Table of Contents

• Amoniogeneza w wątrobie. Enzymy, przebieg

• Oksydacyjna dezaminacja glutaminianu:

• dehydrogenaza glutaminianowa;

• alfa-ketoglutaran - do cyklu Krebsa, NADH do lancucha oddechowego, NH3 do syntezy mocznika;

glutaminian + NAD⁺ + H₂O = alfa-ketoglutaran + NADH + H⁺ + NH₃

• Oksydazy aminokwasowe:

• oksydaza D aminokwasów - FMN;

• oksydaza L aminokwasów - FAD;

• tlenowa przemiana w wątrobie i nerkach;

• w reakcji biorą udział samoutleniające się flawoproteiny;

• Mechanizm:

1. aminokwas wpierw utleniany do iminokwasu

2. FMN lub FAD redukuje się odpowiednio do FMNH₂ lub FADH₂

3. zredukowane grupy flawinowe przekazują protony i elektrony na tlen - powstaje H₂O₂

4. iminokwas reaguje z wodą, w wyniku czego powstaje amoniak i alfa-ketokwas

• Deaminacja seryny i treoniny:

• dehydrataza serynowa i treoninowa;

1. od seryny odłączana jest cząsteczka wody w wyniku czego powstaje aminoakrylan;

2. odłącznie wody od aminoakrylanu powoduje jego przekształcenie w pirogronian; przy tym następuje uwolnieniem amoniaku w postaci jonu amonowego;

3. treonina przekształcana w ten sposób w alfa-ketomaślan z uwolnieniem jonu amonowego;

• Metabolizm amoniaku w nerce.

• W komórkach kanalika nerkowego:

• Glutaminaza:

Glutamina + H2O → Glutaminian + NH3

• anhydraza węglanowa:

CO2 + H2O → H2CO3 → H+ + HCO3-

• wodór i amoniak wydzielane są do światła kanalika nerkowego, za wodór wchodzi sód, tworzą się: wodorowęglan sodu w komórkach, clorek amonu w świetle kanalika;

• funkcje mechanizmu:

• regulacja kwasowo-zasadowa - wydalanie wodoru;

• regeneracja buforu wodorowęglanowego;

• wydalanie amoniaku;

• Mechanizm powstawania i usuwanie jonów amonowych w mięśniach.

• Cykl purynowy - główny mechanizm powstawania amoniaku w organizmie;

• cykl glutaminowy - opuszcza mięśnie jako glutamina;

• redukcyjna aminacja alfa-ketoglutaranu;

glutaminian + NAD⁺ + H₂O = alfa-ketoglutaran + NADH + H⁺ + NH₃

• Powstawanie i utylizacja jonów amonowych w mózgu.

• Redukcyjna aminacja alfa-ketoglutaranu (dehydrogenaza glutaminianowa);

• Toksyczność jonów amonowych

• Alkalizacja: Amoniak powoduje podwyższenie pH, co działa na ośrodek oddechowy w mózgu, powodując zmniejszenie częstości oddechów. To prowadzi do kwasicy w następstwie alkalozy metabolicznej;

• Zaburzenia energetyki: W celu utylizacji amoniaku, α-ketoglutaran jest wyciągany z cyklu Krebsa, co może prowadzić do przerwania jego ciągłości i wytworzenia niedostatecznej ilości energii w ramach fosforylacji oksydacyjnej;

• Encefalopatia: Podwyższonej pH środowiska wewnętrznego sprawia, że amoniak występuje w swojej niepolarnej postaci - NH₃, przez co jest lepiej rozpuszczalny w tłuszczach i może przenikać do OUN;

• Niedobór GABA: W pozostałych tkankach nadmiar amoniaku jest wiązany z Glu z utworzeniem glutaminy. W związku z tym może dojść do niedoboru kwasu glutaminowego, co z kolei spowoduje niedobór neuroprzekaźnika hamującego - kwasa γ-aminomasłowego (GABA);

• Cykl purynowy - przebieg, miejsce, znaczenie.

