BG-Đồng hóa protein và acid amin

Tiêu hóa protein từ thức ăn amino acid Thức ăn Dạ dày Tụy Tụy Ruột non Máu Tế bào biểu bì ruột Khoang ruột Chuyển amino acid vào máu Tĩnh mạch cửa Phân giải protein tế bào -Phân giải protein tế bào lysosome -Phân giải protein tế bào theo đường ubiquitin-proteosome Protein đích cho phân giải Các phản ứng gắn ubiquitin với proteins Mối quan hệ đường đồng hóa nitrogen Chuyển amine Oxy hóa khử amine Phản ứng chuyển amine Nguồn NH4+ cho chu trình urea Não Cơ Ruột Vai trị Transaminase Transaminases giúp cân nhóm amin α-keto acids tự Điều cho phép tổng hợp amino acid không cần thiết cách sử dụng nhóm amin từ amino acid khác khung carbon tổng hợp tế bào Như vậy, cân amino acid khác trì Dù nhóm amine amino acid sử dụng để tổng hợp amino acid khác, N phải thu từ nguồn thức ăn có amino acids (proteins) H O− −O P O O C H2 C O OH + N H CH3 pyridoxal phosphate (PLP) Nhóm prosthetic Transaminase pyridoxal phosphate (PLP), dẫn xuất vitamin B6 R H C COO− Enz (CH2)4 NH2 Amino acid O− −O P O O HC H2 C N+ H O− + N H CH3 Enzyme (Lys)-PLP Schiff base Ở trạng thái nghỉ, nhóm aldehyde pyridoxal phosphate dạng Schiff base liên kết với nhóm ε-amino phân tử lysine enzyme Enz−Lys−NH2 O− −O P O O R HC H2 C H C N+ COO− H O− + N H CH3 Amino acid-PLP Shiff base (aldimine) Nhóm α-amino chất amino acid thay lysine enzyme, hình thành Schiff base liên kết với PLP N tích điện (+) PLP họat động nguồn electron, làm cho họat động xúc tác xảy dễ dàng Lysine tách H+, thúc đẩy tautomer hóa, tái tạo proton thủy giải O Enz−Lys−NH2 O− −O P O O H2 C NH2 CH2 R COO− α-keto acid C OH + N CH3 H Pyridoxamine phosphate (PMP) Kết cục amino acid giải phóng dạng α-keto acid Nhóm amino cịn lại phân tử pyridoxamine phosphate (PMP) Một α-keto acid khác phản ứng với PMP tiến trình ngược lại xảy để tiếp tục hòan thành phản ứng Sự khử amin Amino Acids Transaminases có chức cung cấp nhóm amine từ nguồn amino acid dư thừa thức ăn cho amino acid (vi dụ: glutamate) bị khử amin Bộ khung Carbon từ amino acids bị khử amin đồng hóa để cung cấp lượng dùng để tổng hợp glucose hay acid béo cho việc dự trữ lượng Chỉ số amino acids khử amine trực tiếp H2 OOC C glutamate − H2 C H2O H2 H2 − OOC C C α-ketoglutarate NH3+ C H COO− NAD(P)+ NAD(P)H O C COO− + NH4+ Glutamate Dehydrogenase Glutamate Dehydrogenase xúc tác phản ứng hịan thiện việc tách tổng thể N từ nguồn amino acid Đây số enzyme sử dụng NAD+ hay NADP+ chất nhận e− Sự oxy hóa α-carbon thủy giải làm giải phóng nhóm NH4+ Amino acid α-keto acid α-ketoglutarate glutamate Transaminase NADH + NH4+ NAD+ + H2O Glutamate Dehydrogenase Tóm tắt: vai trị transaminases việc cung cấp nhóm amino N cho glutamate, cho khử amin thơng qua Glutamate Dehydrogenase, tạo NH4+ Vai trị Glutamine Alanine biến dưỡng amino acid Chu trình Urea Tổng