обмен белков и аминокислот-2

1. ОБМЕН БЕЛКОВ И
АМИНОКИСЛОТ
Лекция- 2
Лечебный факультет
Лектор: профессор
В.И. Шарапов
 Актуальность
В организме человека
встречаются только 20 α-
аминокислот (АК), которые
включаются в общие и
специфические пути
метаболизма в клетке.
Цель лекции – сформировать
представление о
метаболизме АК в
организме человека
2014г.

2. ПЛАН ЛЕКЦИИ
 1. Общие пути обмена аминокислот
 2. Обезвреживание аммиака в
организме
 3. Остаточный азот. Азотемия.
 4. Специфические пути обмена
аминокислот
 5. Нарушения обмена белков и
аминокислот

3. ОБЩИЕ ПУТИ ОБМЕНА
АМИНОКИСЛОТ
1. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
2. ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ
(ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ)
3. ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ
4. ГИДРОКСИЛИРОВАНИЕ
5. МЕТИЛИРОВАНИЕ
6. АЦЕТИЛИРОВАНИЕ
7. АМИДИРОВАНИЕ и др.

4. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
 Отщепление аминогруппы в виде NH3 c
образованием безазотистого остатка
 ТИПЫ ДЕЗАМИРИНОВАНИЯ:
– Восстановительное
– Гидролитическое
– Внутримолекулярное
– Окислительное

5. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
 ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЕ:
R-CH-COOH + 2H R-CH2-COOH + NH3
| Жирная кислота
NH2
 ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ:
 R-CH-COOH + H2O R-CH-COOH + NH3
| ОН
NH2 Оксикислота

6. ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
(продолжение)
 ВНУТРИМОЛЕКУЛЯРНОЕ:
R-СН2-CH-COOH R-CH=СН-COOH + NH3
| Жирная кислота
NH2
 ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ:
R-CH-COOH + 1/2O2 R-C-COOH + NH3
| || α-кетокислота
NH2 О

7. МЕХАНИЗМ
окислительного дезаминирования
 ФМН-зависимая оксидаза - L-аминокислоты
 ФАД-зависимая оксидаза - D-аминокислоты
1-я стадия:
R-CH-COOH + ФАД(ФМН) ФАДН(ФМНН) + R-C-COOH
| ||
NH2 NH
2-я стадия: иминокислота
+ H2O R-C-COOH + NH3
|| α-кетокислота
О

8. МЕХАНИЗМ
окислительного дезаминирования
ФАДН (ФМНН) + О2 H2O2
каталаза H2O + 1/2 O2
Неокислительное дезаминирование:
- Гистидин уроканиновая к-та,
- Серин пируват,
- - Треонин α-кетобутират.

9. ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ
(ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ)
 Межмолекулярный перенос аминогруппы
(NH2) от аминокислоты на α-кетокислоту без
образования аммиака.
 СУММАРНАЯ РЕАКЦИЯ:
глутамат + пируват аминотрансфераза
α-кетоглутарат + аланин
(кофермент - пиридоксаль-5-фосфат)

10. МЕХАНИЗМ
ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ
1-я стадия:
АК’ + АТ-ПИРИДОКСАЛЬФОСФАТ
α-кетокислота’ + АТ-пиридоксаминфосфат
2-я стадия:
АТ-пиридоксаминофосфат + α-кетокислота”
АК” + АТ-пиридоксальфасфат

11. НЕПРЯМОЕ ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АК-
ТРАНСДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
 ТОЛЬКО глутаминовая кислота способна к
окислительному дезаминированию и образо-
ванию аммиака в физиологических условиях,
 ГЛУТАМАТДЕГИДРОГЕНАЗА -НАД(Ф)-зависимая
- дезаминирование L-глутаминовой кислоты:
Глутамат Иминоглутамат α-кетоглутарат + NH3
 ВСЕ аминокислоты имеют трансаминазы

12. МЕХАНИЗМ
ТРАНСДЕЗАМИНИРОВАНИЕ
1-я стадия (трансаминирование):
АМИНОКИСЛОТА + α-кетоглутарат
α-КЕТОКИСЛОТА + глутамат
2-я стадия (дезаминирование):
Глутамат + НАД(Ф) + H2O
α-кетоглутарат + НАД(Ф)Н + NH3

13. ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ
 α-Декарбоксилирование - процесс
отцепления от аминокислот СО2 с
образованием БИОГЕННЫХ АМИНОВ:
– Триптофан триптамин,
– 5-окситриптофан серотонин,
– Фенилаланин ДОФА дофамин,
– Гистидин гистамин,
– Глутаминовая кислота ГАМК,
– Орнитин путресцин

14. СУДЬБА α-КЕТОКИСЛОТ
 Синтетический путь метаболизма -
восстановительное аминирование с
образованием заменимых аминокислот,
 Глюкогенный путь метаболизма -
образование глюкозы,
 Кетогенный путь метаболизма -
образование жирных кислот и кетоновых тел,
 Окислительный путь метаболизма -
образование компонентов цикла Кребса

15. БИОСИНТЕЗ
заменимых аминокислот
 α-кетоглутарат глутамат, глутамин,
пролин
 оксалоацетат аспартат, аспарагин
 пируват аланин
 3-фосфоглицерат серин,глицин,цистеин
 фенилаланин тирозин

16. ПУТИ БИОСИНТЕЗА ЗАМЕНИМЫХ
АМИНОКИСЛОТ

17. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА
1. Биосинтез мочевины в печени
(орнитиновый цикл мочевинообразования)
2. Связывание аммиака α-кетоглутаратом с
образованием глутаминовой кислоты,
3. Биосинтез глутамина и аспарагина,
4. Биосинтез аминокислот из α-кетокислот,
5. Образование аммонийных солей в
почках, креатина, креатинина.

