PŘEMĚNA AMINOKYSELIN NA ODVOZENÉ PRODUKTY

1. PŘEMĚNA AMINOKYSELIN NA ODVOZENÉ PRODUKTY Jana Novotná

2. Glycin Glycin se podílí na biosyntéze hemu, purinu a kreatinu Syntéza hemu • a-dusík a uhlík glycinu jsou zabudovány do pyrrolového jádra, součásti porfyrinu (prostetická skupina hemu). • 1. Kondenzace glycinu a sukcynyl-CoA, za přítomnosti d-amino-levulátsyntázy(ALAsyntasa)v mitochondrii.

3. 2. Transport d-aminolevulové kyseliny (ALA) do cytosolu. • 3. ALAdehydratasadimerizuje dvě molekuly ALA na porfobilinogen Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

4. Převzato z: http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm Glycin Jako součást purinu Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

5. NH2 Glycin Syntéza kreatinu a kreatininu NH3+ C = NH2 Gly NH CH2 Arg V ledvinách NH COO- (CH2)3 CH NH3+ CH2 amidinotransferasa COO- COO- Kreatinin NH2 Ornithin C = NH2 neenzymaticky guanidinoacetát Pi + H2O O- SAM = V játrech Met O P O- metyltransfetrasa SAH NH2 NH kreatinkinasa C = NH2 C = NH Kreatinfosfát Kreatin N CH3 N CH3 CH2 CH2 ADP ATP COO- COO-

6. Kreatinfosfát je zásobní forma vysokoenergetického fosfátu. Přechází na kreatin při vysoké potřebě energie (cvičení), předání fosfátu na ADP, vznik ATP • Kreatin a kreatinfosfát se nacházejí ve svalech, mozku a v krvi. • Produkce kreatininu je úměrná svalové hmotě. • Kreatinin je vylučován ledvinami, hladina exkrece (clearence) se používá pro měření renální funkce.

7. Sulfhydrylová skupina GSH redukuje peroxidy (vznik během transportu kyslíku). • Oxidovaná forma – glutathiondisulfid (GSSG). • (glutathionreduktasa + NADPH – redukce GSSG na dva GSH). Glycin Syntézaglutathionu • Glutathion (GSH) je tripeptid glutamátu, cysteinu a glycinu. • Hlavní endogenní reduktant a antioxidant, neutralizace volných radikálů a ROS, udržuje vit C a E v jejich redukované formě. • Velmi významný pro erytrocyty (oxidující prostředí uvnitř nich). • Konjuguje se s xenobiotiky, detoxifikace (glutathion-S-reduktasa) • Účast na transportu aminokyselin přes buněčnou membránu (cyklus g-glutamylu). • Kofaktor některých enzymatických reakcí. • Pomáhá při novém uspořádání disulfidických vazeb proteinů. • Součást glutathionperoxidasy,, různých oxidoreduktas. Oxidovaná forma Převzato zhttp://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/heme.htm

8. Biologicky aktivní aminy vznikají z aminokyselin dekarboxylací Katecholaminy Dopamin, adrenalin a noradrenalin g-Aminomáselná kyselina (GABA) Serotonin Histamin Polyaminy spermin a spermidin

9. Syntéza katecholaminů z tyrosinu Dopamin, adrenalin, noradrenalin, • Tyrosin nevyužitý pro syntézu proteinů se přemňuje na katecholaminy. • Katecholaminy* jako neurotransmitery působení na a a b-adrenergní receptory (účinky na hladký sval, myokard, lipolýzu, glukoneogenezi). • Syntéza katecholaminů: • Tyrosin je transportován do místa jeho syntézy (buňky dřeně nadledvin, neurony sekretující katecholaminy). • Katecholaminy jsou skladovány ve vesikulech a jsou vázány na ATP a protein chromatin A. *Katechol = dihydroxybenzen

10. Noradrenalin Fenylethanolamin N-metyltransferasa tyrosinhydroxylasa Adrenalin Dopamin b-hydroxylasa dekarboxylasa • Hydroxylace na DOPA (3, 4-dihydrofenylalanin) • Konverze DOPA na dopamin • Konverze dopaminu na noradrenalin • Methylace noradrenalinu na adrenalin. Převzato zhttp://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html

11. Všechny katecholaminy jsou degradovány dvěma enzymatickými systémy Monoaminooxidázou (MAO) Katechol-O-metyltransferasou (COMT) MAO Oxidativně deaminuje primárná amin a uhlík, na kterém byla původně aminoskupina navázána, zoxiduje ho na karoxyl. COMT Přenáší metyl (SAMaSAH) na OH skupinu katecholového jádra (vzniká methoxyskupina). Vzniká kyselina vanilmandlová. Kyselina vanilmandlová jako produkt působení MAO a COMT na katecholaminy

12. g-aminomáselná kyselina (GABA) Inhibiční neurotransmiter. Spolu s glycinem působí v CNS (mícha a mozkový kmen). Snížená produkce GABA vede k epileptickým záchvatům. Analoga GABA se používají jako antiepileptika. (hladinu GABA lze zvýšit podáním inhibitorů enzymu GABA aminotransferasy).