1. Deaminaza AMP: AMP + H2O → IMP + NH3

2. syntaza adenylobursztynianowa: IMP + asparaginian + GTP → adenylobursztynian + GDP +Pi

3. liaza adenylobursztynianowa: adenylobursztynian → fumaran + AMP

• Funkcje cyklu purynowego:

• odtwarzanie AMP,

• produkcja fumaranu (reakcja anaplerotyczna cyklu Krebsa),

• wytwarzanie amoniaku.

• Regulacja:

• deaminaza AMP: jest aktywowana przez jony sodu i potasu, hamowana przez ortofosforan.

• syntetaza adenylobursztynianowa: hamowana przez adenylobursztynian, nukleotydy purynowe, pirynowe, fruktozo-1,6-bisfosforan (odzwierciedla to zależność między cyklem purynowym a glikolizą  spadek stężenia AMP hamuje fosfofruktokinazę).

• liaza adenylobursztynianowa: hamowana przez AMP.

• Zaburzenia: Brak deaminazy AMP:

• męczliwości,

• kurczy powysiłkowych,

• bolesności mięśni,

• wzrostu wytwarzania adenozyny i jej metabolitów oraz ich ucieczki poza komórki mięśniowe.

• Diagnostyka polega na wykonaniu testu obciążeniowego w warunkach niedotlenienia i następnie oznaczeniu stężenia amoniaku i mleczanu w w krwi żylnej odpływającej z mięśni.

• Cykl kw. glutaminowego - glutaminy w OUN - lokalizacja komórkowa, znaczenie, przebieg.

• Znaczenie:

• wiązanie toksycznego amoniaku;

• otrzymywanie glutaminianu, który działa jako neuroprzekaźnik działający na receptory NMDA oraz jest prekursorem GABA;

• otrzymywanie glutaminy - potrzebnej do syntezy glutaminianu i asparaginianu;

• Przebieg: W neuronach presynaptycznych, w mitochondriach następuje przemiana glutaminy w glutaminian. Jest on wydzielany do szczeliny synaptycznej za pośrednictwem pęcherzyków wydzielniczych. Może tu również działać EAAC1 - nośnik aminokwasów pobudzających, uczestniczący w zwrotnym wychwycie glutaminianu. Następnie glutaminian wchłaniany jest do astrocytów za pomocą transporterów: GLAST i GLT1, gdzie następuje jego przemiana w glutaminę, która transportowana jest z powrotem do neuronu presynaptycznego.

• Cykl glicynowo - bursztynianowy - przebieg, miejsce, znaczenie

• Główna droga metabolizmu glicyny i treoniny

• glicyna + bursztynylo-CoA → α-amino-β-ketoadypinianu - syntaza ALA;

• α-amino-β-ketoadypinian → kwas δ-aminolewulinowy + CO2;

• kwas δ-aminolewulinowy → semialdehyd α-ketoglutaranu + NH3;

• Semialdehyd α-ketoglutaranu → α-ketoglutaran;

• α-ketoglutaran do cyklu Krebsa, gdzie przez kompleks dehydrogenazy alfa-ketoglutaranowej przekształcany jest do bursztynylo -CoA;

• Cykl glukoza-alanina - przebieg, miejsce, znaczenie.

1. w mięśniach z glukozy powstaje pirogronian

2. pirogronian transaminuje z różnymi aminokwasami dając alaninę

3. alanina z mięśni trafia do krwiobiegu

4. w wątrobie alanina transaminowana - grupa aminowa przekazywana dalej do cyklu mocznikowego, pirogronian wykorzystywany w glukoneogenezie

5. wytworzona w glukoneogenezie glukoza trafia do mięśnia, tu spalana do pirogronianu, który znowu transaminuje do alaniny

• Znaczenie:

• transport amoniaku do wątroby;

• transport glukozy do mięśni;

• Cykl mocznikowy - subkomórkowe rozmieszczenie enzymów i regulacja genetycznie uwarunkowane zaburzenia, biochemiczne konsekwencje




• Regulacja:

• CPS I jest aktywowana allosterycznie przez N-acetyloglutaminian.

