metabolizm aminokwasów, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22


METABOLIZM AMINOKWASÓW

1. dostarczających do syntez jednostek jednowęglowych.

GLICYNA

- dostarcza do syntez grupy formylowe (-COH)

- bierze udział w syntezie:

• kreatyny:

0x08 graphic
1. glicyna + arginina kw. guanidynooctowy + ornityna

2. kw. guanidynooctowy --------- kreatyna frofokreatyna

- połączenia z:

1. glicyna + kw. benzowesowy kw. hipurowy

2. gliyna + kw. fenylooctowy kw. fenaceturowy

SERYNA

- donor grupy hydroksymetylowej w syntezie glicyny

- udział w tworzeniu cysteiny (w reakcji z homocysteiną)

- przejście w kwas pirogronowy (dehydratacja i dezaminajca seryny)

- substrat w syntezie zasad azotowych wchodzących w skład fosfolipidów

- w biosyntezie sfinigozyny

METIONINA

- przejście w formylometioninę (inicjacja syntezy białka u bakterii)

- substrat do tworzenia homocysteiny (prekursor innych aminokwaów siarkowych)

- donor grupy CH3 do syntezy - kreatyny, choliny, adrenaliny, glicylobetainy, anseryny, karnityny

- metylacja RNA w czasie jego dojrzewania

2. siarkowych

METIONINA

Po oddaniu grupy metylowej ulega przekształceniu w homocysteinę

HOMOCYSTEINA

Razem z seryą przyczynia się do powstawania homoseryny i cysteiny

CYSTEINA

- przemiana do kw. pirogronowego

- utlenienie(a) i dekarbokylacja(b) do tauryny

  1. -SH w grupę sulfonową - SO3H kw. cysteinowy

  2. kw. cysteinowy tauryna (+ kw. żółciowe kw. taurocholowe)

- udział w syntezie CO2 i cysteaminy (przez dekarbo. cysteiny)

- udział w syntezie glutationu

- redukcja do cystyny (ważny ukł. oksydacyjno-redukcyjny)

3. alaniny i treoniny

TREONINA

- tworzenie glicyny i aldehydu octowego

- substrat w tworzeniu metyloglioksalu

- udział w cyklu aminoacetonowym:

TREONINA kw. aminmasłowy metyloglioksal kw. pirogronowy acetylo Co

ALANINA

- działanie cukrotwórcze

- deaminacja do kw. pirogronowego

- β-alanina - wchodzi w skład kw. pantotenowego i dipeptydów (anseryny i karnozyny)

4. o łańcuchu rozgałęzionym

WALINA

- dekarboksylacja do izobutyloaminy

- deaminacja oksydacyjna lub transaminacja

- przekształcanie w bursztyloCoA

LEUCYNA

- deaminacja lub transaminacja: leucyna + kw. 2-oksoglutarowy kw. 2-oksoizokapronowy + kw.glutaminowy

- biosynteza kw. acetooctowego i acetylo-CoA

IZOLEUCYNA

- transaminacja: izoleucyna + kw. 2-oksoglutarowy kw. 2-okso-3-metylowalerianowy + kw. glutaminowy

- biosynteza propionylo-CoA (w bursztynylo-CoA, a ten do cyklu Krebsa) i acetylo-CoA

- zaburzenie przemian - choroba klonowa

5. jednoaminodikarboksylowych:

- dostarczają po jednej grupie NH2 do syntezy mocznika

- dawcy gr NH2 w rodniku transaminowym

- są cukrotwórcze

KW. GLUTAMINOWY

- synteza kw. N-acetyloglutaminowego (AGA)

- synteza glutationu

- synteza kw. 4-aminomasłowego

- w formie glutaminy udział w syntezie aminocukrów i puryn

KW. ASPARAGINOWY

- synteza puryn i pirymidyn

- synteza α- lub β-alaniny (w procesie dekarboksylacji - w zależności od odłączonej gr)

6. zasadowych

LIZYNA

- tworzenie 5-hydroksylizyny (hydroksylacja z udziałem kw. askorbinowego)

- tworzenie kadaweryny (-CO2)

- katabolizm do glutarylo-CoA i acetylo-CoA

ARGININA

- udział w cyklu mocznikowym

- substrat do syntez kreatyny

- tworzenie agmatyny (amina - wpływa stabilizująco na rybosomy, korzystnie na biosyntezę białka)

ORNITYNA

- katabolizm do powstania semialdehydu kwasu glutaminowego (kw. glutaminowy - CO2 putrescyna)

7. proliny i hydroksyproliny

PROLINA - występuje w kolagenie oraz białkach fibrylarnych, powstaje z kw. glutaminowego

