Degradacja aminokwasów i cykl mocznikowy

PIERWSZY ETAP DEGRADACJI (OKSYDACYJNA

DEAMINACJA GLUTAMINIANU)



Grupy α-aminowe są przenoszone na α-ketoglutaran,
co prowadzi do otrzymania glutaminianu.



Przeniesienie grup α –aminowych z α–aminokwasu na
α–ketokwas katalizują aminotransferazy, np.:
aminotransferaza asparaginianowa katalizuje
przeniesienie grupy aminowej z asparaginianu na α-
ketoglutaran

asparaginian + α-ketoglutaran ↔ szczawiooctan +

glutaminian

aminotransferaza alaninowa katalizuje przeniesienie
grupy aminowej z alaniny na α-ketoglutaran

alanina +α-ketoglutaran ↔ pirogronian + glutaminian

Reakcję katalizuje dehydrogenaza
glutaminianowa, wyróżniająca się tym, że
może wykorzystywać jako akceptory wodoru
NAD

i NADP

Sumarycznie równanie reakcji wygląda
następująco(enzymy aminotransferaza ,
dehydrogenaza glutaminowa) :
Alfa-aminokwas + NAD

+ H

0  alfa-

ketokwas + NH

+ NADH + H

DEAMINACJA SERYNY I TREONINY



Grupy α–aminowe seryny i treoniny
mogą być przekształcane
bezpośrednio w NH

, ponieważ

aminokwasy te zawierają grupę
hydroksylową związaną z atomami
węgla β. Enzymami jakie biorą
udział w tym procesie są
dehydratazy: serynowa i
treoninowa.

seryna → pirogronian + NH

treonina → α-ketomaślan + NH

TOKSYCZNE JONY NH4



Organizmy żywe musza sobie jakoś
poradzić , przed niepożądanym ,
negatywnym wpływem jonów amonowych.
W przyrodzie występują trzy rodzaje
sposobów wydalania azotu.



Ureoteliczne –kręgowce lądowe (mocznik)



Urykoteliczne- ptaki i gady lądowe (kwas
moczowy)



Amonoteliczne – zwierzęta wodne
(amoniak)

FAZA I

Cytrulina powstaje w procesie przeniesienia
karbamoilofosforanu na ornityne. Proces
katalizowany przez karbamoilotransferazę
ornitynową.

Karbamoilofosforan powstaje w procesie syntezy
z dwutlenku węgla w reakcji z jonami
amonowymi katalizowana przez syntetazę
karbamoilofosforanową.

FAZA II



Argininobursztynian powstaje w procesie
kondensacji cytruliny z asparaginianem .
Reakcja katalizowana przez syntetaze
argininobursztynianową . Koszt reakcji to ATP ,
rozkładające się do AMP oraz pirofosforanu.

FAZA III



Argininobursztynian ulega rozkładowi na
argininę i fumaran . Katalizowana faza przez
liaze argininobursztynianową , grupa aminowa
zostaje przeniesiona na argininę , natomiast
fumaran bierze udział cyklu kwasu
cytrynowego.

FAZA IV



Arginaza hydrolizuje argininę do mocznika i
ornityny. Drugi produkt stanowi substrat w
kolejnym cyklu , natomiast mocznik zostaje
wydalany.

REASUMUJĄC



W cyklu mocznikowym , CO

łączy się z

amoniakiem , w tym procesie otrzymujemy
karbamoilofosforan. Związek ten wiążąc się z
ornityną , daje cytrulinę. Asparaginian
kondensuje z cytruliną , w wyniku czego
otrzymujemy argininobursztynian. Należy
wspomnieć ,iż asparaginian jest źródłem
drugiego atomu azotu w moczniku. Powstały
produkt rozszczepia się na argininę i fumaran.
Po hydrolizie argininy powstaje mocznik i
zregenerowana ornityna niezbędna do
kontynuowania kolejnego cyklu. Trzy ostatnie
reakcje zachodzą w cytozolu , natomiast dwie
pierwsze w mitochondriach hepatocytów.