• Wąskim gardłem cyklu jest etap katalizowany przez syntetazę argininobursztynianową. W przypadkach dużego nasilenia przemian amoniaku dochodzi do gromadzenia się cytruliny.

• Arginaza jest enzymem o bardzo dużej aktywności, ale również o wysokiej Km. Sens tego zjawiska polega na tym, że tylko przy bardzo dużych stężeniach argininy będzie ona rozkładana do mocznika i wydalana, a w małych - zużywana do syntezy białka lub tlenku azotu.

• regulacja w zależności od stężenia białka w diecie - adaptacja:

• nasilenie przy diecie bogatobiałkowej;

• nasilenie pod wpływem glikokortykoidów;

• nasilenie pod wpływem głodu;

• Zaburzenia:

• zatrucie amoniakiem: wymioty, unikanie pokarmów bogatobiałkowych, ataksja przerywana, nerwowość, letarg i opóźniony rozwój umysłowy.

• Hiperamonemia I - spowodowana niedoborem syntetazy karbamoilofosforanowej; prawdopodobnie rodzinna.

• Hiperamonemia II - spowodowana niedoborem transkarbamoilazy ornitynowej, związanym z chromosomem X. Stałym objawem jest zwiększone stężenie Gln w PMR, krwi i moczu  więcej amoniaku musi być utylizowane na drodze tworzenia wiązania amidowego z Glu.

• Cytrulinemia - brak lub znaczne podwyższenie Km dla syntetazy argininobursztynianowej, dziedziczone recesywnie.

• Acyduria argininobursztynianowa - defekt liazy argininobursztynianowej, charakteryzuje się zwiększonym stężeniem argininobursztynianu w moczu, PMR i krwi oraz trichorhexis nodosa. Pojawia się zwykle w 2 roku życia i kończy szybkim zgonem.

• Hiperargininemia - spowodowana defektem arginazy, w moczu, PMR i krwi stwierdza się wysokie stężenie argininy. Skuteczna jest dieta ubogobiałkowa.

• Hormony powstające z aminokwasów. Podać substraty i produkty.

• Tyrozyna: aminy katecholowe - dopamina, adrenalina, noradrenalina; trójjodotyronina, tyroksyna;

• Tryptofan: melatonina;

• aminokwasy glukogenne i ketogenne - wymienić, znaczenie

• Aminokwasy glukogenne:

• glicyna, alanina, seryna, cysteina, asparaginian, glutaminian, prolina, arginina, histydyna, metionina, asparagina, glutamina;

• Aminowkasy glukoketogenne:

• fenyloalanina, tyrozyna, treonina (wg Bańkowskiego, wg profesora - glukogenna), izoleucyna, tryptofan;

• Aminokwasy ketogenne:

• leucyna, lizyna, tryptofan;

• Znaczenie: Podział aminokwasów na keto- i glukogenne dotyczy metabolizmu aminokwasów w cukrzycy. Następuje wówczas spalanie białek i przemiana aminokwasów do glukozy lub ciał ketonowych.

• Hiperamonemia - biochemiczne działanie terapeutyczne, związki używane do wiązania amoniaku.

• Stosowanie diety ubogobiałkowej, antybiotyki przeciw bakteriom jelitowym;

• Działanie terapeutyczne:

• indukcja syntezy karbamoilofosforanu przez aktywację allosteryczną:

• N-acetyloglutaminianem;

• kwasem kargluminowym - analog N-acetyloglutaminianem, łatwiej przenika przez błonę;

• wiązanie i wydalanie amoniaku za pomocą benzoesanu - tworzy się kwas hipurowy;

• Hiperamonemia II - defekt, znaczenie.

Spowodowana niedoborem transkarbamoilazy ornitynowej, związanym z chromosomem X. Stałym objawem jest zwiększone stężenie Gln w PMR, krwi i moczu. Więcej amoniaku musi być utylizowane na drodze tworzenia wiązania amidowego z Glu.

• Hiperamonemia I - defekty, znaczenie.

