trao đổi amino acid và vitamin

CHƢƠNG VI: TRAO ĐỔI AMINO ACID VÀ PROTEIN NỘI DUNG • I ĐẶC ĐIỂM TRAO ĐỔI PROTEIN Ở ĐỘNG VẬT • II TIÊU HÓA VÀ HẤP THU • III SỰ CHUYỂN HOÁ AMINO ACID – 3.1 Phản ứng khử amine hoá – 3.2 Phản ứng khử carboxyl – 3.3 Phản ứng chuyển amine – 3.4 Sự tiết chất cặn bã chứa nitơ • IV SINH TỔNG HỢP AMINO ACID • V SINH TỔNG HỢP PROTEIN I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Các acid amin đƣợc hấp thu theo tƣơng quan số lƣợng định – Tỷ lệ % acid amin thiết yếu theo lysin lợn theo K William Lys Met Cys Trp His Val 100 + 34 33 12 Tyr + Phe 78 Thr 45 Leu Ile 85 47 I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Cơ thể động vật khả dự trữ protein – Cân nitơ dƣơng • Nitơ ăn vào > nitơ thải – Cân nito âm • Nitơ ăn vào < nitơ thải – Cân • Nitơ ăn vào = nitơ thải Trạng thái cân nitơ I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Lƣợng protein tối thiểu – Là lượng protein cần thiết để trì phát triển bình thường thể trạng thái nghỉ ngơi hoàn toàn Loài động vật Lƣợng pr tối thiểu (g/kgP/ngày đêm) Cừu 1,00 Lợn 1,00 Ngựa 0,70-1,42 Bò cạn sữa 0,60-0,70 Bò tiết sữa 1,00 Người 1,00-1,50 I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Acid amin có trao đổi riêng I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Sinh tổng hợp protein có nét đặc trƣng khác biệt II TIÊU HÓA VÀ HẤP THU • 2.1 Tiêu hóa protein động vật dày đơn 2.1 Tiêu hóa protein động vật dày đơn • Dạ dày: – Pepsin: thủy phân lk peptide có nhóm amin aa có nhân thơm (Phe, Tyr Trp) – Pepsin không thủy phân keratin – Chymosin (rennin) dày gia súc non chuyển hóa casein → paracasein • Ruột non: – Trypsin (pH: 7-8): thủy phân lk peptide có nhóm –CO- aa kiềm tính Lys Arg – Chymotrypsin (pH: 8): thủy phân lk peptide có nhóm –CO- aa Phe, Tyr Trp – Carboxypeptidase: thủy phân lk đầu C chuỗi peptide – Aminopeptidase: thủy phân lk đầu N chuỗi peptide – Protaminase, prolinase RNA thông tin (mRNA) mã di tryền RNA vận chuyển (transfer RNA, tRNA) Cấu trúc bậc II tRNA Cấu trúc không gian chiều tRNA nấm men Ribosome Các yếu tố mở đầu, kéo dài kết thúc Prokaryote (E coli) Eukaryote Vai trò Vai trò Yếu tố mở đầu IF1 Phân ly ribosome eIF-1 Gắn mRNA, ổn định phức hợp mở Tạo thuận lợi cho liên kết tổ hợp đầu fMet-tRNA-IF2.GTP IF2 Gắn f.Met-tRNA vào 30S, hoạt tính eIF-2 Gắn Met-tRNA vào 40S GTPase eIF-2α eIF-2 eIF-2γ IF3 Gắn mRNA vào 30S eIF-2B (từ α Tái tạo IF2.GTP từ IF2.GDP đến ) eIF-3 Ổn định phức hợp mở đầu eIF-4 (từ A Nhận biết gắn mRNA vào 40S, đến F) ổn định phức hợp mở đầu eIF-5 Giải phóng eIF-2 eIFF-3 từ phức hợp mở đầu, gắn 60S Yếu tố kéo dài EF-Tu Gắn aa-tRNA vào phức hợp dịch mã, eEF-1 (từ α Gắn aa-tRNA vào phức hợp dịch GTPase đến γ) mã, GTPase EF-Ts Tái tạo EF-Tu.GTP eEF-2 Tái tạo eEF-Tu.GTP EF-G Chuyển vị, GTPase eEF-G Chuyển vị, GTPase Yếu tố kết thúc RF1 Kết thúc kéo dài, giải phóng tRNA, eRF Tách rời sợi polypeptide tổng RF2 RF2 có hoạt tính GTPase hợp khỏi tRNA RF3 Kích thích liên kết giải phóng RF1 RF2 khỏi ribosome RRF Giải phóng ribosome khỏi mRNA 5.2 Cơ chế sinh tổng hợp protein • • • • • Giai đoạn hoạt hóa amino acid Tạo phức hợp mở đầu Kéo dài chuỗi polypeptide Giai đoạn kết thúc Biến đổi sau dịch mã Các thành viên tham gia giai đoạn sinh tổng hợp protein Giai đoạn Ở tế bào Procaryote Ở tế bào Eukaryote Hoạt hóa Acid amin 20 loại acid amin, 20 loại aminoacyl-tRNA synthetase, tRNA, ATP, Mg++ f.Met-tRNA, Mã AUG mRNA, ribosome 30S, 50S Các yếu tố mở đầu: IF1, IF2, IF3, GTP, Mg++ 20 loại acid amin, 20 loại aminoacyltRNA synthetase, tRNA, ATP, Mg++ Mở đầu Kéo dài Kết thúc Met-tRNA, Mã AUG mRNA, ribosome 40S, 60S Các yếu tố mỡ đầu: eIF2, eIF 4a, eIF 4c, eIF3, eIF5, GTP, Mg++ Ribosome 80 S hoạt động, Aminoacyl-tRNA tương ứng với mã, Yếu tố kéo dài: eEF1, eEF1, eEF2, peptidyl transferase, GTP, Mg++ Ribosome 70 S hoạt động, Aminoacyl-tRNA t/ ứng với mã, Yếu tố kéo dài: EF.Tu, EF.Ts, EF.G; peptidyl transferase, GTP, Mg++ Mã kết thúc, Các yếu tố giải phóng: Mã kết thúc, Yếu tố giải phóng: eRF, RF1, RF2, RF3, ATP GTP, peptidyltransferase Cải biến Các enzyme đặc biệt yếu tố sau dịch mã cho tách rời đoạn mở đầu chuỗi polypeptide Các enzyme đặc biệt yếu tố cho tách rời đoạn mở đầu chuỗi polypeptide Giai đoạn hoạt hóa amino acid Tạo phức hợp mở đầu Prokaryote Eukaryote mRNA gắn với tiểu phần nhỏ Đoạn Shine-Dalgarno trước mã mở đầu AUG gắn với đoạn bổ sung rRNA 16S Ribosome 70S Mũ 5’ (5’cap) mRNA gắn yếu tố eIF tiểu phần 40S chứa tRNAMet, mRNA quét tới gặp mã AUG mở đầu 80S Acid amin mở đầu Formyl-methionine (fMet) Các yếu tố mở đầu Ba yếu tố (IF1, IIF2 IF3) Methionine (Met) Nhiều, 10 yếu tố eIF Chức yếu tố mở đầu Yếu tố Chức Procaryote: IF-1 gắn tRNA vào khu A IF-2 Làm thuận lợi cho fMet-tRNAfMet gắn vào 30S, hoạt tính GTPase IF-3 Gắn với 30S, làm tăng tính đặc hiệu khu P fMet-tRNAfMet Eukaryote: eIF2 eIF2B, eIF3 eIF4A eIF4B eIF4E eIF4G eIF5 eIF6 Gắn Met-tRNAMet với tiểu phần 40S Gắn yếu tố với tiểu phần 40S, làm thuận lợi cho bước Hoạt tính RNA helicase loại bỏ cấu trúc thứ cấp mRNA cho phép liên kết với tiểu phần 40S; phần phức hợp eIF4F Gắn với mRNA, làm thuận lợi cho việc quét mRNA để xác định vị trí codon AUG Gắn với mũ 5’CAP mRNA; phần phức hợp eIF4F Gắn với eIF4E với PAB (polyA binding protein); phần phức hợp eIF4F Thúc đẩy số yếu tố mở đầu khác tách khỏi tiểu phần 40S chuẩn bị cho tiểu phần 60S bám vào để tạo phức hợp mở đầu 80S Phân li ribosome 80S không hoạt động thành tiểu phần 40S 60S Kéo dài chuỗi polypeptide Hình thành liên kết peptide Gắn aa-tRNA khu A Chuyển vị Giai đoạn kết thúc • Sự tổng hợp polypeptide kết thúc xuất codon kết thúc mRNA (UAA,UAG,UGA) • Yếu tố tách rời: – RF1: nhận biết UAA, UAG – RF2: nhận biết UAA, UGA – RF3: gắn GTP • Enzyme peptidyl transferase thuỷ phân liên kết peptide (giữa polypeptide tRNA vị trí P) • Ribosom 70S  30S + 50S tham gia tổng hợp pr Biến đổi sau dịch mã • Hầu hết protein loại bỏ acid amin mở đầu • Nhiều protein tổng hợp dạng tiền chất (chưa hoạt động), chúng sửa đổi để trở thành dạng có hoạt tính – Các protease tuyến tụy chymotrypsin, trypsin hormone insulin • Thay đổi acid amin riêng biệt chuỗi polypeptide – Nhóm OH Ser, Thr hay Tyr số polypeptide phosphoryl hóa ATP Biến đổi sau dịch mã • Gắn thêm nhóm ghép – Biotin enzyme acetyl-CoA-carboxylase heme cytochrome c • Tạo thành liên kết disulfide – Các protein từ tế bào có nhân sau thường hình thành cầu disulfide cysteine chuỗi chuỗi polypeptide [...]