Chuyển Hóa Protid part 1

1. CHUYỂN HÓA PROTID (P1)
TS. Nguyễn Kim Thạch
E-mail: nguyenkimthach@pnt.edu.vn
1

2. Mục tiêu
1. Chuyển hoá protid = chuyển hoá acid amin
2. Quá trình khử amin OXH
3. Dạng vận chuyển NH3 trong cơ thể
4. Chu trình chuyển hoá Urê
5. Các aa cần thiết và không cần thiết
6. Nguồn gốc các khung carbon của các a.amin
7. Nguyên liệu tổng hợp một số sản phẩm sinh học đặc hiệu
8. Các bệnh lý do rối loạn chuyển hoá protid 2

3. Đại cương
• Acid amin là đơn vị cấu tạo của protid
 chuyển hóa phân tử protid = chuyển hóa các phân tử aa.
• Nguồn gốc của aa trong cơ thể:
a. Nội sinh: do cơ thể tổng hợp
b. Ngoại sinh: từ thức ăn
• AA được sử dụng với 3 mục đích:
a. OXH tạo năng lượng (protein cung cấp 15-20% nhu cầu
NL)
b. Tổng hợp protein: diễn ra liên tục, song song với quá trình
thoái hóa.
c. Tổng hợp các chất khác: Heme, purine, pyrimidine,
melanin, các coenzyme và hoạt chất sinh học,…
Nhu cầu: 1 gr protein/kg /ngày
 Tổng hợp các loại protein (cấu trúc, chức năng, hoạt chất sinh
học,…) 3

4. Sơ đồ mô tả sự chuyển hóa protid
4
Protein/ khẩu phần ăn
aa
250-300g/ngày
Protein cơ thể
NH3 Urê Nước
tiểu
gan
100g/ngày
Chất trung gian không chứa
nhóm amin
CO2, H2O Thể
Keton
Glucose
Sinh tổng hợp
các sp khác

5. 3 trường hợp chuyển hóa aa ở động vật
5
Trong quá trình tổng hợp và thủy phân bình
thường của protein trong tế bào, aa không cần
thiết cho phân tử protein mới  oxy hóa.
Chế độ ăn giàu protein  aa dư ngoài nhu cầu
tổng hợp protein của cơ thể  thoái hóa
(không thể dự trữ được).
Đói hay bệnh tiểu đường không kiểm soát +
carbohydrate không có / không được sử dụng
 nguồn năng lượng: protein tế bào.
1
2
3

6. 6
THOÁI HÓA ACID AMIN

7. 7
Acid amin tự do
Protein ngoại sinh
Enzyme
trong ống
tiêu hoá (các
enzyme có
vị trí hoạt
động rất
khác nhau)
(TB biểu bì ruột non
 TM cửa  gan
máu  mô.)
Thức ăn kích
thích niêm mạc
dạ dày tiết gastrin
Acid dịch vị kt
tụy tiết tiền
enzyme tụy
Ruột tiết
aminopeptidase
và dipeptidase
 aa tự do

8. 8
Sơ đồ thoái
hóa acid amin

9. 9
4 giai đoạn:
1. Chuyển amin
2. Khử amin oxy hóa
3. Vận chuyển NH3
4. Chu trình urê
THOÁI HÓA
ACID AMIN

10. PHẢN ỨNG CHUYỂN AMIN
10
 aa A +  ceto acid B  ceto acid A +  aa B
Transaminase

11. Đặc điểm của pứ chuyển amin
11
- Các aa tham gia pứ chuyển amin mức độ khác, mạnh
nhất là alanin 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
transaminase đặc hiệu cho từng cặp cơ chất.
- Đây là phản ứng thuận nghịch.
- Xảy ra đối với nhóm amin không phải là -amin.

12. Transaminase Coenzyme: pyridoxal phosphat (B6 )
1. Có nhiều ở cơ, gan, thận, ruột.
2. 2 transaminase phổ biến, hoạt động mạnh nhất ở
ĐV:
– glutamat oxaloacetat transaminase (GOT)
hay aspartat amino transferase (AST)
– glutamate pyruvate transaminase (GPT)
hay alanin amino transferase (ALT)
12
Aspartat +  ceto glutarat Oxalo acetat + Glutamat
GOT
Alanin +  ceto glutarat Pyruvat + Glutamat
GPT

13. PHẢN ỨNG KHỬ AMIN
(Quá trình tách nhóm – NH2 khỏi aa dưới dạng NH3,
xảy ra trong ty thể )
13
Phản ứng amin hóa:
là sự tổng hợp lại acid amin từ -cetoacid và NH3
Phản ứng khử amin oxy hóa
O
NH2
R-CH-COOH + ½ O2
R-C-COOH + NH3

14. Gồm 2 giai đoạn
GĐ 1: Khử hydro bởi bởi dehydrogenase
GÑ 2: Thủy phân tự phát
14
R – CH – COOH

NH2
Acid amin
- 2H R – C – COOH

NH
 acid imin
R – C – COOH

NH
 acid imin
+ H2O R – C – COOH

O
 ceto acid
+ NH3

15. 15
2 cách khử amin
trực tiếp
gián tiếp:
phản ứng chuyển và khử amin

16. Khử amin trực tiếp của L-glutamat
• Enzyme L-glutamat dehydrogenase (pH tối ưu:7,3)
• Coenzyme NAD+ hoặc NADP+ (nicotinamide): có
hoạt tính cao
16
NAD(P)+ NAD(P)H + H+
 Iminoglutarat
+ H2O
L-glutamat
dehydrogenase
L-glutamat -ceto glutarat + NH3
(Phản ứng thuận nghịch, tùy nhu cầu cơ thể)
Khả năng khử trực tiếp L-glutamat dễ dàng nhất.

