACULUI
FIXAT sub form de AMIDE ale aminoacizilor (glutamina-org. animale, asparagina- plante)
FIXAT sub form de UREE i ELIMINAT
CREATIN, CRETININ
-
2.3. METABOLISMUL AMONIACULUI
n esuturile vegetale, amoniacul rezultat din dezaminarea aminoacizilor i a altor substane poate fi captat i pstrat n organism sub form de sruri de amoniu, glutamin, substane netoxice.
Plante bogate acizi organici (plante acide sau amoniacale) mcriul (Rumex acetosella), reventul (Rheum officinale), begonia (Begonia sp) Acestea fixeaz o cantitate nsemnat de amoniac sub form de SRURI DE AMONIU.
GLUTAMINA FIXEAZ, PSTREAZ i TRANSPORT azotul n organism n form netoxicAtunci cnd organismele au nevoie de azot, se produc degradrile aminoacizilor i amidelor, se elibereaz amoniac
n ciclul glutamic, amoniacul este fixat sub form de AMID
-
2.3. METABOLISMUL AMONIACULUI
Acid glutamic
Glutamin
Acid glutamic
Acid -cetoglutaric
+NH3 +NH3
+NH3+NH3
NH3 NH3
NH3NH3
-
2.3. METABOLISMUL AMONIACULUI
n organismele animale amoniacul rezultat n organism din dezaminarea aminoacizilor i din aciunea florei intestinale asupra proteinelor alimentare, este un TOXIC puternic pentru sistemul nervos central.
Pentru a se apra de aciunea toxic a amoniacului, organismul dispune de mecanisme rapide i eficiente de neutralizare i eliminare a acestui metabolit, unul dintre ele fiind formarea ureei.
-
Formarea ureei se desfoar sub forma ciclului ureogenetic (ornitinic), (aminoacidul cheie din acest ciclu).
CORELAII cu procese metabolice-Prin formarea acidului fumaric, ciclul ureogenetic stabilete legtura cu ciclul Krebs ,de oxidare terminal a glucidelor, lipidelor i protidelor
-Prin participarea acidului aspartic la ciclul ureogenetic exist posibilitatea ca toi aminoacizii transaminabilis poat participa la acest ciclu.
-Corelaie ntre ciclul ureogenetic i sinteza bazelor pirimidinice, componente ale acizilor nucleici
2.4. CICLUL ORNITINIC (formarea ureei)
CO2
NH3
CNH2O
O P
H2NC O
H2C NH
H2C
H2C
H C NH2
COOHCitrulina
CH2 NH2
CH2
CH NH2COOHOrnitina
COOH
CH2
H2N CH
COOH
COOH
CH2
CH2 NH C
NH2N C H
COOHCH2
CH NH2COOHAcid argininsuccinic
H2C NH C
NH
NH2H2C
H2C
H C NH2COOH
Arginina
Uree
NH2C O
NH2
H COOHC
CHOOC H
Acid fumaric
~
Acid aspartic
CH2CH2Ciclul
ureogenetic
-
Comparativ cu hidrolizarea proteinelor, care se realizeaz relativ uor, procesul invers, cel de sintez , este foarte complex i se realizeaz numai cu participarea acizilor nucleici.Unitile structurale ale proteinelor sunt aminoacizii, care pot fi sintetizai direct din compuii anorganici, de ctre plante i unele microorganisme. Animalele pot sintetiza proteine n fiecare esut i organ, cu excepia proteinelor plasmatice, sintetizate n ficat i n sistemul reticuloendoplasmatic.Formarea proteinelor din aminoacizii endogeni sau exogeni se realizeaz permanent i cu vitez mare n organismele tinere sau adulte.Biosinteza se realizeaz numai din aminoacizi liberi, peptidele rezultate prin hidroliza proteinelor neputnd fi ncorporate n cele nou sintetizate. Procesul biosintetic se realizeaz n special n organele care au un metabolism intens: ficat, pancreas, mucoasa intestinului subire. Mecanismul biosintezei a fost pus la punct dup descoperirea genelor, care sunt segmente din ADN cromozomial i care ndeplinesc un rol important n transmiterea caracterelor ereditare
2.4. BIOSINTEZA PROTEINELOR