bài giảng chuyển hóa protein (p1)

CHUYỂN HÓA PROTEIN (P1) ThS Nguyễn Kim Thạch BM Hóa Sinh - Sinh Học Phân Tử Trường ĐH Y Khoa Phạm Ngọc Thạch E-mail: nguyenkimthach@pnt.edu.vn Mục tiêu Chuyển hoá protid = chuyển hoá acid amin Quá trình khử amin OXH Dạng vận chuyển NH3 thể Chu trình chuyển hoá Urê Các aa cần thiết không cần thiết Nguồn gốc khung carbon a.amin Nguyên liệu tổng hợp số sản phẩm sinh học đặc hiệu Các bệnh lý rối loạn chuyển hoá protid Đại cương • • • Acid amin đơn vị cấu tạo protid  chuyển hóa phân tử protid = chuyển hóa phân tử aa Nguồn gốc aa thể: a Nội sinh: thể tổng hợp b Ngoại sinh: từ thức ăn AA sử dụng với mục đích: a OXH tạo lượng (protein cung cấp 15-20% nhu cầu NL) b Tổng hợp protein: diễn liên tục, song song với trình thoái hóa c Tổng hợp chất khác: Heme, purine, pyrimidine, melanin, coenzyme hoạt chất sinh học,… Nhu cầu: gr protein/kg /ngày  Tổng hợp loại protein (cấu trúc, chức năng, hoạt chất sinh học,…) Sơ đồ mô tả chuyển hóa protid Protein/ phần ăn 250-300g/ngày aa Sinh tổng hợp sp khác 100g/ngày gan NH3 Urê Chất trung gian không chứa nhóm amin Glucose CO2, H2O Protein thể Nước tiểu Thể Keton trường hợp chuyển hóa aa động vật Trong trình tổng hợp thủy phân bình thường protein tế bào, aa không cần thiết cho phân tử protein  oxy hóa Chế độ ăn giàu protein  aa dư nhu cầu tổng hợp protein thể  thoái hóa (không thể dự trữ được) Đói hay bệnh tiểu đường không kiểm soát + carbohydrate / không sử dụng  nguồn lượng: protein tế bào THOÁI HÓA ACID AMIN Thức ăn kích thích niêm mạc dày tiết gastrin Protein ngoại sinh Enzym ống tiêu hoá (các enzym có vị trí hoạt động khác nhau) Ruột tiết aminopeptidase dipeptidase  aa tự Acid amin tự (TB biểu bì ruột non  TM cửa  gan máu  mô.) Sơ đồ thoái hóa acid amin THOÁI HÓA ACID AMIN giai đoạn: Chuyển amin Khử amin oxy hóa Vận chuyển NH3 Chu trình urê PHẢN ỨNG CHUYỂN AMIN Transaminase  aa A +  ceto acid B  ceto acid A +  aa B 10 NH3 gắn vào glutamat tạo glutamin không độc Glutamin vận chuyển NH3 máu, từ tổ chức gan thận 21 Alanine mang NH4+ từ tới gan Pyruvat sinh tạo thành glucose vận chuyển trở lại 22 TẠI GAN Glutamin vào ty thể Thủy phân Glutamat NH3 NH3 vào chu trình urê 23 CHU TRÌNH URÊ Quá trình tạo thành urê Urê tạo thành gan qua giai đoạn:  Pứ 1: tổng hợp carbamoyl phosphat     Pứ 2: tạo citrullin Pứ 3: tạo arginosuccinat Pứ 4: tạo arginin Pứ 5: thủy phân arginin tạo urea Chu trình Urê Krebs Henseleit 1932 24 Ty thể Bào tương Ty thể dịch bào gan 26 Tổng hợp urê cần nguyên liệu sau - phân tử NH4+ tự phân tử CO2 dạng HCO31 nhóm amin aspartat cung cấp nhóm phosphate lượng cao phân tử ornithin làm chất mồi enzyme xúc tác phương trình tổng quát 2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O  Urê + 2ADP + AMP + 4Pvc 27 Sự hình thành Urea • • • • xảy chủ yếu gan  thận  nước tiểu Phương pháp để loại NH3 Bao nhiêu ? 30g urea/ngày Tăng NH3: • Thiếu enzyme chu trình Urê • Ảnh hưởng hệ thần kinh • Điều trị: » Hạn chế ăn protein » Thẩm phân » Tăng thải NH3: L-arginine, L-citrulline, … 28 Tóm lại:  NH3 tạo thành mô, chủ yếu khử amin OXH aa  NH3 gắn vào glutamat tạo glutamin không độc (nhờ glutamine synthetaz)     Glutamin di chuyển máu đến gan thận Ở gan: glutamin vào ty thể, thủy phân tạo glutamat NH3 NH3 chuyển hóa thành urê gan (5 phản ứng) Urê gan (urê máu 0,2-0,4 g/l) tới thận, đào thải NT Lượng urê /NT phụ thuộc lượng protein/thức ăn(15-20 g/24h)  Ở TB ống thận, NH3 tạo chủ yếu thủy phân glutamin (nhờ glutaminase) Ở ống lượn xa, NH3 khuyếch tán thụ ñộng nước tiểu cuøng với H+ dạng muối amon  Nồng độ urê máu thể protein/khẩu phần ăn, chức lọc thận, chức gan, … 29 OVERVIEW OF AMINO ACID METABOLISM ENVIRONMENT ORGANISM Biosynthesis Ingested protein Protein a AMINO ACIDS c b c Degradatio n (required) Nitrogen Purines Pyrimidines Porphyrins Carbon skeletons (ketogenic) Urea acetoacetate acetyl CoA (glucogenic) Used for energy