Spowodowana niedoborem syntetazy karbamoilofosforanowej

• Toksyczność jonów amonowych

• Pacjent z umiarkowaną hiperamonemią i podwyższoną argininą - podaj prawdopodobną przyczynę takich zaburzeń i konsekwencje.

• Pacjent z argininą w moczu i lekką hiperaminemią - przyczyny i konsekwencje

• Defekt hydroksylazy fenyloalaninowej, przyczyny, konsekwencje

• Przyczyny i rodzaje: Wyróżniamy pięć typów hiperfenyloalaninemii, z których trzy pierwsze są fenyloketonuriami:

• Typ I - fenyloketonuria klasyczna, spowodowana brakiem hydroksylazy fenyloalaninowej, stężenie fenyloalaniny we krwi powyżej 20 mg% przy normie ok. 2 mg%. (Jego dotyczą podane tutaj informacje!)

• Typ II - wariant fenyloketonurii, spowodowany obniżoną aktywnością hydroksylazy fenyloalaninowej, postać lżejsza, stężenia Phe we krwi osiągają 8-10 mg%.

• Typ III - przejściowa hiperfenyloalaninemia, spowodowana obniżoną aktywnością hydroksylazy fenyloalaninowej w wyniku niedojrzałości układów enzymatycznych u noworodków (wcześniactwo!). Po kilku tygodniach dochodzi do normalizacji poziomu fenyloalaniny.

• Typ IV - brak aktywności reduktazy dihydrobiopteryny.

• Typ V - defekt syntezy biopteryny  typy V i IV dotyczą układu enzymów dostarczających biopterynę, będącą kofaktorem reakcji hydroksylacji Phe do tyrozyny; zaburzenia te występują rzadko, zmiany są w nich nieodwracalne i nie da się ich skutecznie leczyć.

• Skutki: W wyniku braku hydroksylazy fenyloalaniny, dochodzi do gromadzenia się fenyloalaniny, która przenika do OUN, gdzie zaburza transport dokomórkowy aminokwasów, cholesterolu i glukozy oraz hamuje syntezę mieliny, noradrenaliny i serotoniny, a także syntezę melaniny. Około 3-4 miesiąca życia uaktywnia się szlak metaboliczny prowadzący do transaminacji fenyloalaniny do kwasu fenylopirogronowego i jego dalszych przemian do kwasów fenylomlekowego i fenylooctowego. Metabolity te pojawiają się w moczu. Procesy te można zahamować stosując dietę pozbawioną fenyloalaniny, przynajmniej do 7 roku życia.

• Objawy fizyczne i biochemiczne:

• Niedorozwój umysłowy - IQ<20.

• Nadpobudliwość.

• Drgawki.

• Jasna karnacja - nie w wyniku niedoboru tyrozyny, ale defektów szlaku syntezy melaniny.

• Wypryski.

• Nadmierna potliwość.

• Hipoplazja szkliwa.

• We krwi podniesione stężenie fenyloalaniny i kwasu fenylopirogronowego.

• W moczu obecne metabolity fenyloalaniny, które nadają mu charakterystyczną mysią woń.

• Diagnostyka: Wykonuje się test screeningowy - test Guthrie'ego  ok. 72 godziny po pierwszym posiłku białkowym pobiera się próbkę krwi włośniczkowej z pięty noworodka, umieszcza się ją na specjalnej bibułce i pozostawia do wyschnięcia na powietrzu. Zasada metody polega na tym, że bakteria Bacillus subtilis nie może się rozwijać w obecności β-tioenyloalaniny. Fenyloalanina obecna w krwi pacjentów z PKU (powyżej 4 mg%) łamie tą inhibicję (inhibicja kompetycyjna) i umożliwia wzrost bakterii. Wynik może być fałszywie dodatni u niedojrzałych noworodków, a fałszywie ujemny pod wpływem antybiotyków. Jeżeli test jest dodatni, przeprowadza się dalszą diagnostykę, poprzez oznaczanie fenyloalaniny, najczęściej metodą GC/MS. Stężenie kwasu fenylopirogronowego w moczu stosuje się przy badaniach kontrolnych, by stwierdzić, czy dieta jest stosowana. U rodzin obciążonych PKU zalecana jest analiza DNA w ramach diagnostyki prenatalnej.