17. Khử amin trực tiếp của các aa khác
• Enzyme: L-amino acid oxydase (pH tối ưu: 10)
• Coenzyme (FMN, FAD): có hoạt tính thấp.
Thường sinh ra chất độc.
17
 Các a.a khác thöôøng khöû amin giaùn tieáp
qua heä thoáng chuyeån amin
FMN: Flavin Mono Nucleotid
FAD: Flavin Adenin Dinucleotid

18. Khử amin oxy hóa do L-amino acid oxydase
18

19. 19
 acid amin
 ceto acid
 ceto glutarat
L-glutamat
NH3
Phản ứng chuyển amin Phản ứng khử amin
L-glutamate
dehydrogenase
Transaminase
-ceto glutarat là chất trung gian,
hoạt động như “ con thoi”
Khử amin gián tiếp của các aa

20. VẬN CHUYỂN NH3
• NH3 tạo thành ở các mô, chủ yếu do sự khử amin
OXH các acid amin.
• NH3 là chất độc đối với hệ thần kinh.
(Nồng độ cao hôn mê, tử vong)
• Cơ thể vận chuyển NH3 dưới dạng không độc:
 Glutamin mang NH3 từ tổ chức về gan và thận
(enzyme: glutamin synthetase)
 Alanin mang NH3 từ cơ về gan.
20

21. 21
Glutamin vận chuyển
NH3 trong máu,
từ các tổ chức
về gan và thận.
NH3 gắn vào glutamat
tạo
glutamin không độc.

22. Pyruvat sinh ra tạo
thành glucose và
được vận chuyển
trở lại cơ.
22
Alanine mang NH4
+
từ cơ tới gan.

23. 23
Glutamin
vào ty thể
Glutamat
NH3
NH3 đi vào
chu trình urê
Thủy
phân
TẠI GAN

24. CHU TRÌNH URÊ
Quá trình tạo thành urê
Urê được tạo thành ở gan qua 5 giai đoạn:
 Pứ 1: tổng hợp carbamoyl phosphat
24
 Pứ 2: tạo citrullin
 Pứ 3: tạo arginosuccinat
 Pứ 4: tạo arginin
 Pứ 5: thủy phân arginin tạo urea
Chu trình Urê của Krebs và Henseleit 1932.

25. Ty thể
Bào tương

26. 26
5
dịch bào
của gan
Ty thể
3
4
1
2

27. Tổng hợp urê cần các nguyên liệu sau
- 1 phân tử NH4
+ tự do
- 1 phân tử CO2 dưới dạng HCO3
-
- 1 nhóm amin do aspartat cung cấp
- 4 nhóm phosphate năng lượng cao
- 1 phân tử ornithin làm chất mồi
- 5 enzyme xúc tác.
27
phương trình tổng quát
2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O  Urê + 2ADP + AMP + 4Pvc

28. 28
• xảy ra chủ yếu ở gan  thận  nước tiểu
• Phương pháp chính để loại NH3
• Bao nhiêu ? 30g urea/ngày
• Tăng NH3:
• Thiếu enzyme trong chu trình Urê
• Ảnh hưởng hệ thần kinh
• Điều trị:
» Hạn chế ăn protein
» Thẩm phân
» Tăng thải NH3: L-arginine, L-citrulline, …
Sự hình thành Urea

29.  NH3 tạo thành ở mô, chủ yếu do sự khử amin OXH các aa.
 NH3 gắn vào glutamat tạo glutamin không độc (nhờ
glutamine synthetase).
 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 ở gan (urê máu 0,2-0,4 g/l) tới thận, đào thải ra NT
Lượng urê /NT phụ 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 ñộng ra nước tiểu cuøng 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
Tóm tắt

30. OVERVIEW OF AMINO ACID METABOLISM
ENVIRONMENT ORGANISM
Ingested
protein
Bio-
synthesis
Protein
AMINO
ACIDS
Nitrogen
Carbon
skeletons
Urea
Degradatio
n
(required)
1
2 3
a
b
Purines
Pyrimidines
Porphyrins
c c
Used for
energy pyruvate
α-ketoglutarate
succinyl-CoA
fumarate
oxaloacetate
acetoacetate
acetyl CoA
(glucogenic)
(ketogenic)

31. 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

32. Câu 2: Chọn câu ĐÚNG về Urê
a. Do gan chuyển hóa từ NH4
+
b. Thải ra ở thận và gan
c. Không tan trong nước
d. Urê/máu tăng là dấu chỉ đặc hiệu cho bệnh nhân
e. a và d đúng.

33. 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

34. Câu 4: Nồng độ urê máu KHÔNG 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

35. Câu 5: Chất có vai trò vận chuyển NH3 từ cơ
về gan
a. Pyruvat
b. Aspartat
c. Alanin
d. Glutamin
e. Glutamat