CYKL MOCZNIKOWY A CYKL

KWASU CYTRYNOWEGO



matriks mitochondrialna → tworzenie NH4

udziałem dehydrogenazy glutaminianowej,

włączenie tego jonu do karbamoilofosforanu,

synteza cytruliny



cytozol → następne reakcje prowadzące do

powstawania mocznika

SZKIELETY
WĘGLOWE



Sytuacja z losami jonow NH4+ jest jasna ,
należy wspomnieć , o przemianach jakim
podlegają szkielety węglowe aminokwasów.



Wszystkie aminokwasy przekształane sa do
jednego z siedmiu związków , który będzie
natomiast stanowić substra w innym
cyklu ,mianowicie: pirogronian ,
szczawiooctan , fumaran , acetylo-CoA ,
acetoacetylo-CoA, alfa-ketoglutaran ,
bursztynylo-CoA.

PODZIAŁ

Aminokwasy glukogenne:



Aminokwasy rozkładane do: pirogronianu, α-

ketoglutaranu, bursztynylo-CoA, fumaranu i

szczawiooctanu



Biorą udział w syntezie glukozy

Aminokwasy ketogenne:



Są rozkładane do: acetylo-CoA lub acetoacetylo-CoA.



Biorą udział w syntezie tłuszczów

Aminokwasy wyłącznie ketogenne to: leucyna i lizyna.
Aminokwasy ketogenne i glukogenne: izoleucyna,

fenyloalonina, tryptofan, tyrozyna.

Aminokwasy wyłącznie glukogenne: pozostałe 14.

ROZKŁAD AMINOKWASÓW C3



Alanina, seryna i cysteina
ulegają przemianie do
pirogronianu



Pirogronian jest punktem
wejścia dla aminokwasów

alanina + α-ketoglutaran

↔ pirogronian +
glutaminian

Glutaminian ulega

deaminacji oksydacyjnej,
dając NH4

i regenerując

α-ketoglutaran.

Po zsumowaniu

odpowiednich reakcji
otrzymujemy:
alanina + NAD + H2O ↔
pirogronian + NH4

NADH + H

ROZKŁAD AMINOKWASÓW C4



Asparaginian i asparagina ulegają przekształeceniu

do szczawiooctanu



asparagina jest hydrolizowana z udziałem

asparaginazy do NH4

i asparaginianu.



asparaginian ulega bezpośredniej transaminacji do

szczawiooctanu, który jest intermediatem cyklu

kwasu cytrynowego:

asparaginian + α-ketoglutaran ↔ szczawiooctan +

glutaminian

może on ulec także przekształceniu do fumaranu

ROKZŁAD AMINOKWASÓW C5



α–ketoglutaran jest punktem wejścia w cykl
kwasu cytrynowego

Aminokwasy o szkielecie pięciowęglowym są

przekształcane do glutaminianu, który ulega
deaminacji oksydacyjnej z udziałem
dehydrogenezy glutaminianowej, dając α-
ketoglutaran.

PRZEMIANY HISTYDYNY



Przemiana przebiega przez

4-imidazolono-5-propionian.



Wiązanie amidowe w

pierścieniu tego intermediatu
ulega hydrolizie.



Prowadzi to do N-formiminowej

pochodnej glutaminianu, która
przekształca się w glutaminian
przez przeniesienie grupy
N-formiminowej na
tetrahydrofolian.



Ostatni związek przenosi aktywne



grupy jednowęglowe

ROZKŁAD LEUCYNY

Leucyna rozkłada się do acetooctanu i acetylo-CoA,

podobnie walina i izoleucyna (Izoleucyna daje acetylo-
CoA i propionylo-CoA, a z waliny powstanie CO

propionylo-CoA)

Document Outline