HYDROKSYPROLINA

- prolina 4-hydroksyprolina (katalizuje: O2, Fe3+, kw. askorbinowy)

8. aromatycznych

FENYLOALANINA

- substrat w syntezie tyrozyny i ubichinonu

0x08 graphic
0x08 graphic
- udział w transaminacjach

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic
FENYLOALANINA tyrozyna DOPA

0x08 graphic
0x08 graphic
0x08 graphic

0x08 graphic

0x08 graphic

Zaburzenia przemian

FENYLOKETONURIA - zablokowanie przemiany 1 (w moczu występują: kw. fenylopirogronowy i fenylooctowy)

ALKAPTONURIA - zablokowanie przemiany 2

TYROZYNA

- katabolizm do kw. acetooctowego i fumarowego

- substancja do syntezy amin katecholowych i hormonów tarczycy: TYROZYNA monojodotyrozyna dijodotyrozyna

- przemiany do melaniny

9. heterocykliczne

HISTYDYNA

- przemiany do kw. glutaminowego (w procesie transaminacji lub dezaminacji) kw. 2-oksoglutarowy

- biosynteza histaminy (w procesie dekarboksylacji)

- tworzenie metylohistydyny

TRYPTOFAN

- katabolizm do acetylo-CoA

- synteza kw. nikotynowego

biosynteza hormonów indolowych (tryptamina, serotonina, melatonina)

- rozkład w jelicie grubym

- tam gdzie w trawieniu są bakterie i orzęski pojawia się produkt przemian tryptofanu - indykan (u innych zwierząt to infekcja przewodu pokarmowego i procesy gnilne w przewodzie pok. - jelito)

TRYPTOFAN kw. indolopropionowy etoloindol skatol indol indoksyl + aktywny siarczan indykan (skł. moczu)

ĆWICZENIA

METABOLIZM BIAŁEK I AMINOKWASÓW

1. oznaczanie aktywności proteolitycznej treści żołądka i dwunastnicy:

- substrat: zawiesina z gotowanego białka jaja kurzego i wody (1:5)

- wprowadzamy treść żołądkową zwykłą i zagotowaną, wodę destylowaną, HCl, Na2CO3, treść dwunastniczą zwykłą i zagotowaną, zawiesinę białka

- obserwujemy proces trawienia białka na podstawie zaniku zmętnienia zawiesiny białka, który zachodzi dzięki enzymom proteolitycznym (powodują hydrolizę białek, np. pepsyna, trypsyna)

2. wykrywanie mocznika

a) próba z podbromianem sodowym:

roztwór mocznika + podbromian sodu „burzenie roztworu” na skutek intensywnego wydzielania gazu

Następuje rozkład mocznika na azot, CO2, H2O

CO2 wiąże się z NaOH w węglan sodowy

b) rozkład mocznika za pomocą ureazy:

roztwór mocznika + ureaza po podgrzaniu i przystawieniu papierka lakmusowego - zniebieszczenie pod wpływem wydzielania amoniaku

c) próba biuretowa

kryształki mocznika ogrzanie wydziela się amoniak

pozostała biała substancja = biuret

biuret + H2O destylowana + NaOH + Cu SO4 barwa fioletowa

Biuret ma wiązania peptydowe charakteryzujące peptydy i białka. Powstanie fioletowej barwy związane jest z utworzeniem soli kompleksowej na skutek koordynacyjnego połączenia miedzi z dwoma przyległymi wiązaniami peptydowymi (reakcja Piotrowskiego)

3.ilościowe oznaczenie mocznika w surowicy metodą Yatzidisa

Próba oparta na reakcji barwnej jaką daje mocznik z odczynnikiem Ehrlicha. Wykonujemy próby 0-5, B, K, kalorymetrujemy i wykreślamy krzywą wzorcową.

W surowicy znajduje się od 3,33-6,66 mmol mocznika w 1 dm3. rośnie z wiekiem, w chorobach nerek. Obniża się przy uszkodzeniach wątroby. Organizm wydala ok. 0,3 mole mocznika na dm3.

