際際滷

際際滷Share a Scribd company logo

Metabolizam aminokiselina

Download as PPTX, PDF
Klara Kakuka
Klara Kakuka

reakcije metabolizma aminokiselina, enzimi za varenje aminokiselina, razgradnja proteina

1 of 24
Downloaded 37 times
METABOLIZAM AMINOKISELINA DEAMINACIJA DEKARBOKSILACIJA TRANSAMINACIJA KLARA KAKUKA, prof. hemije MAVANSKA SREDNJA KOLA
PROTEINI U ishrani 転ivotinja, proteini zauzimaju veoma znaajno mesto. Proteolitikom razgradnjom hranom unetih slo転enih peptidnih i proteinskih struktura nastaju aminokiseline, koje nakon resorpcije u probavnom traktu, slu転e za izgradnju mnogih, organizmu neophodnih strukturnih proteina, kao i nekih drugih biolo邸ki va転nih molekula, kao 邸to su enzimi, hormoni itd
Nastajanja slobodnih aminokiselina Drugi proces nastajanja slobodnih aminokiselina odvija se kroz razgradnju tkivnih proteina unutar organizma 転ivotinja. Aminokiseline nastale na ovaj nain takodje imaju ulogu gradivnih jedinica i uestvuju u biosintezi organizmu potrebnih proteina. U organizmu su praktino prisutna dva dimaniki uravnote転ena procesa: proces katabolizma i proces anabolizma.
Razgradnja proteina Razgradnja proteina vr邸i se uz katalitiko delovanje enzima proteaza , koje se, prema mestu nala転enja u organizmu 転ivotinja, dele na: - proteaze probavnog trakta, - ekstracelularne proteaze (nalaze se u krvi i ekstracelularnim tenostima) i - intracelularne proteaze (veinom se nalaze u lisozomima).
Proteaze Prema mestu aktivnog napada na polipeptidnom lancu proteaze se dele na: - endopeptidaze (cepaju proteine na tano odredjenim mestima u sredini lanca) i - egzopeptidaze (cepaju proteinske lance od kraja i to kao kar boksipep tidaze (deluju na karboksilni kraj) i aminopeptidaze (deluje na N-terminalni deo lanca).
Proteaze Za razliku od mnogih drugih enzima, proteaze nisu strogo supstrat specifine i ne deluju specifino na odredjene proteine, ve su usmerene na odredjene veze i strukturne karakteristike polipeptidnog lanca. Tako na primer proteaze pepsin) i tripsin katalitiki deluju na sve proteine, 邸to je izuzetno znaajno u procesima varenja, jer njihovim delovanjem dolazi do denaturacije proteina, koji se lak邸e hidrolizuju do aminokiselinskih jedinica.
Metabolizam aminokiselina
Metabolizam aminokiselina
Proteolitiki enzimi Peptidaze Endopeptidaze i egzopeptidaze Endopeptidaze ili proteaze Serin proteaze Cistein proteaze Aspartat proteaze Metalo-proteaze Egzopeptidaze Karboksipeptidaze Aminopeptidaze Dipeptidaze
Uloga proteolitikih enzima u varenju proteina Varenje u 転elucu Pepsin Varenje u duodenumu Tripsin Himotripsin Elastaza Karboksipeptidaze A i B Varenje u tankom crevu Endopeptidaze Aminopeptidaze Dipeptidaze Himotripsin Elastaza Tripsin
Varenje u 転elucu: Pepsini Enzim: Pepsin A (karboksil-proteaza) Proenzim: Pepsinogen A Aktivatori: Autoaktivacija (pepsinogen, pH < 5) Autokataliza (pepsin) Specifinost (R): R1 R2 Phe CO NHCHCO NHCHCO Tyr
Varenje u tankom crevu: Pankreasni enzimi Enzim: Tripsin (serin-proteaza) Proenzim: Tripsinogen Aktivatori: Enteropeptidaza Tripsin Specifinost (R): Arg Lys
Varenje u tankom crevu Enzim: Himotripsin (serin-proteaza) Proenzim: Himotripsinogen Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Tyr, Trp, Phe, Met, Leu Enzim: Elastaza (serin-proteaza) Proenzim: Proelastaza Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Ala, Gly, Ser
Varenje u tankom crevu Enzim: Karboksipeptidaza A Proenzim: Prokarboksipeptidaza A Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Val, Leu, Ile, Ala Enzim: Karboksipeptidaza B Proenzim: Prokarboksipeptidaza B Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Arg, Lys
Varenje u tankom crevu Endopeptidaze Endopeptidaza 24.11 (hidrofobne aminokiseline) Aminopeptidaze Aminopeptidaza A (kisele aminokiseline) Aminopeptidaza N (neutralne aminokiseline) Leucin-aminopeptidaza Dipeptidaze
