420 likes | 1.33k Views
Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU. Prof.Dr.Tülay AKÇAY. Aminoasit azotunu, üre siklusuna hazırlayan işlevler:. A) Transaminasyon B) Oksidatif dezaminasyon C) Amino grubunun taşınması. Üre Siklusu:. A) Genel hatları B) Enzimatik reaksiyonları
E N D
Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU Prof.Dr.Tülay AKÇAY
Aminoasit azotunu, üre siklusuna hazırlayan işlevler: • A) Transaminasyon • B) Oksidatif dezaminasyon • C) Amino grubunun taşınması
Üre Siklusu: • A) Genel hatları • B) Enzimatik reaksiyonları • C) TCA siklusu ile bağlantısı • D) Net sonucu • E) Enerji bilançosu • F) Enzimlerinin hücre içi yerleşimi • G) Siklusa etkili faktörler • H) Ürenin organizmadan atılımı • I) Kalıtsal bozukluklar
COOH H C NH2 R Amino asit
O NH2 C NH2 Üre
Üreotelik organizmalar: (insan ve memeli hayvanlar) üre • Ürikotelik organizmalar: (sürüngenler,kuşlar) ürik asit • Ammonotelik organizmalar: (kemikli balıklar) amonyak
amino asit-1+ α-keto asit transaminasyon α-keto asit + amino asit-2
COO- COO- COO- COO- Transaminaz + NH3+ HC O C O + C NH3+ HC (piridoksal fosfat) R1 R2 R1 R2 Amino asit (1) Amino asit (2) Keto asit (1) Keto asit (2)
Transaminasyona uğramayan amino asitler: • Lizin • Treonin • Halkalı imino asitler, prolin ve hidroksi prolin’dir.
Piruvat + α-amino asit Alanin transaminaz Alanin + α-keto asit
α-keto glutarat + α-amino asit Glutamat transaminaz glutamat + α-keto asit
NH3’ ün, vücutta bulunması hücre membranından geçebildiği için önemlidir. NH3, böbrek tubul’ünden idrara geçer, protonlara bağlanarak NH4 oluşturur. NH4 oluştuktan sonra membrandan geçemez.
NH3+ O H C COO- C COO- CH2 NAD+ H2O + + CH2 + NADH + + NH4+ H+ CH2 Glutamat dehidrogenaz (veya NADP) (veya NADPH) CH2 COO- COO- α-Ketoglutarat Glutamat Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
O O ADP + Pi ATP C OH NH2 C Mg2+ CH2 CH2 NH4+ + CH2 Glutamin sentetaz CH2 C NH2 H C NH2 H COOH COOH L-Glutamik asit L-Glutamin Glutamin sentetaz reaksiyonu
Glutaminaz reaksiyonu: L-glutamin H2O Glutaminaz NH4+ L-glutamik asit
O O NH4+ NH2 C H2O C OH CH2 CH2 CH2 Glutaminaz CH2 C NH2 H C NH2 H COOH COOH L-Glutamin L-Glutamik asit Glutaminaz reaksiyonu
NH3+ O H C COO- C COO- CH2 NAD+ H2O + + CH2 + NADH + + NH4+ H+ CH2 (veya NADP) (veya NADPH) CH2 COO- COO- α-Ketoglutarat Glutamat Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
O O ADP + Pi ATP C OH NH2 C Mg2+ CH2 CH2 NH4+ + CH2 Glutamin sentetaz CH2 C NH2 H C NH2 H COOH COOH L-Glutamik asit L-Glutamin Glutamin sentetaz reaksiyonu
O O NH4+ NH2 C H2O C OH CH2 CH2 CH2 Glutaminaz CH2 C NH2 H C NH2 H COOH COOH L-Glutamin L-Glutamik asit Glutaminaz reaksiyonu
Sitrulin +NH4 +NH4+ +CO2 • Ornitin arginaz Arginin üre
Alanin (Kas Kökenli) Amino Asitler α -Ketoglutarat α –Keto asit Ekstrahepatik Glutamin Glutamat Oksaloasetat Aspartat Aminotransferaz Glutamat Aspartat Glutamat Dehidrojenaz Glutamin Glutaminaz α -Ketoglutarat NH4+ Karbamoil Fosfat Sentetaz I Karbamoil fosfat Mitokondri ÜRE DÖNGÜSÜ Sitozol Aspartat
NH4+ HCO3- Mitokondri Karbamoil fosfat Aspartat Ornitin Sitrulin Sitozol Aspartat Ornitin Sitrulin ÜRE DÖNGÜSÜ Üre Arjinin Arjininosuksinat Fumarat
NAG NH4+ + HCO3- + 2ATP Karbamoil Fosfat Sentetaz I O 2H+ Pi + + 2ADP + OPO32- H2N C
Karbomoil fosfat oluşumunda ön maddelerden biri mitokondride ,solunum yolu ile üretilen CO2 (HCO3 ¯ olarak) dir. • Diğer ön madde, amonyum ise karaciğer mitokondrisinde, glutamik asidin, glutamat dehidrogenaz etkisi altında oksidatif dezaminasyonundan oluşur
tek yönlü olan bu reaksiyon 2 molekül ATP gerektirmektedir.