• Fenyloketonuria. defekt, konsekwencje, diagnostyka.

• Hiperfenyloalaninemnia- definicja, miejsce defektu

• Alkaptonuria. defekt, konsekwencje, diagnostyka.

• Przyczyny: Alkaptonuria jest spowodowana brakiem oksydazy homogentyzynianonej, co powoduje zahamowanie powstawania kwasu maleinoacetooctowego i gromadzenie się kwasu homogentyzynowego. Kwas ten wykazuje szczególne powinowactwo do tkanek bradytroficznych  słabo unaczynionych i słabo poddawanych perfuzji tkankowej. Kwas wiąże się z kolagenem i odkłada się w chrząstkach stawowych, zwłaszcza w chrząstkach międzykręgowych, małżowinie usznej, więzadle kręgosłupa. Odkładający się homogentyzynian prowadzi do powstania odczynu zapalnego.

• Objawy:

• Zapalenie stawów w odczynie na gromadzący się alkapton, czyli kwas homogentyzynowy.

• Zesztywnienie stawów.

• Mocz koloru brunatnego => choroba niebieskich pieluch.

• mocz o zapachu syropu klonowego - jaki defekt

• Skrót: MSD = Maple Syrup Disease

• Defekt dekarboksylacji oksydacyjnej α-ketokwasów - zaburzenie to dotyczy przemian waliny, leucyny i izoleucyny - aminokwasów rozgałęzionych. Dochodzi do gromadzenia się w organizmie aminokwasów rozgałęzionych oraz alfa ketokwasów. Prowadzi to kwasicy metabolicznej. Osoby z pełnym blokiem metabolicznym umierają krótko po urodzeniu, z niepełnym - upośledzenie umysłowe.

• Istnieje także wtórny zespół MSD wynikający z niedoboru witaminy B6, będącej kofaktorem w procesie dekarboksylacji oksydacyjnej α-ketokwasów.

• Skutki: Wydalanie dużej ilości α-ketokwasów nadaje moczowi zapach syropu klonowego. Kwasica metaboliczna powoduje początkowo pobudzenie ośrodka oddechowego, ale z czasem dochodzi do niewydolności oddechowej i dalej do śpiączki i zgonu.

• Diagnostyka: Oznaczanie stężenia α-ketokwasów i aminokwasów rozgałęzionych we krwi, diagnostyka molekularna.

• Hiperhomocysteinemia - przyczyny, znaczenie patogeneza

• Rodzaje i przyczyny:

• Pierwotne są wywołane wrodzonymi defektami enzymów, co hamuje drogi przemian homocysteiny i powoduje jej gromadzenie w organizmie.

• β-syntazy cystationinowej, przez co blokowany jest szlak przemian homocysteiny przez cystationinę w cysteinę

• reduktazy metylenotetrahydrofolianowej (MTHFR - N5,N10-metyleno-THF nie jest przekształcany do N5-metylo-THF) - hamowanie remetylacji metioniny z homocysteiny.

• Wtórne mogą być wywołane:

• niedoborem witamin (B6 jest kofaktorem β-syntazy cystationinowej, pochodna B11 dawcą grupy metylowej do remetylacji metioniny, B12 jest przenośnikiem tej grupy metylowej),

• przewlekłą niewydolnością nerek,

• łuszczycą i

• chemioterapią nowotworów (duży obrót komórkowy - witaminy B11 i B12 są preferencyjnie zużywane do syntezy kwasów nukleinowych),

• niedoczynnością tarczycy.

• Skutki: Do objawów zaliczamy dyslokację soczewki oka, osteoporozę, koślawość i szpotawość kolan, deformację klatki piersiowej i uszkodzenie naczyń krwionośnych, ale homocysteina ma głównie działanie proaterogenne  jest niezależnym czynnikiem ryzyka choroby niedokrwiennej serca.

