Bài giảng chuyển hóa acid amin

chuyển hóa acid amin

CHUYỂN HÓA ACID AMIN

MỤC TIÊU: Trình bày được:

1 Quá trình khử amin oxy hóa và trao đổi

amin, liên quan giữa 2 quá trình

2 Chu trình ure, liên quan giữa chu trình

ure và acid citric

3 Khái niệm về bệnh lý acid amin

1.1.Tiêu hóa protein

Tiêu hóa protein và hấp thu acid amin ở ruột

1.2.Thoái hóa protein nội sinh

4

Ubiquitin (8.5 kDa) đánh dấu các protein (ở tế bào nhân thật) để thoái hóa

Ubiquitin-Activating Enzyme (E1)

Ubiquitin-Conjugating Enzyme (E2)

Ubiquitin-Protein Ligase (E3)

Thoái hóa protein ở mô

5

Proteasome thoái hóa các protein gắn với ubiquitin

Khái quát về thoái hóa acid amin

Protein nội bào

Protein thức ăn

Chu trình acid citric Liên quan 2

chu trình

Số phận của nitơ ở các sinh vật khác nhau

Động vật

có xương sống trên cạn, cá mập bài xuất ure

2 Thoái hóa acid amin

Bước đầu tiên -> loại Nitơ

2.1.Trao đổi amin

PLP

2.1 Trao đổi amin

Loại Nitơ bởi aminotransferase

Prosthetic group involved in amino transfer

Trao đổi amin

• - cetoglutarat + Ala Glu + Pyruvat

• - cetoglutarat + Asp Glu + Oxaloacetat

• ALT (Alanin transaminase) hay GPT

(Glutamat pyruvat transaminase)

• AST (Aspartat transamninase) hay GOT

(Glutamat oxaloacetat transaminase)

• Hoạt độ ALT và AST trong máu tăng cao là chỉ điểm cho tổn thương một số mô (gan, cơ)

ALT (GPT)

AST (GOT)

2.2 Khử amin oxy hóa

• Khử amin oxy hóa glutamat:

Enzym Glutamat dehydrogenase (GLDH) có trong ty thể, coenzym NAD+ hoặc NADP+ Hoạt tính xúc tác mạnh

2.2.Khử amin oxy hóa

• Khử amin oxy hóa các acid amin thông thường:

Do các L- acid amin oxidase xúc tác, coenzym là FMN

Có ở lưới nội bào gan, thận Hoạt tính thấp nên không

có vai trò quan trọng

• Gồm 2 giai đoạn:

- Oxy hóa acid amin tạo acid -imin

- Thủy phân tự phát acid imin tạo acid -cetonic và NH4+

NH3+ FMN FMNH2 NH + H2O

H2O2 O2

1/2O2 + H2O Catalase

2.3.Liên quan giữa trao đổi amin và khử

amin oxy hóa

• Hoạt tính cao của glutamat aminotransferase làm nhóm amin của các acid amin tập trung lại cho Glu

• Glu là acid amin duy nhất bị khử amin oxy hóa với tốc độ cao và có lợi về mặt năng lượng

• Các L- acid amin oxidase hoạt động yếu, khi hoạt động sinh ra chất độc

Vì vậy các acid amin khác khử amin oxy hóa gián tiếp qua Glu nhờ

hệ thống trao đổi amin

Acid - cetonic Glutamat

NH4+

Transaminase

GLDH

cung cấp amoniac, giúp

đào thải H+ điều hòa

thăng bằng acid base

- Ở gan: NH4+ biến đổi

thành ure

Alanin mang NH4 + từ cơ tới gan

Chu trình urê

Chu trình urê

• Phản ứng tổng quát của chu trình urê có thể viết:

Urê + Fumarat + 2 ADP + 2 Pi + AMP + PPi

Liên quan giữa chu trình ure và chu trình acid citric

NH 4 +

Điều hòa chu trình

Chuyển hoá của nhóm carboxyl

NH2

Một số aa khử carboxyl thành amin có hoạt tính sinh

học Sau khi hết tác dụng các amin bị khử amin oxy hóanhờ MAO (monoamino oxidase) hoặc diamino oxidase

