210 likes | 519 Views
Aminohapete N katabolism Uurea tsükkel. 22.09.2005. N sisaldavad metaboliidid nukleiinhapped valgud Peamine lämmastiku eemaldamise meetod- uurea Ammoonium on toksiline kõrges kontsentratsioonis Põhiline uurea süntees toimub maksas. . Uurea süntees on oluline N ülejääk
E N D
Aminohapete N katabolismUurea tsükkel 22.09.2005
N sisaldavad metaboliidid nukleiinhapped valgud Peamine lämmastiku eemaldamise meetod- uurea Ammoonium on toksiline kõrges kontsentratsioonis Põhiline uurea süntees toimub maksas .Uurea süntees on oluline N ülejääk aminohapete kasutamine energiaallikana
O H N HN O N N O H H Enamik maismaaloomi Kalad jt vees elavad selgroogsed Linnud ja roomajad O H2N-C-NH2urea aminohapped C suunatakse TCA tsüklisse Karbamiid ehk uurea- N katabolismi lõpprodukt imetajatel NH4+ NH4+või kusihape on samuti jääkproduktiks. NH4+ kusihape
COO- COO- CH3 CH3 CH2 CH2 +3HN-CH-COO- O=C-COO- O=C-COO- +3HN-CH-COO- Aspartaat Alaniin COO- COO- CH2 CH2 CH2 CH2 +3HN-CH-COO- O=C-COO- Aminohapete koosseisust kantakse lämmastik glutamaadi koosseisu transaminaside abil, kust järgnevalt eemaldatakse glutamaadi dehüdrogenaasi poolt. Transaminaaside tulemusel muutuvad aminohapped ketohapeteks. Sellistes reaktsioonides osaleb kofaktorina PLP. Oksaalatsetaat Püruvaat Aminohape-(i) 2-ketohape-(i) 2-ketoglutarate 2-ketohape-(ii) e.g. Glutamaat Aminohape-(ii) transaminaas Glutamaadi dehüdrogenaas NAD+ NH4+ + NADH
Kofaktor püridoksaal-fosfaat Transaminaasid
Ensüüm Ensüüm
Ensüüm Ensüüm 2-ketohape produkt Reaktsioonist on näidatud ainult esimene pool. Protsess jätkub tagurpidi suunas, kasutades 2-ketohapet, mis konverteeritakse teiseks aminohappeks, lõpuks on esialgne püridoksaalfosfaat taastunud.
CH=O -O2C C R HO HO HO HO -O2C C R H H N NH2 CH3 CH3 CH3 CH3 N H + N H + N H + H C R N CH2O- P CH2O- P CH2O- P CH2O- P CH H N CH H H C R N H NH2 Aminohapete ratsemisatsiooni ja dekarboksüleerimise reaktsioone katalüüsivad samuti PLP seoselised ensüümid Schiffi alus H2O CO2 Amino hape CH H C R H2O amiin Schiffi alus H+
Aminohapete dekarboksüleerimisel tekivad neurotransmitteritena funktsioneerivad amiinid CO2- CO2- CO2- +H3N C H +H3N C H +H3N C H CH2 CH2 CH2 CH2 HO HO NH CO2- OH OH NH3+ CH2 NH3+ NH3+ CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CO2- OH NH g-aminobutüraat (GABA) OH serotoniin dopamiin Glu 5-hüdroksü-Trp Dihüdroksü-Phe (DOPA) CO2 CO2 CO2
CONH2 COO- NH4+ H2O H2O NH4+ COO- CONH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 Asparaginaas Glutaminaas CH2 +3HN-CH-COO- +3HN-CH-COO- +3HN-CH-COO- +3HN-CH-COO- Asparagiin Aspartaat Glutamiin Glutamaat COO- COO- NADH NAD+ NH4+ CH2 CH2 CH2 CH2 +3HN-CH-COO- O=C-COO- Lämmastiku eemaldamine aminohapete koosseisust Glutamiin ja asparagiin hüdrolüüsitakse glutamaadiks ja aspartaadiks vastavalt glutaminaasi ja asparaginaasi poolt. Glutamaatdeamineeritakse otse ketoglutaraadiks ja ammooniumiks kasutades glutamaadi dehüdrogenaasi
CO2- CO2- CO2- C=O +H3N C H +H3N C H R R CH2 CO2- CO2- CH2 +H3N C H C=O CONH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CO2- CO2- Raku valgud Gln ja Glu koosseisu kuuluv lämmastik võib vabaneda maksarakkude mitokondrites Valk toidust a-keto happed amino happed -keto-glutarate Glu NADH+ H+ NAD+ H2O Ammoonium on toksiline, eriti närvikoe rakkudele ja organismid peavad sellest lahti saama NH4+ Gln lihastest jt kudedest
O H2N-C-NH2 CO2- CO2- CO2- CO2- C=O C=O +H3N C H +H3N C H CH3 CH3 CH3 CH3 Alaniini kasutatakse lämmastiku transportimiseks lihastest maksa Lihaste valk veri lihased maks glükoos glükoos uurea aminohapped NH4+ Glu Glu püruvaat püruvaat a-keto- glutaraat a-keto- glutaraat Ala Ala Glükoosi-alaniini tsükkel
Neerud: Gln laguneb KG ja NH4 KG glükoneogenees NH4 uurea tsükkel või väljut Maks: Valkude biosüntees Glükoneogenees Ketogenees Uurea tsükkel Hargnenud ahelaga AH ei kataboliseerita Lihased: Lihasvalkude biosüntees Hargnenud ahelaga aminohapete katabolism Enamus N eksporditakse Ala või Gln kujul Ala maksa glükoneogeneesiks Gln neerudesse
Uurea tsükkel toimub maksas, kuhu suunatakse lämmastik aminohapete (eelkõige Ala ja Gln) kujul ning vaba ammooniumioonina
Ammoonium pärineb transaminaaside ja glutamaadi dehüdrogenaasi reaktsioonist • Karbamoüül-fosfaadi süntetaas
Karbamoüülfosfaadi süntaas I • Ornitiini transkarbamoülaas • Arginiinisuktsinaadi süntaas • Arginiinosuktsinaas • Arginaas Uurea tsükkel
aminohape 2-ketoglutaraat Glutamaat 2-ketoacid Aspartaat saadakse fumaraadist tekkinud oksaalatsetaadi transamineerimisest
Uurea tsükkel Aminohapete aminorühmad muudetakse karbamiidiks ehk uureaks (NH2CONH2) maksas ja väljutatakse sellisel kujul neerude abil. 1 karbamiid 1 aminorühm tuleb vabast ammooniumist 1 NH3tuleb aspartaadist (saadakse transaminatsiooniga oksaalatsetaadist) CO saadakse karbonaadist (CO2). Reaktsioonid toimuvad nii tsütosoolis kui mitokondris Kulub 3 (4 ekvivalenti) ATP molekuli