Wykład 12

5.05.2010

Dekarboksylacja aminokwasów - reakcja ta polega na odłączeniu grupy karboksylowej od aminokwasu w wyniku czego powstaje cząsteczka CO₂ i odpowiednia amina biogenna. Reakcje te katalizuja dekarboksylazy współdziałające z koenzymem- fosforanem pirydiksalu (PLP)

W przewodzie pokarmowym enzymy te wytwarzane są głównie przez bakterie tam żyjące. Aminy biogenne pełnią szereg ważnych funkcji metabolicznych np.

cysteamina - produkt dekarboksylacji cysteiny oraz β-alanina - produkt dekarboksylacji kwasu asparaginowego są składnikami koenzymu A; histamina - produkt dekarboksylacji histydyny oraz tryptamina - produkt dekarboksylacji tryptofanu są hormonami tkankowymi.

Cykl mocznikowy

Zwierzęta dzielimy na 3 klasy różniące się formą wydalanego azotu:

1. Zwierzęta ureoteliczne - wydalające nadmiar NH₄⁺ w postaci mocznika. Należy tu większość kręgowców lądowych w tym człowiek,

2. Zwierzęta urikotrliczne - wydalające nadmiar NH₄⁺ w postaci kwasu moczowego (ptaki, gady)

3. Zwierzęta anoroteliczne - wydalające nadmiar NH₄⁺ nie przekształcają go w nic innego (ryby i niektóre gatunki zwierząt wodnych).

MOCZNIK - wydalany przez organizmy ureoteliczne, powstaje w cyklu mocznikowym.

Cykl mocznikowy częściowo przebiega w mitochondriach i częściowo w cytoplazmie. Cykl ten poprzedzony jest reakcją syntezy karbomoilofosforanu. Reakcję powstawania karbomoilofosforanu katalizuje syntetaza karbomoilofosfotranu.Substratami w tej reakcji są: jon amonowy (NH₄⁺ ), CO₂ , ATP, H₂O. Przebiega ona w mitochondriach.

Właściwy cykl mocznikowy zaczyna się od syntezy L-cytruiny, gdzie substratami są L-ornityna i karbomoilofosforan. Reakcje tę katalizuje karbomoilotransferaza ornitynowa. Ta reakcja też przebiega w mitochondriach. Pozostałe 3 reakcje tego cyklu przebiegają w cytoplazmie.

Karbomoilofosforan w tej pierwszej reakcji pełni 2 funkcje:

• jest źródłem energii (posiada wiązanie makroergiczne, które rozpada się);

• jest dawcą grupy karbomoilowej.

Produktem końcowym cyklu mocznikowego jest mocznik, który posiada 2 atomy azotu i 1 atom węgla. Atomy azotu pochodzą z karbomoilofosforanu (wcześniej z NH₄⁺ ) oraz drugi atom azotu pochodzi z grupy aminowej kwasu asparaginowego. Atom węgla pochodzi z karbomoilofosforanu (wcześniej z CO₂ ).

W cyklu mocznikowy biorą udział jeszcze 3 pozostałe enzymy:

• syntetaza argininobursztynianowa,

• liaza argininobursztyunianowa,

• arginaza.

Cykl ten funkcjonuje u zwierząt i u roślin, ale pełni inne funkcje:

- u roślin cykl mocznikowy to:

• szlak, droga syntezy białkowego aminokwasu L-argininy,

• sposób nagromadzenie, przechowywanie azotu w formie nietoksycznej dla rośliny (L-arginina, mocznik);

- u zierząt cykl mocznikowy to:

• sposób na wytwarzanbie związku, który jest usuwany poza organizm.

Tłuszcze (lipidy) - należą do związków organicznych nierozpuszczalnych w H₂O, a dobrze rozpuszczalnych w takich rozpuszczalnikach jak: aceton, benzen, etery.

