Sự chuyển hóa protein (tổng hợp và phân giải) trong cơ thể gắn liền với sự chuyển hóa các acid amin. Sự chuyển hóa các acid amin được thực hiện bằng cách khử amin, chuyển amin hay khử carboxyl.
Khử amin:
Giai đoạn đầu của chuyển hóa acid amin trong gan là sự khử amin, trong đó nhóm NH2 tách khỏi phân tử acid amin dưới dạng NH3. Quá trình diễn ra như sau:
Coenzym khử hydro trong phản ứng này là NAD (hay NADH) Chuyển amin:
Khác với trường hợp khử amin, trong quá trình chuyển amin không có sự giải phóng NH3, mà chỉ có sự chuyển gốc amin của một acid amin nào đó sang cho một acid cetonic. Hệ thống enzym xúc tác cho quá trình này được gọi là transaminase, có trong mọi tế bào, nhưng nhiều nhất là trong các tế bào gan, tim, thận và cơ vân. Phổ biến nhất và hoạt động mạnh nhất là glutamat-oxaloacetat transaminase (GOT) và glutamat-pyruvat-transaminase (GPT).
GOT có tác dụng chuyển nhóm amin của acid glutamic sang cho acid oxaloacetic. Qúa trình diễn ra như sau:
GPT có tác
dụng
chuyển
nhóm amin
của acid
glutamic sang cho một acid cetonic (acid puruvic). Phản ứng này thực hiện có sự tham gia của một coenzym nữa là pyridoxal phosphat và diển ra như sau:
Khử carboxyl là một quá trình xảy ra khá phổ biến trong các mô của cơ thể để sản sinh các amin tương ứng:
Trong quá trình chuyển hóa acid amin các chất được tạo ra đầu tiên (trong khử amin) là NH3 và acid cetonic. NH3 sau đó tham gia vào phản ứng amin hóa và hàng loạt quá trình khác để tạo ra glutamin hay asparagin, sinh ra urê (ở gan và một phần ở thận) và tạo thành muối amon. Acid cetonic sau đó được chuyển hóa theo nhiều chiều hướng khác nhau. Hướng thứ nhất là biến acid cetonic thành acid béo, theo phản ứng:
Acid béo được tạo ra sẽ bị phân giải theo con đường β-oxy hóa để cuối cùng cho CO2 và nước, nhưng chủ yếu là cho năng lượng khi qua chu trình Krebs.
Hướng thứ hai là sử dụng acid cetonic vào các quá trình tổng hợp các acid amin khác cũng như tổng hợp glucid và lipid. Đây chính là chổ gặp gỡ giữa các quá trình chuyển hóa ba chất chủ yếu (glucid, lipid và protein) trong cơ thể. Từ acid pyruvic là sản phẩm chuyển hóa của các acid amin có thể tổng hợp thành các acid amin khác và thành glucid, lipid (acid amin sinh đường và acid amin sinh ceton). Ngược lại, cũng từ acid pyruvic là sản phẩm chuyển hóa của glucid và lipid có thể được tổng hợp thành các acid amin (alanin, acid glutamic, acid aspartic).