• Oksydacja cholesterolu i kwasów tłuszczowych.

• Tiolacja apo B100 - powstają modyfikowane LDLe.

• Działanie cytotoksyczne na śródbłonek - uszkodzenie w sposób pośredni i bezpośredni, przez co dochodzi do zaburzeń funkcji antyagregacyjnych śródłonka.

• Zaburzenia aktywacji białka C i S, które są naturalnymi inhibitorami krzepnięcia.

• Wzrost ekspresji czynnika tkankowego.

• Obniżenie syntezy prostacykliny i NO, często połączone ze wzmożonym wydzielanie TXA2.

• Wzrost ekspresji czynnika von Willebranda i molekuł adhezyjnych.

• Nasilenie adhezji i agregacji trombocytów.

• Wzrost degradacji elastyny - naczynie traci swoje właściwości sprężyste.

• Pobudzenie proliferacji mięśni gładkich.

• Katabolizm waliny - miejsce, przebieg, produkty końcowe

1. transaminacja waliny z alfa-ketoglutaranem: powstaje alfa-ketoizowalerian

2. alfa-ketoizowalerian dekarboksylowany oksydacyjnie (NAD) do izobutyrylo-CoA

3. izobutyrylo-CoA utleniany (FAD) do metyloakrylilo-CoA

4. metyloakrylilo-CoA poddawany hydratacji - powstaje beta-hydroksyizobutyrylo-CoA (hydrataza enoilo-CoA)

5. hydrolityczne odłączenie CoA od beta-hydroksyizobutyrylo-CoA - hydrolaza beta-hydroksyizobutyrylo-CoA - powstaje beta-hydroksyizolmaślan (deacylacja)

6. beta-hydroksyizomaślan utleniany (NAD) do semialdehydu metylomalonowego

7. semialdehyd metylomalonowy:

1. w wyniku transaminacji przekształcany w beta-aminoizomaślan, albo:

2. utlenianie semialdehydu i przyłączenie CoA-SH (oksydacyjna acylacja) - powstaje metylomalonylo-CoA

1. - metylomalonylo-CoA przekształcany w sukcynylo-CoA przez mutazę metylomalonylo-CoA (koenzym - adenozylokobalamina - witamina B12)

• Katabolizm leucyny.

1. transaminacja leucyny: powstaje alfa-ketoizokapronian - cytozol

2. oksydacyjna dekarboksylacja (NAD) daje izowalerianylo-CoA - w mitochondriach

3. izowalerianylo-CoA utleniany (FAD) do beta-metylokrotonoilo-CoA przez dehydrogenazę

4. gamma beta-metylokrotonoilo-CoA karboksylowany - powstaje beta-metylo-glutakonylo-CoA (potrzebna biotyna!!)

5. beta-metyloglutakonylo-CoA poddawany hydratacji (uwodnieniu) - powstaje beta-hydroksy-beta-metyloglutarylo-CoA

6. beta-hydroksy-beta-metylo-glutarylow-CoA - rozkłada się do acetooctanu i acetylo-CoA -pod wpływem liazy beta-hydroksy-beta-metylo-glutarylo-CoA (mitochondria wątroby, serca, nerek)

• Katabolizm izoleucyny.

1. transaminacja izoleucyny: powstaje alfa-keto-beta-metylowalerian

2. alfa-keto-beta-metylowalerian oksydacyjnie dekarboksylowany do alfa-metylobutyrylo-CoA

3. alfa-metylobutyrylo-CoA utleniany do tyglilo-CoA

4. tyglilo-CoA uwodniony do alfa-metylo-beta-hydroksybutyrylo-CoA (hydrataza enoilo-CoA)

5. alfa-metylo-beta-hydroksy-butyrylo-CoA utleniany (odwodorowany) do 2(alfa)-metyloacetylo-CoA

6. 2-metyloacetylo-CoA rozszczepiany na propionylo-CoA i acetylo-CoA

• Biosynteza cytruliny. Przebieg. Miejsce. Znaczenie.