pyruvate α-ketoglutarate succinyl-CoA fumarate oxaloacetate Các câu hỏi trắc nghiệm lượng giá Câu 1: Chu trình urê không bao gồm công đoạn nào? a Tạo aspartate b Tổng hợp ornithine c Tổng hợp arginosuccinate d Thủy phân arginine e Tạo citrullin-AMP Câu 2: Chọn câu ĐÚNG Urê a Do gan chuyển hóa từ NH4+ b Thải thận gan c Không tan nước d Urê/máu tăng dấu đặc hiệu cho bệnh nhân e a d Câu 3: Chất sau cò vai trò trung gian quan trọng vận chuyển nhóm amin phản ứng chuyển phản ứng khử amin? a Glutamat b Glutamin c α-ketoglutarate d Pyruvat e Acetyl-CoA Câu 4: Nồng độ ure máu KHÔNG TĂNG trường hợp sau đây? a Bệnh xơ gan b Xuất huyết tiêu hóa c Suy thận mạn d Bí tiểu sỏi niệu quản e Chế độ ăn giàu đạm Câu 5: Chất có vai trò vận chuyển NH3 từ gan a Pyruvat b Aspartat c Alanin d Glutamin e Glutamat [...]... amin gián tiếp qua hệ thống chuyển amin FMN: Flavin Mono Nucleotid FAD: Flavin Adenin Dinucleotid 17 Khử amin oxy hóa do L-amino acid oxydase 18 Khử amin gián tiếp của các aa  ceto glutarat  acid amin L-glutamate dehydrogenase Transaminase  ceto acid Phản ứng chuyển amin NH3 L-glutamat Phản ứng khử amin -ceto glutarat là chất trung gian, hoạt động như “ con thoi” 19 VẬN CHUYỂN NH3 • NH3 tạo thành... hệ thần kinh • Điều trị: » Hạn chế ăn protein » Thẩm phân » Tăng thải NH3: L-arginine, L-citrulline, … 28 Tóm lại:  NH3 tạo thành ở mơ, chủ yếu do sự khử amin OXH các aa  NH3 gắn vào glutamat tạo glutamin khơng độc (nhờ glutamine synthetaz)     Glutamin di chuyển trong máu đến gan và thận Ở gan: glutamin vào ty thể, thủy phân tạo glutamat và NH3 NH3 chuyển hóa thành urê ở gan (5 phản ứng) Urê... thuộc lượng protein/ thức ăn(15-20 g/24h)  Ở TB ống thận, NH3 được tạo ra chủ yếu do thủy phân glutamin (nhờ glutaminase) Ở ống lượn xa, NH3 khuyếch tán thụ động ra nước tiểu cùng với H+ dưới dạng muối amon  Nồng độ urê máu thể hiện protein/ khẩu phần ăn, chức năng lọc của thận, chức năng của gan, … 29 OVERVIEW OF AMINO ACID METABOLISM ENVIRONMENT ORGANISM Biosynthesis Ingested protein 2 1 Protein 3... arginosuccinate d Thủy phân arginine e Tạo citrullin-AMP Câu 2: Chọn câu ĐÚNG về Urê a Do gan chuyển hóa từ NH4+ b Thải ra ở thận và gan c Khơng tan trong nước d Urê/máu tăng là dấu chỉ đặc hiệu cho bệnh nhân e a và d đúng Câu 3: Chất nào sau đây cò vai trò trung gian quan trọng vận chuyển nhóm amin giữa phản ứng chuyển và phản ứng khử amin? a Glutamat b Glutamin c α-ketoglutarate d Pyruvat e Acetyl-CoA... cao hơn mê, tử vong) • Cơ thể vận chuyển NH3 dưới dạng khơng độc:  Glutamin mang NH3 từ tổ chức về gan và thận (enzyme: glutamin synthetaz)  Alanin mang NH3 từ cơ về gan 20 NH3 gắn vào glutamat tạo glutamin khơng độc Glutamin vận chuyển NH3 trong máu, từ các tổ chức về gan và thận 21 Alanine mang NH4+ từ cơ tới gan Pyruvat sinh ra tạo thành glucose và được vận chuyển trở lại cơ 22 TẠI GAN Glutamin...Đặc điểm của pứ chuyển amin Các aa tham gia pứ chuyển amin mức độ khác, mạnh nhất là glutamat và aspartat, khó hơn: lysin, threonin, prolin, hydroxyprolin Nhóm amin của các aa thường được chuyển đến cetoglutarat tạo L–glutamat Mỗi α-aa có một α–cetoacid tương ứng và mỗi transaminaz đặc hiệu cho từng cặp... thể ) R-CH-COOH + ½ O2 NH2 R-C-COOH + NH3 O Phản ứng khử amin oxy hóa 13 Gồm 2 giai đoạn GĐ 1: Khử hydro bởi bởi dehydrogenaz - 2H R – CH – COOH  NH2 Acid amin R – C – COOH  NH  acid imin GĐ 2: Thủy phân tự phát R – C – COOH  NH  acid imin + H2O R – C – COOH  O  ceto acid + NH3 14 2 cách khử amin trực tiếp gián tiếp: phản ứng chuyển và khử amin 15 Khử amin trực tiếp của L-glutamat • Enzyme... Glutamat b Glutamin c α-ketoglutarate d Pyruvat e Acetyl-CoA Câu 4: Nồng độ ure máu KHƠNG TĂNG trong trường hợp nào sau đây? a Bệnh do xơ gan b Xuất huyết tiêu hóa c Suy thận mạn d Bí tiểu do sỏi niệu quản e Chế độ ăn giàu đạm Câu 5: Chất có vai trò vận chuyển NH3 từ cơ về gan a Pyruvat b Aspartat c Alanin d Glutamin e Glutamat