Neaktivni prekursor- zimogen Vei broj proteolitikih enzima probavnog trakta nastaje u elijama 転eluca ili pankreasa i to prvo u vidu neaktivnih prekursora zimogena . Zimogeni imaju du転i proteinski lanac od enzima, pa se tek proteolitikim cepanjem tog lanca na tano odredjenom mestu stvara mogunost formiranja aktivnog enzimskog centra, odnosno nastajanje aktivnih proteaza. Na ovaj nain od pepsinogena nastaje pepsin , od tripsinogena tripsin , od himotripsinogena himotripsin itd.
Metaboliki putevi AK Aminokiseline nastale proteolitikom razgradnjom proteinskih i peptidnih lanaca imaju razliite metabolike puteve. Tako na primer aminokiseline uestvuju : - u izgradnji novih proteinskih struktura u tkivima 転ivotinja , - kao metaboliki intermedijeri u biosintetskim reakcijama , pri stvaranju razgradnih aminokiselinskih medjuproizvoda , itd.
Metaboliki putevi AK Ovako nastale jedinice uestvuju u biosintezi ugljenih hidrata (glukoze i glikogena ako potiu iz glukogenih aminokiselina) i masnih kiselina preko aceto S - CoA i acetoacetil - S - CoA (ako potiu iz ketogenih aminokiselina). Aminogrupa, odnosno amonijak izdvojen iz aminokiselina, praktino se prevodi u oblik uree (kod sisara), mokrane kiseline, odnosno njenih soli urata (kod ptica, gmizavca i vodozemaca) ili glutaminsku i alaninsku formu, koje predstavljaju transportni oblik amonijaka putem krvotoka.
Razgradnja aminokiselina Aminokiseline se u organizmu 転ivotinja uglavnom razgrauju reakcijama deaminacije i dekarboksilacije, kao i procesom konane razgradnje tako nastalih medjuproizvoda, do CO2 i H2O. Trei tip reakcija, koje su prisutne u pojedinim fazama razgradnje aminokiselina, su reakcije transaminacije. U toku odvijanja ovih reakcija dolazi do preno邸enja aminogrupe sa jedne aminokiseline (npr. alanina) na ketokiselinu (npr. -ketoglutarat) pri emu nastaje druga aminokiselina (glutamat).
Deaminacija aminokiselina U reakcijama deaminacije azot, koji je vezan u obliku -aminogrupe, se oslobaa u obliku amonijaka. Imajui u vidu da je amonijak i u malim koncentracijama veoma jak elijski otrov, organizam ga posebnim metabolikim procesima prevodi u oblik koji se potom jednostavno uklanja, pri emu se na ovaj nain detoksikuje.
Deaminacija aminokiselina Oksidativna deaminacija - odvija se uz katalitiko delovanje dehidrogenaza, koje naje邸e sadr転e kao koenzimsku grupu FAD. Proces deaminacije poinje dehidrogenovanjem pri emu nastaje iminokiselina, koja u sledeoj reakcionoj fazi daje -ketokiselinu i amonijak. Vodonik koji se izdvaja iz aminokiseline zavr邸ava u respiratornom lancu gde sa kiseonikom daje konaan proizvod vodu. U mitohondrijama svih tkiva nalazi se enzim glutamat dehidrogenaza (GDH), koja prenosi vodonik na NAD+ prema reakciji : Glutamat + NAD+ GDH 留-ketoglutarat + NADH + NH4 +
Dekarboksilacija Drugi reakcioni put razgradnje aminokiselina predstavlja dekarboksilacija pri kojoj uz izdvajanje ugljendioksida iz aminokiseline nastaje primarni amin, ija se strukturna formula izvodi iz formule dekarboksilovane aminokiseline. Ovako nastali amini nazivaju se biogeni amini i imaju izrazito farmakolo邸ko delovanje, a uestvuju i kao znaajni prekursori hormona, koenzima i drugih biolo邸ki va転nih molekula. Histamin koji nastaje dekarboksilacijom histidina, u prisustvu enzima histidin dekarboksilaze pored ostalih efekata, utie stimulatorno na luenje 転eludanog soka
Transaminacija aminokiselina Transaminacija predstavlja reakcioni put u toku koga dolazi do prenosa aminogrupe sa jedne aminokiseline na - ketokiselinu pri emu dolazi do nastajanja neesencijalne aminokiseline. Samim tim ne dolazi do izdvajanja slobodnog amonijaka Ovim procesom praktino se poveava koliina neesencijalnih aminokiselina u organizmu koje intenziviraju biosintezu proteina. U procesu transaminacije glutamat predstavlja osnovnog donora aminogrupe, dok se ketoglutarat pojavljuje kao glavni akceptor amino grupe. Enzimi koji katalizuju reakcije transaminacije naje邸e imaju kao koenzimsku grupu piridoksalfosfat ija aldehidna grupa ima veoma bitnu ulogu u procesu prenosa aminogrupe.
Transaminacija aminokiselina