Cytrulina do krwioobiegu dostaje się z jelita, gdzie jest syntezowana z amoniaku przez dwa pierwsze enzymy cyklu mocznikowego, czyli syntetazę karbamoilofosforanową i transkarbamoilazę ornitynową. Aktywności pozostałych enzymów cyklu są w jelicie znikome. Następnie:

• może być wyłapana przez nerkę - tu przemieniana w argininę:

• wysoka aktywność syntetazy arginino-bursztynianowej w nerce

• arginaza uwalniająca mocznik ma w nerkach niską aktywność, więc wytwarzana arginina jest następnie wykorzystywana do syntez białek w całym organizmie (nerka jest jednym z głównych źródeł tego aminokwasu dla organizmu)

• cytrulina która dostanie się do OUN - służy jako substrat do syntezy argininy

• wysoka aktywność syntetazy i liazy argininobursztynianowej

• brak arginazy

• z argininy w OUN wytwarzany jest NO pod wpływem syntazy NO

• Biosynteza argininy. Miejsce, przebieg, znaczenie.

• co powstaje z argininy - znaczenie substancji

• Arginina stanowi donor grupy formamidynowej w syntezie kreatyny - substancji magazynujacej i uwalniajacej energie w miesniach;

• oraz poprzez ornityne dle putrescyny, sperminy i spermidyny - poliamin - czynnikow wzrostu, stabilizuja blony komorkowe i organelle, dzialaja hipotensyjnie i hipotermicznie;

• jest prekursorem tlenku azotu - neuroprzekaznika, wazodylatatora;

• biosynteza melanin

• tyrozyna (tyrozynaza)→ DOPA (3,4-dihydroksyfenyloalanina) → dopachinon → melaniny

Proces ten zachodzi w melanosomach, w jego wyniku powstaja eumelanina i feomelanina. Proces jest inicjowany przez  promnieniowanie UV. Regulowany przez melanotropinę.

• Katabolizm metioniny- enzymy, defekty, produkty końcowe

Jest to egzogenny aminokwas siarkowy.

metionina (z udzialem ATP) → S-adenozyno-metionina → s-adenozynohomocysteina → homocysteina → cystationina → cysteina + alfa-ketomaslan → propionylo-CoA, ostatecznie bursztynylo-CoA

adenozylotransferaza metioninowa, syntaza cystationowa

• Aminy biogenne - powstawanie, enzymy, funkcje.

Są to 3,4-dihydroksy-pochodne fenyloetyloaminy, syntetyzowane przez komórki chromochłonne znajdujące się głównie w rdzeniu nadnerczy. Adrenalina jest produkowana tylko w obrębie rdzenia nadnerczy, dopamina i noradrenalina - w rdzeniu, a także w innych narządach zawierających komórki chromochłonne: w wątrobie, zwojach autonomicznych, neuronach adrenergicznych i w obrębie OUN.

Konwersja tyrozyny do adrenaliny obejmuje:

• hydroksylację pierścienia benzenowego,

• dekarboksylację,

• hydroksylację łańcucha bocznego,

• N-metylację.

Tyrozyna → DOPA → dopamina → noradrenalina → adrenalina

• Skutki stymulacji poszczególnych receptorów:

• α1: wzrost glikogenolizy oraz skurcz mięsni gładkich naczyń krwionośnych oraz dróg moczowo-płciowych.

• α2: rozkurcz mięśni gładkich żołądka i jelit, skurcz mięśni gładkich niektórych łożysk naczyniowych, hamowanie: wydzielania reniny, lipolizy, agregacji płytek, sekrecji insuliny.

• β1: stymulacja lipolizy, wzrost liczby i siły skurczów mięśnia sercowego.

• β2: wzrost glukoneogenezy w wątrobie, wzrost glikogenolizy w wątrobie i mięsniach, wzrost uwalniania: insuliny, reniny, glukagonu, rozkurcz mięśni gładkich: oskrzeli, naczyń, dróg moczowo-płciowych, żołądka i jelit.

• Guanidyny mocznicowe - działanie toksyczne, konsekwencje.

• Związki organiczne z grupy imin.