...2.2 Hấp thu protein và amino acid ở động vật dạ dày đơn 2.2 Hấp thu protein và amino acid ở động vật dạ dày đơn 2.3 Chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ ở động vật nhai lại III CHUYỂN HÓA AMINO ACID • 3.1 Các phản ứng điển hình trong phân giải acid amin – Phản ứng khử amin oxy hóa • Khử amin oxy hóa của glutamate • Khử amin oxy hóa của các acid amin khác – Phản ứng chuyển amin – Phản... bò sát và các loài nhuyễn thể • NH4+ bài tiết kết hợp với glutamate, tạo thành glutamine, chất này cùng aspartate, glycine, formate và CO2 tạo thành gốc kiềm purine, rồi gốc kiềm purine sẽ phân giải để cho ra acid uric • Nguồn gốc của nitơ trong phân tử acid uric: 3.3 Sự chuyển hóa các bộ khung C của amino acid IV SINH TỔNG HỢP AMINO ACID • 4.1 Vòng luân chuyển nitơ trong tự nhiên 4.2 Tổng hợp acid amin... tổng hợp các acid amin Đặc điểm của quá trình sinh tổng hợp aa • Bộ khung carbon của aa bắt nguồn từ các sản phẩm trung gian của q/trình đường phân, vòng pentosephosphate hay vòng Krebs • Sự tổng hợp một số aa bắt nguồn từ những tiền chất chung và qua nhiều SPTG giống nhau • Có 6 con đường STH các amino acid: Các con đƣờng tổng hợp amino acid V SINH TỔNG HỢP PROTEIN • 5.1 Các yếu tố tham gia vào quá trình... NH4+ là sản phẩm của quá trình phân giải amino acids • NH4+ là nguyên liệu cần thiết cho tế bào tổng hợp các hợp chất chứa N • Khi thừa NH4+ dẫn đến tình trạng ngộ độc • Lượng NH4+ dư sẽ được chuyển hóa thành ure thông qua vòng ure và được đào thải ra ngoài cơ thể Khoảng 80% lượng N bị thải ra ngoài cơ thể qua vòng urea 3.2.2 Tổng hợp và bài tiết acid uric • Acid uric là dạng bài tiết chất cặn bã chứa... nitơ • 3.2.1 Tổng hợp và bài tiết urê • Hầu hết động vật thủy sinh đào thải trực tiếp NH4+ vào môi trường • Ở động vật có vú dạng chất bài tiết chính của NH4+ là urê và alantoin • Ở chim và bò sát sản phẩm bài tiết chính là acid uric dưới dạng urate (Na+, K+) ít hòa tan Nguồn gốc các phân tử - Diễn ra ở ty thể và ở tế bào chất của tế bào gan ở động vật bài tiết ure - Một N của urea được lấy từ Asp -... carboxyl Khử amin oxy hóa của glutamate • Glutamate khi vào ty thể, nhờ enzyme glutamate dehydrogenase có coenzyme NAD+ (chiếm ưu thế) hoặc NADP+ Khử amin oxy hóa của các acid amin khác • Xảy ra ở bào tương, nhờ enzyme oxidase có nhóm ghép là FMN Phản ứng chuyển amin • Enzyme transaminase có nhóm ghép pyridoxal phosphate (PLP) là dẫn xuất của vitamin B6 Glutamate:Oxaloacetate Transaminase (GOT) hoặc... đƣờng tổng hợp amino acid V SINH TỔNG HỢP PROTEIN • 5.1 Các yếu tố tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein – – – – – – RNA thông tin (mRNA) và mã di tryền RNA vận chuyển (transfer RNA, tRNA) Ribosome Các enzyme Các yếu tố mở đầu, kéo dài và kết thúc Năng lượng và các cation cần thiết cho quá trình dịch mã – Các aa là nguyên liệu để tổng hợp nên chuỗi polypeptide của phân tử protein ... dẫn xuất của vitamin B6 Một số amine hữu cơ quan trọng Amine Ý nghĩa Serine Etanolamine Cấu tạo các phospholipid Cysteine Cysteamine Cấu tạo CoA Histidine Histamine Tăng tiết dịch vị, các phản ứng dị ứng Lysine Cadaverin Cấu tạo ribosom, là chất độc Glutamate GABA Ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh AA 3.2 Bài tiết các hợp chất chứa nitơ 3.2 Bài tiết các hợp chất chứa nitơ • 3.2.1 Tổng hợp và bài tiết ... trao đổi protein động vật • Acid amin có trao đổi riêng I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Sinh tổng hợp protein có nét đặc trƣng khác biệt II TIÊU HÓA VÀ HẤP THU • 2.1 Tiêu hóa protein động... Cân • Nitơ ăn vào = nitơ thải Trạng thái cân nitơ I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Lƣợng protein tối thiểu – Là lượng protein cần thiết để trì phát triển bình thường thể trạng thái nghỉ ngơi... 3.4 Sự tiết chất cặn bã chứa nitơ • IV SINH TỔNG HỢP AMINO ACID • V SINH TỔNG HỢP PROTEIN I Đặc điểm trao đổi protein động vật • Các acid amin đƣợc hấp thu theo tƣơng quan số lƣợng định – Tỷ lệ