4. wykrywanie kreatyniny

a) próba Weyla:

roztwór kreatyniny + nitroprusydek sodowy + NaOH czerwone zabarwienie, po pewnym czasie blednie, po dodaniu kw. octowego zanika zupełnie

b) próba Jaffego:

roztwór kreatyniny +H2O destylowana + kw. pikrynowy nasycony pomarańczowo-czerwone zabarwienie pikraminianu sodu

METABOLIZM PORFIRYN

5. próba pseudoperoksydazowa hemoglobiny

H2O dest + krew + benzydyna + H2O2 niebieskie zabarwienie

Test na wykrywanie śladowych ilości hemoglobiny. Reakcja nie jest związana z enzymami ponieważ zagotowanie roztworu nie wpływa na wynik próby. Odczyn barwny z benzydyną daje układ hemowy hemoglobiny - żelazo

6. wykrywanie bilirubiny w surowicy krwi - odczyn van den Berga

- odczyn bezpośredni - surowica + odczynnik dwufazowy

jest dodatni jeśli w ciągu 30 sekund pojawi się czerwone lub fioletowe zabarwienie

- odczyn pośredni - surowica + etanol (po odwirowaniu dodajemy odczynnik 1 i 2)

pojawia się różowo-fioletowe zabarwienie

W warunkach prawidłowych surowica nie daje dodatniego odczynu bezpośredniego, a słaby pośredni. W surowicy do 17,1 μmol/dm3 bilirubiny

7. wykrywanie urobilinogenu w moczu

mocz + odczynnik Ehrlicha czerwone zabarwienie

Urobilinogen w wysokich stężenniach HCl kondensuje z aldehydowym odczynnikiem Ehrlicha na intensywnie czerwony barwnik

8. ilościowe oznaczanie hemoglobiny metodą Drabkina

Pod wpływem odczynnika Drabkina, który zawiera sześciocyjanożelazian potasu oraz cyjanek potasu w buforze węglanowym. Następuje przekształcenie Hb w cyjanomethemoglobinę o barwie karminowej

9. otrzymywanie roztworu hemoglobiny i oksyhemoglobiny

Roztwór hemoglobiny i oksyhemoglobiny + H2O dest. hemolizant krwi, który dzielimy na dwie części

METABOLIZM ZASAD PURYNOWYCH I PIRYMIDYNOWYCH

10. próba na kwas fosforowy

Hydrolizat + wodorotlenek amonu + HNO3 + molibden amonu + ogrzewanie pojawia się żółty osad fosforomolibdenu amonu

11. wykrywanie zasad purynowych z amoniakalnym roztworem srebra

hydrolizat kw. nukleinowego + NH4OH + AgNO3 biały, kłaczkowaty osad z połączenia Ag+ z purynami, głównie z adenina i guaniną

12. badanie rozpuszczalności kw. moczowego

kryształki kw. moczowego + H2O dest + podgrzanie + 0,1 M NaOH roztwór moczanu dwusodowego

13. badanie właściwości redukujących kw. moczowego

kryształy kw. moczowego + 0,1 M NaOH + 0,1% KMnO4 odbarwienie roztworu

14. redukcja odczynnika Fehlinga

roztwór moczanu dwusodowego + odczynnik Fehlinga I i II wytrąca się biały osad moczanu miedzi, a po podgrzaniu czerwony osad tlenku miedziawego.

15. próba Schiffa

kryształy kwasu moczowego + węglan sodowy + AgNO3 wytrącanie srebra metalicznego

16. próba mureksydowa

kryształy kw. moczowego + stęż. HNO3 + ogrzewanie żółto-czerwony osad

Z jednej strony na osad skraplamy 2M NH4OH zabarwienie purpurowe (powstaje mureksyd)

Z drugiej strony wprowadzamy NaOH zabarwienie niebiesko-fioletowe.

METABOLIZM PORFIRYN

- profiny - układ 4 pierścieni połączonych grupami metinowymi (=CH-)

- porfiryny - układ porfinowy z podstawionymi rodnikami alifatycznymi lub resztami niższych kw. karboksylowych, wolnymi atomami wodoru

- hem - żelazoporfirylo: 4 rodniki CH3, 2 rodniki winylowe (-CH=CH2), 2 reszty kw. propionowego (kompleks chelatowy z żelazem; 2Fe2+- ferrohem w czynnych hemoglobinach, Fe3+- ferrihem)

biosynteza hemu:

- glicyna (dawca atomów azotu)

- bursztynylo-CoA (dawca atomów węgla)

- początek w mitochondriach (wytwarzanie α-aminolewulinianu)

wytwarzanie α-aminolewulinianu

glicyna + bursztynylo-CoA kw. 2-amino-3-oksoadypinowy kw. δ-aminolewulinowy

- później w cytoplazmie tworzenie porfobilirigenu

2x δ-aminolewulinowy (przy udziale syntazy porfobilinogenu) porfobilinogen

- synteza uroporfirynogenu

porfobilinogen(przy udziale syntazy uroporfirynogenu) uroporfirynogen I + uroporfirynogen II