• Przykłady:

• guanidynobursztynian

• metyloguanidyna

• kwas guanidynopropionowy

• kreatyna

• guanidynooctan

• ADMA

• Działanie toksyczne:

• ADMA, guanidynobursztynian - przez hamuja syntaze tlenku azotu, nadcisnienie, neuropatie

• kreatynina - blokuje transport Cl, obniza kurczliwosc miocytów, zaburzenia metabolicznej, encefalopatia, objawy skazy krwotocznej, uposledzona funkcja limfocytow i neutrofili

• Katepsyny - występowanie, funkcja

• wewnątrzkomórkowe proteazy o aktywności endopeptydaz obecne w organizmach zwierzęcych

• wyróżnia się kilka klas katepsyn

• najliczniejsze katepsyny cysteinowe (B, C, F, H, K, L, O, S, V, W, X)

• większość to endopeptydazy

• zgromadzone głównie w lizosomach i endosomach

• występują obficie w wątrobie, śledzionie i nerkach

• w wątrobie znajdują się receptory asialoglikoproteinowe, które biorą udział w degradacji białek krążących we krwi, takich jak hormony peptydowe

• tworzą szlak lizosomalny degradacji białek

• zaangażowane w działanie układu APC (regulują aktywność molekuł MHC II)

• D - aminokwasy w organizmie człowieka, występowanie, funkcja

• Zaliczane są do grupy aminokwasów nieproteinogennych

• Przykłady: D-alanina, D-seryna, D-cysteina, D-ornityna, D-glutaminian, D-asparaginian, D-leucyna

• Najczęściej występują w:

• płynach organizmu owadów

• ścianie komórkowej bakterii

• niektórych antybiotykach

• truciznach biologicznych

• nie są metabolizowane przez ludzki organizm

• powstają w wyniku dwóch procesów:

• RACEMIZACJA (z odpowiednich L-aminokwasów)

• TRANSAMINACJA (przy pomocy D-aminotransferazy)

• bywają związane w specyficznych peptydach (2-8 aminokwasów) i służą w mózgu za substancje opioidalne lub neuropeptydy

• D-seryna zawarta w wysokim stężeniu w mózgu ssaków działa jako współaktywator receptora dla N-metylo-D-asparaginianu (NMDA)

• D-asparaginian

1. DAA wiąże się z receptorami NMDA obecnymi w podwzgórzu

2. stymulacja receptorów NMDA powoduje zwiększenie produkcji GnRH

3. hipofiza wydziela LH i FSH

4. w jądrach produkowany jest i uwalniany testosteron

• toksyny biologiczne takie jak toksyny grzybów (np. amatoksyna muchomora sromotnikowego), jady węży i niektóre antybiotyki zawierają D-aminokwasy co utrudnia ich biodegradację i przedłuża toksyczne działanie na organizm

• Proteoliza ATP-niezależna - znaczenie, istota procesu.

• Zachodzi w lizosomach przy udziale lizosomalnych proteaz - katepsyn.

• Dotyczy:

• degradacji białek pozakomórkowych,

• zwiazanych z błoną komorkową

• długozyjacych białek wewnatrzkomorkowych.

• Nie wymaga ubikwitynacji.

Degradacja peptydow krwi zachodzi przez odlaczenie reszty kwasu sjalowego z konca lancucha oligosacharydowego, rozpozanie go przez receptor asjaloglikoproteinowy i wchloniecie do hepatocytu oraz degradacje w lizosomie.

• Proteoliza ATP-zależna - znaczenie, istota procesu.

Zachodzi w cytozolu z udzialem ATP i ubikwityny.

• Dotyczy:

• bialek nieprawidlowych

• krotkozyjacych.

Ulegaja one degradacji w proteasomie.

• Reakcje bialka z ubikwityna przyspiesza N-koncowa reszta kw asparaginowego, argininy; hamuje N-koncowa reszta metioniny, seryny.

• Sekwencje PEST, bogate w proline glutaminian, seryne i treonine wyznaczaja bialka do szybkiego rozpadu.