Decarboxylase

COOH CH

CH2

N

H2

CH2COOH

CO2

CH

COOH N

H2

CH2

NH C

H

N C H

CO2

CH2N

H2

CH2

NH C

Số phận của khung carbon của acid amin

Trong số 20 aa thường gặp chỉ có Leu và Lys là không có khả năng tân tạo glucose

Chuyển hóa của khung carbon của acid amin

• Sau khi loại bỏ nhóm amin, khung carbon của 20 acid

amin có thể bị thoái hóa

• Các sản phẩm thoái hóa là:

- Các sảm phẩm trung gian của chu trình acid citric

- Pyruvat

- Acetyl CoA hoặc acetoacetat

• Có 6 aa thoái hóa tạo pyruvat: Ala, Ser, Gly, Cys, Thr,

Try

• 7 aa thoái hóa thành acetyl-CoA: Try, Lys, Ile, Phe, Tyr, Leu,

• 4 aa thoái hóa thành succinyl CoA: Met, Thr, Ile, Val

• 5 aa thoái hóa thành alpha –cetoglutarat: Arg, Pro, Glu, Gln, His

• Asp và Asn thoái hóa thành oxaloacetat

Các acid amin sinh đường và

sinh thể ceton

• Các acid amin sinh đường có thể tân tạo đường bởi chuyển thành pyruvat hay các sản phẩm trung gian của chu trình acid citric

• Các acid amin sinh thể ceton có thể tổng hợp acid béo hay thể ceton

• Một vài acid amin vừa sinh đường vừa

sinh thể ceton

Số phận khung carbon của acid amin

Aromatic amino acids need oxygenases + O2

3 Sinh tổng hợp acid amin

• Cơ thể người và động vật bậc cao chỉ tổng hợp được 10 aa hay 12 aa

• Các acid amin cơ thể không tổng hợp được gọi

là các aa cần thiết, gồm: Val, Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Trp, Thr Hai acid amin His và Arg cơ thể trẻ và động vật còn non tổng hợp không đủ đáp ứng nhu cầu phát triển gọi là aa bán cần thiết.

• Tuy nhiên người và động vật cao cấp không thể tổng hợp NH4+ từ N2, nitrit, nitrat.

Các acid amin cần thiết ở người

• Cơ thể không thể tổng hợp được

• Đòi hỏi cung cấp từ thức ăn

•

• * cần thiết ở trẻ em

Lysine Methionine Threonine Phenylalanine Tryptophan

Chu trình của nitơ

3.1 Sự tạo thành NH4+

Sự cố định nitơ ở visinh vậthay thực vật nhờ phức hợpnitrogenase

N2 + 10H + + 8e- + 16 ATP 

2 NH4+ + 16ADP + 16 Pi + H2

Major Ammonium ion carrier

3.2 Sự vận chuyển NH4+ vào các hợp chất sinh học:

Amoniac đi vào acid amin qua Glutamat và Glutamin

Ammoniac đi vào Glutamat

• Amin hóa và khử -ketoglutarat bởi

glutamat dehydrogenase xảy ra ở thực vật, động vật và vi khuẩn

Glutamin cũng là chất mang nitơ

• Con đường đồng hóa ammoniac quan

trọng thứ hai là qua glutamin synthetase

Glutamat synthase vận chuyển

nitơ tới -ketoglutarat

Sinh tổng hợp acid amin

Sinh tổng hợp Acid amin ở vi khuẩn và thực vật

Các acid amin cần thiết ở dạng chữ in đậm

Sinh tổng hợp Acid amin ở vi khuẩn và thực vật

Cơ chế ức chế Feedback điều hòa sinh tổng hợp

acid amin

3.4 Sinh tổng hợp một số chất có hoạt tính

sinh học từ acid amin

Amino acid là tiền chất để tổng hợp porphyrin

Acid Amin là tiền chất của hormon

H2

CH2

C H

CH CH

OH

O H

CH

COOH N

H2

CH2

CH C

H

C H

C H

C H

CH CH

OH

O H

H C H

C H

CH CH

OH

O H

S-Adenosyl-Dopamine Norepinephrine

Epinephrine

Tổng hợp creatin

AT: Amidinotransferase

GAMT: Guanidinoacetat

metyltransferase

| (CH 2 ) 2

| CHNH 2

| COOH

CH 2 SH

| CONHCHCO-NHCH 2 COOH

| (CH 2 ) 2

| CHNH 2

| COOH

-glutamyl-Một số bệnh rối loạn chuyển hóa acid amin di truyền