- powstawanie hemu - z 4 czasteczek porfobilinogenu

uroporfirynogen III (uroporfirynogenaza dekarboksylowa) koproporfiryna III (oksydaza koproporfirynowa III) protoporfirynogen IX (oksydaza protoporfirynowa IX) protoporfiryna IX (syntaza hemowa) HEM

katabolizm hemu

-synteza bilirubiny

hem(oksygenaza hemu) biliwerdyna* (reduktaza biliwerdyny) bilirubina*

* - barwniki żółciowe

- wychwyt bilirubiny w watrobie

bilirubina + kw. glukuronowy (transferaza DPGA) z żółcią do dwunastnicy

- tworzenie urobiliny, urobilinogenu, sterkobilinogenu w przewodzie pokarmowym

bilirubina (enzymy mikroflory) urobilinogen (z moczem) (utlenienie) urobilina (z kałem).

bilirubina sterkobilinogen (utlenianie) sterkobilina (z kałem)

METABOLIZM BIAŁEK I AMINOKWASÓW

1. BILANS AZOTOWY

- aminokwasy endo i egzogeniczne

- aminokw. pokarmowe mogą być w pełni wykorzystane gdy komplet tych związków będzie we właściwych proporcjach i ilościach

- „prawo minimum” - przebieg procesów metabolicznych zależy od najmniejszej ilości niezbędnego składnika pokarmowego

- białko pełnowartościowe - zawiera wszystkie aminokwasy w odpowiedniej ilości oraz proporcji np. mleko matki

- białko niepełnowatrościowe - nie zawiera w ogóle jednego lub kilku aminokwasów np. białko kukurydzy

0x08 graphic
Całe białko org. (rozpad białka 120-180 gr/dzień) aminokwasy ponowne wykorzystanie do syntezy 90-170 gr.

Katabolizm (30-40 gr/dzień aminokwasów)

- bilans azotowy zerowy - ilość pobranego i wydalonego azotu zrównoważona

- bilans azotowy dodatni - młode org. w okresie wzrostu, samice ciężarne i karmiące, zwierzęta w okresie rekonwalescencji.

2. TRAWIENIE I WCHŁANIANIE BIAŁEK I AMINOKWASÓW

ENZYMY - HYDROLAZY

- hydrolazy peptydylo-peptydowe - działają wewnątrz łańcucha np. pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna, papaina

- hydrolazy peptydylo-aminokwasów - odszczepiają aminokwas z wolną grupą karboksylową

- hydrolazy α-aminoacylopeptydów - odszczepiają wolny aminokwas z wolną grupą aminową

- hydrolazy dipeptydów - trawią dipeptydy do aminokwasów

endopeptydazy:

- pepsyna

- trypsyna

- hymotrypsyny A i B

- trombia

- papina

- podpuszczka

- enteropeptydaza

egzopeptydazy

- karboksypeptydazy - wydzielane przez trzustkę; odrywają wolne aminokwasy od końca z wolną grupą -COOH

- aminopeptydazy - przez śluzówkę jelita; od końca z wolną grupą -NH2; powstaje dipeptyd.

- dipeptydazy - hydrolizują dipeptydy (wysoka specyficzność substratowa)

WCHŁANIANIE:

W jelicie cienkim - transport aktywny (najszybciej cysteina; najwolniej kw. asparaginowy i glutaminowy). U młodych ssaków bezpośrednio po urodzeniu - na drodze pinocytozy wchłanianie białek odpornościowych z siary. U przeżuwaczy - trawienie białka w żwaczu uwalnia aminokwasy - mogą ulegać dezaminacji i dekarboksylacji.

3. REAKCJE AMINOKWASÓW ZWIĄZANE Z GR NH2

- N-acetylacja - wprowadzenie gr 2C

walina walina - N-acetylowana

- metylacja

glicyna + CH3 metyloglicyna + 2CH3 glicylobetaina

- formylacja - wprowadzenie gr 1C

metionina N-formylometionina (start syntezy białka)

- utlenianie części rodnikowych

fenyloalanina + O2 tyrozyna

prolina + O2 4-hydroksyprolina (iminokwas)

lizyna + O2 5-hydroksyprolina + H2O

- oksygenacja - utlenianie tlenem atmosferycznym z rozerwaniem pierścienia

tryptofan + O2 formylokinureina

- izomeryzacja

kw. glutaminowy kw. metyloasparaginowy

- aminokwasy łączą się ze związkami toksycznymi, które później usuwane są bez problemu

glicyna + kw. benzoesowy kw. hipurowy

glicyna + kw. fenylooctowy kw. fenoacetruowy

4. DEZAMINACJA

- we wszystkich kom organizmu, ale ze szczególnym natężeniem w nerkach i w wątrobie

