Белки. Особенности обмена отдельных аминокислот

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра______биохимии___________________________________________

Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)____________________

                       Протокол № _______

                                              ЛЕКЦИЯ

                              По биологической химии

для студентов_____2-го_____ курса ___лечебного___________________факультета

Тема:___Белки 3   Особенности обмена отдельных аминокислот

Время__90 мин___________________

Учебные и воспитательные цели:

1.Сформировать представление об  особенностях обмена отдельных

    аминокислот в норме и при патологии.

 2.Биохимическое обоснование практического применения аминокислот в

    медицине.

МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

1.Мультимедийная презентация

                               РАСЧЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

№п/п	Перечень  учебных вопросов	Количество выделяемого времени, мин.
1.	Обмен отдельных аминокислот в норме и при патологии	73
2.	Использование аминокислот в практической медицине	15

Всего:                                                                                                  90 минут

Семейства аминокислот

Аминокислоты, входящие в ПВК.

Пути, по которым происходит превращение аминокислот в ПВК разные. Самый прямой и короткий путь проходит аланин, который превращается в пируват при участии АЛТ. Пировиноградная кислота–исходный субстрат глюконеогенеза, поэтому активность АЛТ в клетках печени высокая.

        Семейство пировиноградной кислоты включает Ала, Сер, Гли, Цис и Тре

Обмен серина происходит несколькими путями. Возможно прямое превращение в ПВК при участии дегидратазы серина–пиридоксальфосфат зависимого фермента, который катализирует реакцию дезаминирования серина или превращение  серина в глицин при участии гидроксиметил трансферазы серина. В этой реакции образуется также  N5, N10 метилен тетрагидрофолат. Реакция, катализируемая гидроксиметил трансферазой обратима, что позволяет и углероды молекулы глицина через серин

 глицин при участии гидроксиметил трансферазы серина. В этой реакции образуется также  N5, N10 метилен тетрагидрофолат. Реакция, катализируемая гидроксиметил трансферазой обратима, что позволяет и углероды молекулы глицина через серин перевести в молекулу ПВК. Однако более значимый распад глицина происходит при участии митохондриального ферментного комплекса  синтазы глицина, который катализирует глубокий распад глицина до аммиака  и диоксида  углерода.

С катаболизмом глицина тесно связан и обмен треонина. Альдолаза треонина –инициатор катаболизма этой аминокислоты. Под ее влиянием треонин распадается на молекулу глицина и уксусного альдегида. Уксусный альдегид восстанавливается при участии альдегиддегидрогеназы в уксусную кислоту, которую можно при помощи ацетаттиокиназы превратить в ацетилКоА. Второй путь катаболизма треонина включает специфическое  дезаминирование этой аминокислоты при помощи серин-треонин дезаминазы, Образующийся при этом оксобутират может быть использован в синтезе аминокислот с разветвленным углеводородным радикалом.   

Глицинурия – состояние характеризующееся большими потерями глицина почками при нормальном уровне глицина в крови. Это состояние связывают с нарушением реабсорбции глицина почками.

Пути синтеза серина и глицина используются и для образования других аминокислот

В синтезе  серина и глицина  важную роль играют промежуточные продукты обмена глюкозы, а глицин и серин  используются  в формировании других аминокислот, нуклеотидов и фосфолипидов. Когда E. coli растет на глюкозе, то  почти 15 % из ассимилируемых углеродов  проходит через сериновый путь.

Синтез серина и глицина начинаются с окисления 3-фосфоглицерата и образования 3-фосфогидроксипирувата и НАДН. Реакция переаминирования с глутаматом формирует  3 фосфосерин, а удаление фосфата приводит к образованию серина. Глицин  образуется  удалением метильной группы  серина. Энергия для этого пути не требуется, фактически  энергия высвобождается  в форме восстановленного НАДН+Н+. У глицина существуют и другие пути синтеза. В клетках печени имеется глициновая трансаминаза , которая катализирует образование глицина из глиоксилата, используя  аланин или глутаминовую кислоту в качестве

донора аминогруппы

.  Синтез серина и глицина. Этот путь  высвобождает энергию и углероды для дальнейшего употребления. R (тетрагидрофолат)

Пути использования глицина и серина

                   .

Цистеин может превратиться в ПВК  двумя путями

1.Прямым окислением     

2.При  помощи переаминирования 

Первый путь начинается  с превращения цистеина в цистеинсульфинат  при участии НАДФН и Fe²⁺  зависимого фермента цистеин-диоксигеназы. Цистеинсульфинат, по-видимому,  путем переаминирования превращается в b-сульфинилпируват, который после спонтанной или катализируемой ферментами потери серусодержащей группы  превращается в пируват.

Второй путь превращения цистеина начинается с реакции переаминирования, которую катализируют специфические цистеиновые трансаминазы или аспарагиновая  трансаминаза печени и почек. Продукт переаминирования  3-меркаптопируват  восстанав­ливается при участии L-лактатдегидрогеназы в 3-меркаптолактат, который является нормальным компонентом мочи человека в форме смешанного дисульфида с цистеином; содержание последнего в моче пациентов с меркаптолактат-цистеин-дисульфидурией возра­стает. 3-меркаптопируват может также превращаться  в пируват после отщепления H₂S.

. Основные нарушения обмена серусодержащих аминокислот

Название	Дефектный фермент
Гомоцистинурия  I	Цистатионин-b-синтаза
Гомоцистинурия II	N5, N 10-метилентетрагидрофолат-редуктаза
Гомоцистинурия III	Низкая активность  N-метилентетрагидрофолат:  гомоцистеин трансметилазы, обусловленная нарушением синтеза метилкобаламина
Гомоцистинурия IV	Низкая активность  N 5-метилентетрагидрофолат:  гомоцистеин трансметилазы связанная  с нарушением всасывания кобаламина в кишечнике
Гиперметионинемия	Метионин-аденозилтрансфераза печени
Цистатионинурия	Цистатионаза
Сульфитурия (сульфоцистеинурия)	Сульфитоксидаза
Цистиноз	Нарушения функции лизосом
3-Меркаптопируват-цистеиндисульфидурия	3-Меркаптопируват-сульфидтрансфераза
Синдром нарушения всасывания метионина	Нарушение всасывания метионина в кишечнике