Karaciğer mitakondrisinde karbamoil fosfat oluşumu, üre sentezi için özeldir.
Karbamil fosfat sentetaz enzimi • Mitokondri:Karbamil fosfat sentetaz (amonyak) Karbamil fosfat sentetaz (I)=KFS (I) • Sitozol:Karbamil fosfat sentetaz (glutamin) Karbamil fosfat sentetaz (II)
NH2 O C NH4+ NH CH2 O CH2 CH2 OPO32- H2N C Pi + + Ornitin Trans-Karbamoilaz CH2 CH2 CH2 CHNH3+ CHNH3+ COO- COO- Karbamoil Fosfat L-Ornitin L-Sitrulin
NH2 NH COO- O C NH+ C CH NH CH2 NH COO- CH2 COO- CH2 CHNH3+ CH2 CH2 CH2 H+ PPi + ATP AMP CH2 + + + + CH2 Arjininosuksinat Sentetaz COO- CHNH3+ CHNH3+ COO- COO- L-Sitrulin L- Arjininosuksinat L-Aspartat
NH2 COO- NH2 NH+ C CH NH2+ C NH CH2 NH CH2 COO- CH2 COO- CH2 CH2 CH CH2 CH2 + HC CHNH3+ Arjininosuksinat Liyaz CHNH3+ COO- COO- COO- L- Arjininosuksinat L-Arjinin Fumarat
NH2 NH2+ C NH NH3+ CH2 CH2 CH2 NH2 CH2 CH2 O C + H2O + CH2 Arjininaz CHNH3+ NH2 CHNH3+ COO- COO- L- Ornitin Üre L-Arjinin
Üre siklusu ile TCA siklusunun fumarat ve aspartat aracılığıyla bağlanması CO2+NH4+ α-keto asit Karbamoil fosfat Sitrulin Aspartat α-amino asit Ornitin Arginino Oksalo Asetik Asid süksinat Malat üre Arginin Fumarat
transaminasyon aspartik asit Fumarat OAA glukoneogenez glukoz sitrat sentetaz sitrat OAA=Oksala asetik asit
Üre siklusunun sonucu: 2NH3+CO2+3ATP+3H2O üre+2ADP+AMP+4Pi
Üre sentezi enerji kullanan bir kimyasal işlevdir Bir mol üre oluşumu için 3 mol ATP’ nin sağladığı 4 adet yüksek enerjili fosfat grubu gerekmektedir..
Proteinlerin kalori değerlerinin, eş miktardaki yağ ve karbonhidrat’ dan daha az olmasının nedeni , • üre sentezinde ATP kullanılmasıdır
Aminoasit substratı (CH2)4 Enzim NH3+ H Enzim H R C COO- R (CH2)4 C COO- NH3+ N N C H C H O O OH2C OH OH2C -O OH P -O P CH3 CH3 -O -O + + N N H H Piridoksal fosfat ile aminoasit substratının şif bazı Piridoksal fosfat ile enzimin şif bazı
O NH3+ NH3+ O C H COO- C C COO- H COO- C COO- R1 R1 R2 R2 Transaminasyon