- pozbawienie aminokwasu grupy aminowej

- rodzaje deaminacji:

5. TRANSAMINACJA

- przeniesienie z aminokwasu gr amidowej na oksokwas bez wydzielenia amoniaku

- katalizatory to transaminazy

- przykłady transaminacji:

6. TRANSDEAMINACJA

- sprzęgnięcie dezaminacji z transaminacją

- aminokwas przekazuje swoją gr aminową na kw. 2-oksoglutarowy (transaminacja), a następnie kw. glutaminowy pod wpływem dehydrogenazy glutaminianowej ulega dezaminacji z wydzieleniem NH3

0x08 graphic

7. DEKARBOKSYLACJA AMINOKWASÓW

- produktami: aminy pierwszorzędowe

- aminy biogenne: hormony, składniki ważnych związków, składniki błon organelli:

- przykłady dekarbokylacji:

lizyna - CO2 kadaweryna (utrzymuje str. kwasu)

metionina - CO2 spermidyna (stabilizacja i upakowanie DNA), spermina (stabiliz i czynności rybosomów w nasieniu)

seryna - CO2 etanoloamina (fosfolipid)

treonina - CO2 propandoamina (w wit B12)

kw. glutaminowy - CO2 kw. 8-aminomasłowy (w mózgu)

kw. asparaginowy - CO2 β-alanina

upteina - CO2 upteamina

ornityna - CO2 putrescyna

arginina - CO2 agmatyna

- aminy katechylowe (z aminokwasów aromatycznych)

tyrozyna - CO2 tyramina (skurcz macicy)

tyrozyna 3,4-dihydroksyfenyloalanina - CO2 DOPA noradrenalina adrenalina (brak - choroba Parkinsona)

- aminy imidazolowe

histydyna - CO2 histamina (hormon tkankowy, mediator, uczulenie)

- aminy idolowe

tryptofan - CO2 tryptamina

tryptofan 5-hydroksytryptofan - CO2 serotonina melatonina (hormon tkankowy)

8. JONY AMONOWE

- wiązanie szkodliwego amoniaku:

kw. 2-oksoglutarowy + NH3 (dehydrogenaza glutaminianowa) kw. glutaminowy + H2O

kw. glytaminowy + NH3 (syntetaza glutaminowa) glutamina

Glutamina - w postaci tego amidu NH3 transportowane jest przez krew i łatwo przenika do kom. NH3 włączany do biosyntezy zasad purynowych i pirymidynowych, aminocukrów

(aktywacja CO2) CO2+ NH3 ( H2O, AGA, Mg2+) karbamoilofosforan ( do syntezy zasad pirymidynowych)

- wydalanie jonów amonowych

9. CYKL MOCZNIKOWY

- mocznik jest syntetyzowany z N2 i CO2 (w wątrobie i nerkach)

- aminokwasy ulegają dekarboksylacji i dezaminacji - stąd składniki do: cyklu Krebsa małego, cyklu mocznikowego, cyklu ornitynowego

- przemiana energetycznie deficytowa

SCHEMAT:

1. CO2 + NH3 ( syntetaza karbamoilofosforanowa, 2ATP, H2O, Mg2+, AGA) karbamoilofosforan

2. karbamoilofosforan + ornityna (transferaza karbamoilofosforanowa) cytrulina

3. cytrulina + kw. asparaginowy (ATP, syntetaza argininobursztynianowa) kw. argininobursztynowy

4. kw. argininobursztynowy (liaza) arginina + kw. fumarowy (ten ostatni do cyklu Krebsa)

5. arginina (arginaza) ornityna + izomocznik mocznik (dwuaminoketon)

- proces wymaga dostarczenia 3 ATP

- jedna gr NH2 dezaminacja kw glutaminowego; druga gr NH2 z kw. asparaginowego

- mocznik ulega filtracji w nerkach, ale jego część jest z powrotem wchłaniania w kanalikach

CH3

1

2

mealnina

adrenalina

noradrenalina



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Punkt izoelektryczny, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia
Biotechnolog[1]. hubert wyklady, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia
BIOCHEMIA - TEST EGZAMINACYJNY, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
Cwiczenia na egzamin, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
BIOCHEMIA - PYTANIA EGZAMINACYJNE, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
BIOCHEMIA egzamin 2a, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
Białka, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia
KOLO. III, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
Sciaga egzamin wrzesien biochemia, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, Biochemia-2
kolos 5, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
KOLOS III, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22
Biochemia1, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, Biochemia-2
biochemia 1, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia
WSZYSTKO, niezbędnik rolnika 2 lepszy, biochemia, biochemia22

więcej podobnych podstron