13. Dráha syntézy serotoninu a melatoninu z tryprofanu • Serotonin: • Je ve vysoké koncentraci obsažen v destičkách, gastrointestinálním traktu, neuronech v mozku. • Je jedním ze základních neurotransmiterů. (Umožňuje komunikaci mezi jednotlivými synapsemi v mozku a ovlivňuje nálady, emoce, paměť, bolest, spánek, chuť k jídlu). • Nedostatek způsobuje snížení přenosu nervových vzruchů. (antidepresiva inhibují zpětné vychytávání serotoninu, prodlužují účinek serotoninu). Serotonin působí přes specifické receptory (identifikovány a klonovány byly receptory 5HT1 -5HT7. Většina receptů je spojena s G-proteinem, ovlivňují adenylátcyklázu nebo fosfolypázu Cg. 5HT3je třída receptorů jsou iontové kanály). K některým receptorům mají vysokou afinitu antidepresiva - Prozac. Převzato z článku: http://www.vesmir.cz/clanek.php3?CID=3581

14. Derivát serotoninu. Hraje důležitou roli v udržování normálního biorytmu organizmu, zejména cyklu spaní a bdění. Produkován epifýzou hlavně během spánku. Produkce probíhá cyklicky. Působí přes vysokoafinitní receptory spojeny s G-proteiny. (U člověka byly nalezeny jak v mozku v suprachiazmatických jádrech, tak i v podvěsku mozkovém, ledvinách a ve střevě, u zvířat také v sítnici a v cévách). Je účinný ve vychytávání volných radikálů a protože je dobře rozpustný v tucích, prochází tedy lipidovou membránou – na zvířecích modelech omezil riziko vzniku rakoviny.

15. Granula žírných buněk Histamin • Vzniká dekarboxylací histidinu. • Působí přes receptory (H1 – H4).produkují ho antigenem aktivované žírné buňky. • Má účinky na vasodilataci, bronchokonstrikci, aktivuje hladké svalové buňky. • Je chemotaktický pro basofily, • V nervovém systému (CNS i periferním) tlumí uvolňování neurotransmiterů (acetylcholinu, noradrenalinu, serotoninu), reguluje spánek (antihistaminika navozují spánek, poškození neuronů produkujících histamin znemožní bdělost. • Stimuluje produkci HCl v žaludku. Strukturální analog Cimetidin se používá k léčbě duodenálního vředu. Antagonista receptoru pro histamin.

16. Syntéza polyaminů • Přeměna argininupřes ornitin a putrescin na polyaminy. • Polyaminy • Podílejí se na mnoha fyziologických procesech (rychlá buněčná proliferace a rychlý buněčný růst). • Mají pozitivní náboj (asociace s polyanionty – DNA a RNA, (stimulují jejich biosyntézu a napomáhají při jejich sbalování). • Stimulujísyntézu proteinů.

17. Biosyntéza polyaminů spermidinu a sperminu Převzato z učebnice: D. L. Nelson, M. M. Cox: Lehninger Principle of Biochemistry. Fourt Deition.

18. Léčba africké spavé nemoci biochemickým „trojským koněm“ Trypanosoma brucei rhodesiense převléká svůj proteinový kabát a unikátak imunitnímu systému. Ornithindekarboxylasa má u savců rychlý metabolický obrat. U trypanosomy je tento enzym stálý. Difluoromethylornitin (DFMO) je blokátorem ornithindekarboxylasy a používá se k léčbě spavé nemoci.

19. Karnosin • Je dipeptid b-alaninu a histidinu. • Je přítomen v kosterním svalu a v mozku (vysoká hladina u sprinterů). • Aktivuje myosinovou ATPasu. • Vychytává kyslíkové radikály (ROS), chrání proteiny před oxidací. • Inhibuje neenzymové glykace proteinů (stárnutí). • Inhibuje vznik a růst agregátů b-amyloidních peptidů (Alzheimerova choroba). • Anserin – n-methylkarnosin. • Přítomen ve svalech jiných savců než u člověka.

20. Oxid dusnatý NO • Produkce: • buňkami cévního endotelu, hladkými svalovými buňkami, buňkami srdečního svalu. • Funkce: • působí vasodilataci • inhibuje vasokonstrikci • inhibuje adhesi destiček k cévnímu endotelu • inhibuje adhesi lekocytů na cévní endotel • má antiproliferativní účinek (inhibice hyperplasie hladkých svalových buněk a následné poškození cévní stěny • vychytává superoxidové anionty (protizánětlivý účinek)

21. Užitečné webové stránky http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb1/MB1index.htmlhttp://themedicalbiochemistrypage.org/amino-acid-metabolism.html