hợp amino acid Glutamine Alanine chuyển nhóm N đến gan Cơ, mơ ngoại vi Gan Cơ Gan Chu trình Urea O H2N C NH2 urea Hầu hết động vật cạn chuyển lượng nitrogen thừa thành urea, hợp chất độc ammonia, trước tiết ngịai Chu trình Urea xảy chủ yếu gan nguyên tử nitrogen urea tham gia vào chu trình Urea NH3 (hầu hết qua Glutamate Dehydrogenase) amino N of aspartate Ty thể Chu trình Urea Tế bào chất HCO3− + NH3 + ATP O H2N C Carbamoyl Phosphate Synthase OPO32− + ADP + Pi carbamoyl phosphate Carbamoyl Phosphate Synthase bước định chu trình Urea, chịu chi phối điều hịa Carbamoyl Phosphate Synthase họat hóa dị không gian N-acetylglutamate Dẫn xuất glutamate tổng hợp nồng độ [glutamate] tế bào cao phân giải protein hay lượng thức ăn hấp thu nhiều Bệnh Hyperammonemia Khiếm khuyết di truyền enzyme chu trình Urea dẫn đến hyperammonemia – nồng độ [ammonia] cao máu Nếu hịan tịan enzyme chu trình Urea gây tử vong Nồng độ amonia cao gây độc, đặc biệt với não Nếu không điều trị kịp thời sau sinh, trẻ bị chứng trì trệ trí não nghiêm trọng Cơ chế độc tích nồng độ [ammonia] cao máu Nồng độ NH3 cao kích ứng phản ứng xúc tác Glutamine Synthase: glutamate + ATP + NH3  glutamine + ADP + Pi Điều dẫn đến cạn kiệt glutamate – chất dẫn truyền thần kinh tiền chất cho tổng hợp chất dẫn truyền thần kinh GABA Sự cạn kiệt glutamate mức ammonia cao máu thúc đẩy phản ứng xúc tác Glutamate Dehydrogenase theo chiều ngược lại : glutamate + NAD(P)+ α-ketoglutarate + NAD(P)H + NH4+ Hậu cạn kiệt α-ketoglutarate, chất trung gian cần thiết chu trình Krebs , dẫn đến giảm sút trao đổi lượng não Bệnh Hyperammonemia Điều trị khiếm khuyết enzyme chu trình Urea (tùy thuộc enzyme)  Hạn chế tiêu thụ protein đến lượng vừa đủ để cung cấp amino acids cho phát triển thêm vào phần ăn dạng α-keto acid tương tự amino acids thiết yếu  Cấy ghép gan: quan thực chu trình Urea Những bất thường khác liên quan đến chu trình urea •Citrulinemia thiếu hoạt tính enzyme argininosuccinate synthase tiết 1-2 g citruline/ngày •Argininosuccinicaciduria khơng có hoạt tính enzyme argininosuccinase mức argininosuccinate cao máu, nước tiểu dịch não tủy •Hyperargininemia mức hoạt động arginase thấp tăng mức arginine máu dịch não tủy ... α-keto acids tự Điều cho phép tổng hợp amino acid không cần thiết cách sử dụng nhóm amin từ amino acid khác khung carbon tổng hợp tế bào Như vậy, cân amino acid khác trì Dù nhóm amine amino acid. .. từ nguồn amino acid dư thừa thức ăn cho amino acid (vi dụ: glutamate) bị khử amin Bộ khung Carbon từ amino acids bị khử amin đồng hóa để cung cấp lượng dùng để tổng hợp glucose hay acid béo cho... với proteins Mối quan hệ đường đồng hóa nitrogen Chuyển amine Oxy hóa khử amine Phản ứng chuyển amine Nguồn NH4+ cho chu trình urea Não Cơ Ruột Vai trị Transaminase Transaminases giúp cân nhóm amin