Chuyển hóa Acid Amin

Quá trình khử amin oxy hóa và trao đổi amin, liên quan giữa 2 quá trình 2.. Chu trình urê, liên quan giữa chu trình ure và acid citric 3.. 14 Tổng quan về thoái hoá acid amin Sự tho

1

Hoá sinh:

Chuyển hoá acid amin

Ts Trần Huy Thịnh Dept of Biochemistry, HMU

Trường Đại học Y Hà Nội

Hanoi Medical University

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 urê, liên quan giữa chu trình

ure và acid citric

3.  Khái niệm về bệnh lý acid amin

Chuyển hoá acid amin

3

Tiêu hoá protein

4

Tiêu hoá protein và hấp thụ ở ruột non

5

Enzym thuỷ phân protein

7

Body protein Amino acids

Protein

degradation

Protein turnover

Reutilization for new protein synthesis

1-2%

75-80%

Sự chuyển đổi giữa protein và amino acid

Thoái hoá protein nội sinh

10

Amino group

Carboxylic group Amino acid

Thoái hoá acid amin

11

Protein nội bào

Protein thức ăn

Chu trình acid citric

Liên quan 2 chu trình

Khái quát về thoái hoá protein

AMINO ACIDS

Nitrogen Carbon

skeletons Urea

Degradation (required)

a

b

Purines Pyrimidines Porphyrins

Used for energy pyruvate α-ketoglutarate

succinyl-CoA fumarate oxaloacetate

acetoacetate acetyl CoA

(glucogenic)

(ketogenic)

13

Động vật có xương sống trên cạn, cá mập bài xuất ure

Động vật có xương

sống dưới nước bài

xuất amoni

Chim, bò sát bài xuất acid uric

Số phận Nitơ ở các sinh vật khác nhau

14

Tổng quan về thoái hoá acid amin

Sự thoái hoá các acid amin khác nhau diễn ra khác nhau nhưng giống nhau ở 3 quá trình:

1.  Trao đổi amin

2.  Khử amin oxy hoá

3.  Sự tạo thành Ure

PLP

Trao đổi amin

Trao đổi amin: loại Nitơ bởi aminotransferase

Trao đổi amin: loại Nitơ bởi aminotransferase

•  α- cetoglutarat + Ala Glu + Pyruvat

•  α- 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)

Trao đổi amin

Trao đổi amin: họ glutamate

•  Khử amin oxy hóa glutamat:

Enzym Glutamat dehydrogenase (GLDH) có trong ty thể,

Khử amin oxy hoá

•  Khử amin oxy hóa các acid amin thông thường:

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 α-imin

R-CH-COO - R-C-COO - R-CO-COO - + NH4+

NH3+ NH + H FMN FMNH2 2O

H2O2 O2

1/2O2 + H2O Catalase

Khử amin oxy hoá

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

•  Glutamat 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 Glutamat nhờ hệ thống trao đổi amin

Liên quan giữa trao đổi amin và khử amin

oxy hoá

Liên quan giữa trao đổi amin và khử amin

oxy hoá

Một số con đường khác của quá trình khử

amin oxy hoá của các amino acids

26

Một số con đường khác của quá trình khử

amin oxy hoá của các amino acids

•  Glutamin vận chuyển NH4+ từ các mô về gan và thận: Amoniac gắn với Glu tạo Gln nhờ

Glutamin synthetase

Glutamat γ- Glutamyl phosphat Glutamin

Glutamin theo máu tới

cung cấp amoniac, giúp

thăng bằng acid base

thành ure

pyruvate The pyruvate

can then be diverted into

gluconeogenesis This

process is refered to as

the glucose-alanine cycle

Bào tương Ty thể

Chu trình Urê

Carbamyl phosphat synthetase I xúc tác phản ứng tạo

carbamyl phosphat từ bicarbonat và NH 4 +

Chu trình Urê

Ornithin carbamyl transferase

Ornithin Citrullin

Chu trình Urê

Glutamat Aspartat

Chu trình Urê

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

NH3 + HCO3 - + Aspartat + 3 ATP →

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

Chu trình Urê

NH 4 +

Liên quan giữa Chu trình Urê và chu trình

acid citric

Điều hòa chu

trình urê

Chủ yếu ở bước tổng hợp

carbamyl phosphat

•  R-CH-COO- → R-CH2-NH2 + CO2

NH2

Một số aa khử carboxyl thành amin có hoạt tính sinh học

  Sau khi hết tác dụng các amin bị khử amin oxy hóa nhờ

MAO (monoamino oxidase) hoặc diamino oxidase thành aldehyd rồi thành acid tương ứng

hoá Acid béo)

Decarboxylase

Chuyển hoá nhóm carboxyl

Chuyển hoá nhóm carboxyl

•  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: Alanine, Serine, Glycine, Cysteine, Threonine, Tryptophan

-  5 aa thoái hóa thành acetyl-CoA: Tryptophan, Lysine,

Isoleucine, Phenylalanine, Tyróine, Leucine

-  4 aa thoái hóa thành succinyl CoA: Methionine,

Threonine, Isoleucine, Valine

-  5 aa thoái hóa thành alpha –cetoglutarat: Arginine,

Proline, Glutamate, Glulamine, Histidine

Số phận khung carbon của các acid amin

•  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

Các acid amin sinh đường và ceton

Số phận khung carbon của các acid amin

Acid amin có nhân thơm cần enzyme oxygenases + O 2

Số phận khung carbon của các acid amin

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

One way to remember the 9 essential amino acids is with the

memonic VF WITH MLK (Very Full With Milk):

Chu trình của nitơ

Major Ammonium ion carrier

Amoniac đi vào acid amin qua Glutamat và Glutamin

sinh học

•  Amin hóa và khử α-ketoglutarat bởi glutamat dehydrogenase xảy ra ở thực vật, động vật và

vi khuẩn

Amoniac đi vào glutamat

•  Con đường đồng hóa ammoniac quan trọng thứ hai là qua glutamin synthetase

Glutamin cũng là chất mang Nitơ

Glutamat synthase vận chuyển nitơ tới

α-ketoglutarat

Sinh tổng hợp

acid amin

Các acid amin cần thiết

ở dạng chữ in đậm

Sinh tổng hợp acid amin ở vi khuẩn và thực vật

Sinh tổng hợp acid amin

ở vi khuẩn và thực vật

Cơ chế ức chế, feedback điều hoà sinh tổng

hợp acid amin

Cơ chế ức chế, feedback điều hoà sinh tổng

hợp acid amin

Sinh tổng hợp một số chất có hoạt tính sinh

học từ acid amin

Acid amin là tiền chất để tổng hợp porphyrin

Epinephrine

AT: Amidinotransferase

GAMT: Guanidinoacetat

metyltransferase

Tổng hợp creatin

CONHCHCOOH

| (CH 2 ) 2

| CHNH 2

| COOH

CH 2 SH |

CONHCHCO-NHCH 2 COOH

| (CH 2 ) 2

| CHNH 2

| COOH

Tổng hợp glutathion

Một số bệnh RLCH acid amin do di truyền