18. Биосинтез мочевины в печени

19. Связывание аммиака α-
кетоглутаратом

20. Биосинтез глутамина и
аспарагина

21. Образование аммонийных
солей в почках
аммиак используется для
нейтрализации кислых
продуктов и образования
аммонийных солей:
NH4Cl, (NH4)2SO4
(экскретируются с мочой)

22. ОСТАТОЧНЫЙ АЗОТ
 Небелковый азот плазмы крови:
– МОЧЕВИНА - 50%,
– АМИНОКИСЛОТЫ - 25%,
– Мочевая кислота - 5%,
– Креатин - 5%,
– Креатинин - 2,5%,
– Аммиак, индикан - 0.5%,
– Пектины, нуклеотиды, биллирубин - 12%

23. АЗОТЕМИЯ
 АБСОЛЮТНАЯ:
– продукционная (за счет аминокислот -
распад белка),
– ретенционная ( за счет мочевины -
нарушение выделительной функции
почек).
 ОТНОСИТЕЛЬНАЯ (обезвоживание
организма)

24. ГЛИЦИН
Серин ГЛИЦИН Треонин
Глутатион
Креатин
Тканевые белки желчные кислоты
Глюкоза муравьиная кислота
Липиды гиппуровая кислота
Гем
Пурины (ДНК, РНК)

25. МЕТАБОЛИЗМ СЕРИНА И
ГЛИЦИНА

26. МЕТИОНИН
 Метионин + АТФ аденозилметионин
 донор СН3 группы. СИНТЕЗ:
– Адреналина,
– Креатина, карнитина
– N-метилникотинамида
– Фосфатидилхолина,
– Мелатонина,
– Нуклеотидов,

27. МЕТАБОЛИЗМ МЕТИОНИНА

28. ЦИСТЕИН
- Третичная структура белков,
- Образование глутатиона,
- Активный центр ферментов,
- Восстановительные свойства,
- Окисляется в таурин (желчные кислоты),
- Синтез гепарина, гликолипидов,
- Синтез хондроитинсульфата,
- Входит в состав КоА

29. ФЕНИЛАЛАНИН, ТИРОЗИН
 Синтез катехоламинов:
адреналин, норадреналин, дофамин
 Синтез меланина
 Синтез гормонов щитовидной железы
ТРИПТОФАН
 Синтез серотонина
 Синтез никотинамида (НАД)

30. МЕТАБОЛИЗМ ФЕНИЛАЛАНИНА,
ТИРОЗИНА

31. ГЛУТАМИНОВАЯ КИСЛОТА
 Синтез глутатиона
 Образование глутамина
 Биосинтез пуриновых и пиримидиновых
нуклеотидов
 Синтез аминосахаров
 Синтез фолиевой кислоты у человека
 Реакции трансдезаминирования

32. МЕТАБОЛИЗМ ГЛУТАМИНОВОЙ
КИСЛОТЫ

33. АСПАРАГИНОВАЯ КИСЛОТА
 Орнитиновый цикл синтеза мочевины
 Биосинтез углеводов
 Биосинтез пуриновых и пиримидиновых
нуклеотидов
 Синтез ацетиласпарагиновой кислоты в
ткани мозга
 Реакции трансдезаминирования

34. НАРУШЕНИЕ БЕЛКОВОГО
ОБМЕНА
 ГИПЕРАМИНОАЦИДЕМИЯ - увеличение АК
в крови (нарушен синтез мочевины, усилен
распад белка)
 ГИПЕРАМИНОАЦИДУРИЯ - увеличение
АК в моче (нарушение дезаминирования
и трансаминирования АК)
 Патология печени, инфекции, опухоли,
травмы, комы, гипертиреоз, избыток
глюкокортикоидов - гиперкортицизм

35. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА
АМИНОКИСЛОТ
 НАСЛЕДСТВЕННЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ:
– ЦИСТИНУРИЯ (Болезнь Хартнапа) –
врожденный дефект переносчиков
нейтральных аминокислот в кишечнике и
почках.
– Накапливается избыток цистина, лизина,
аргинина, орнитина (камни в почках)

36. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА
АМИНОКИСЛОТ
– ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ - дефект фенилаланин-
гидроксилазы.
– Развивается гиперфениналанинемия →
– фенилпируват, фенилацетат, фениллактат
– → токсическое действие на мозг →
– Нарушение умственного и физического
развития у детей (исключение
фениалаланина из пищи)

37. ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ

38. НАРУШЕНИЕ ОБМЕНА
АМИНОКИСЛОТ
– АЛЬКАПТОНУРИЯ («черная моча»)
– - дефект диоксигеназы гомогентизиновой
кислоты.
– АЛЬБИНИЗМ - дефект тирозиназы.
– Нарушается синтез пигментов меланинов.
– Отсутствие пигментации кожи и волос.
– Болезнь Паркинсона – недостаточность
дофамина в мозге (снижение активности
тирозингидроксилазы)

39. ЛИТЕРАТУРА
 - Биологическия химия: учебник для студентов медицинских
вузов/ Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин.- М.:Медицина, 2004.- 704с.
 Биологическия химия: учебник для студентов медицинских
вузов/ А.Я. Николаев.- М.:Мед.инф.агентство, 2007.- 568с.
 Биохимия [ Электронный ресурс]:учебное пособие/
А.Д.Дмитриев, Е.Амбросьева.- М.:Дашков и К, 2009.- 166с.
 Биологическая химия с упражнениями и задачами:
учебник/ред. С.Е.Северин.- М.:ГЭОТАР-Медиа, 2013.- 624с.
 Биохимия: учебник для вузов/ ред. С.Е.Северин.-
М.:ГЭОТАР-Медиа, 2007.- 784с.