Tłuszcze pełnią dużo ważnych funkcji:

• budulcowa - gdyż są składnikami błon komórkowych, a wosk pszczeli służy do budowy gniazd,

• ochronna - są składnikami ścian komórkowych, szkieletów zewnętrznych owadów, skóry kręgowców, woski pokrywają cienką warstwą tkanki chroniąc przed wysychaniem i mechanicznym zniszczeniem,

• magazynują energię , czyli jako związki zapasowe,

• pochodne tłuszczów mogą pełnić funkcje hormonów.

Podział tłuszczów:

• TŁUSZCZE WŁAŚCIWE - są to estry glicerolu i monokarboksylowych kwasów organicznych, nazywanych potocznie kwasami tłuszczowymi, Kwasy tłuszczowe należą prawie wyłącznie do monokarboksylowych kwasów alifatycznych nasyconych lub nienasyconych, zbudowanych z parzystej liczby atomów węgla o nierozgałęzionym łańcuchu (najczęściej od 4 do 20 atomach węgla).

Tłuszcze naturalne są mieszaniną triacylo-glicerolu z niewielką domieszką diacylo- i monoacylo-glicerolu

Tłuszcze właściwe o dużej zawartości nienasyconych kwasów tłuszczowych w temperaturze pokojowej mają konsystencję cieczy (dotyczy to głównie roślin). Podczas gdy tłuszcze zwierzęce mają przewagę kwasów nasyconych i maja konsystencję stałą.

• WOSKI - to mieszanina estrów wyższych monokarboksylowych jednonienasyconych alkoholi od 16 do 32 atomach węgla i monokarboksylowych kwasów tłuszczowych nasyconych i nienasyconych. W woskach najczęściej występują takie alkohole jak: cerylowy (26 węglowy), miracylowy ( 30 węglowy), cetynowy (16 węglowy).

• TŁUSZCZE ZŁOŻONE - w naturze występuje wiele różnych grup tłuszczów złożonych, ale najważniejsze to :

fosfolipidy - występują dosyć powszechnie a najważniejszą podgrupą wśród nich są fosfoglicerydy. Mniej istotną są fosfosfingazydy.

fosfoglicerydy - zbudowane są z glicerolu zestryfikowanego dwiema resztami kwasów tłuszczowych i reszta fosforanową, która łącząc się ze swoją grupą OH z choliną daje nam lecytyny, łącząc się z kolaminą daje kefaliny, łącząc się z seryną daje fosfatydyloseryny. Tłuszcze te występują w dużych ilościach w błonach komórkowych.

etanoloamina - nazywana jest inaczej kolaminą - produkt dekarboksylacji seryny

fosfatydylocholina - potocznie nazywana jest lecytyną

fosfatydylo-etanolamina - potocznie nazywana jest cholina.

fosfosfingazydy - w miejscu glicerolu zawierają 18-sto węglową sfingozynę jest to dwuhydroksylowy amino alkohol. Występuje głównie w mózgu, zwłaszcza w otoczkach włókien nerwowych i nazywane są potocznie sfingominami.

glikolipidy - oprócz alkoholu, którym może być glicerol lub sfingozyna oraz kwasów tłuszczowych zawsze zawierają składnik cukrowy, który m najczęściej jest galaktoza lub laktoza. W dużych ilościach występuje w błonach komórkowych.

Katabolizm (rozkład) tłuszczów

Zarówno w przewodzie pokarmowym jak i poza nim tłuszcze są rozkładane do alkoholu najczęściej do glicerolu i kwasów tłuszczowych. Reakcje rozkładu tych związków katalizują lipazy. Lipaza trzustkowa rozkłada triacyloglicerol w 2 etapach:

W I etapie odłączone są 2 cząsteczko kwasu tłuszczowego (w pozycji 1 i 3);

W II etapie odłączona jest cząsteczka kwasu tłuszczowego w pozycji..

Powstały w procesie lipazy glicerol jest następnie przekształcany w fosfodihydroksyaceton przy udziale 2 enzymów: kinazy glicerolowej i dehydrogenazy 3-fosfoglicerynowej, przekształca się w szlaku glikolitycznym w aldehyd 3-fosfoglicerynowy, a dalej w pirogronian.

---