More Related Content

Metabolizam aminokiselina

  • 2. PROTEINI U ishrani 転ivotinja, proteini zauzimaju veoma znaajno mesto. Proteolitikom razgradnjom hranom unetih slo転enih peptidnih i proteinskih struktura nastaju aminokiseline, koje nakon resorpcije u probavnom traktu, slu転e za izgradnju mnogih, organizmu neophodnih strukturnih proteina, kao i nekih drugih biolo邸ki va転nih molekula, kao 邸to su enzimi, hormoni itd
  • 3. Nastajanja slobodnih aminokiselina Drugi proces nastajanja slobodnih aminokiselina odvija se kroz razgradnju tkivnih proteina unutar organizma 転ivotinja. Aminokiseline nastale na ovaj nain takodje imaju ulogu gradivnih jedinica i uestvuju u biosintezi organizmu potrebnih proteina. U organizmu su praktino prisutna dva dimaniki uravnote転ena procesa: proces katabolizma i proces anabolizma.
  • 4. Razgradnja proteina Razgradnja proteina vr邸i se uz katalitiko delovanje enzima proteaza , koje se, prema mestu nala転enja u organizmu 転ivotinja, dele na: - proteaze probavnog trakta, - ekstracelularne proteaze (nalaze se u krvi i ekstracelularnim tenostima) i - intracelularne proteaze (veinom se nalaze u lisozomima).
  • 5. Proteaze Prema mestu aktivnog napada na polipeptidnom lancu proteaze se dele na: - endopeptidaze (cepaju proteine na tano odredjenim mestima u sredini lanca) i - egzopeptidaze (cepaju proteinske lance od kraja i to kao kar boksipep tidaze (deluju na karboksilni kraj) i aminopeptidaze (deluje na N-terminalni deo lanca).
  • 6. Proteaze Za razliku od mnogih drugih enzima, proteaze nisu strogo supstrat specifine i ne deluju specifino na odredjene proteine, ve su usmerene na odredjene veze i strukturne karakteristike polipeptidnog lanca. Tako na primer proteaze pepsin) i tripsin katalitiki deluju na sve proteine, 邸to je izuzetno znaajno u procesima varenja, jer njihovim delovanjem dolazi do denaturacije proteina, koji se lak邸e hidrolizuju do aminokiselinskih jedinica.
  • 9. Proteolitiki enzimi Peptidaze Endopeptidaze i egzopeptidaze Endopeptidaze ili proteaze Serin proteaze Cistein proteaze Aspartat proteaze Metalo-proteaze Egzopeptidaze Karboksipeptidaze Aminopeptidaze Dipeptidaze
  • 10. Uloga proteolitikih enzima u varenju proteina Varenje u 転elucu Pepsin Varenje u duodenumu Tripsin Himotripsin Elastaza Karboksipeptidaze A i B Varenje u tankom crevu Endopeptidaze Aminopeptidaze Dipeptidaze Himotripsin Elastaza Tripsin
  • 11. Varenje u 転elucu: Pepsini Enzim: Pepsin A (karboksil-proteaza) Proenzim: Pepsinogen A Aktivatori: Autoaktivacija (pepsinogen, pH < 5) Autokataliza (pepsin) Specifinost (R): R1 R2 Phe CO NHCHCO NHCHCO Tyr
  • 12. Varenje u tankom crevu: Pankreasni enzimi Enzim: Tripsin (serin-proteaza) Proenzim: Tripsinogen Aktivatori: Enteropeptidaza Tripsin Specifinost (R): Arg Lys
  • 13. Varenje u tankom crevu Enzim: Himotripsin (serin-proteaza) Proenzim: Himotripsinogen Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Tyr, Trp, Phe, Met, Leu Enzim: Elastaza (serin-proteaza) Proenzim: Proelastaza Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Ala, Gly, Ser
  • 14. Varenje u tankom crevu Enzim: Karboksipeptidaza A Proenzim: Prokarboksipeptidaza A Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Val, Leu, Ile, Ala Enzim: Karboksipeptidaza B Proenzim: Prokarboksipeptidaza B Aktivator: Tripsin Specifinost (R): Arg, Lys
  • 15. Varenje u tankom crevu Endopeptidaze Endopeptidaza 24.11 (hidrofobne aminokiseline) Aminopeptidaze Aminopeptidaza A (kisele aminokiseline) Aminopeptidaza N (neutralne aminokiseline) Leucin-aminopeptidaza Dipeptidaze
  • 16. Neaktivni prekursor- zimogen Vei broj proteolitikih enzima probavnog trakta nastaje u elijama 転eluca ili pankreasa i to prvo u vidu neaktivnih prekursora zimogena . Zimogeni imaju du転i proteinski lanac od enzima, pa se tek proteolitikim cepanjem tog lanca na tano odredjenom mestu stvara mogunost formiranja aktivnog enzimskog centra, odnosno nastajanje aktivnih proteaza. Na ovaj nain od pepsinogena nastaje pepsin , od tripsinogena tripsin , od himotripsinogena himotripsin itd.
  • 17. Metaboliki putevi AK Aminokiseline nastale proteolitikom razgradnjom proteinskih i peptidnih lanaca imaju razliite metabolike puteve. Tako na primer aminokiseline uestvuju : - u izgradnji novih proteinskih struktura u tkivima 転ivotinja , - kao metaboliki intermedijeri u biosintetskim reakcijama , pri stvaranju razgradnih aminokiselinskih medjuproizvoda , itd.
  • 18. Metaboliki putevi AK Ovako nastale jedinice uestvuju u biosintezi ugljenih hidrata (glukoze i glikogena ako potiu iz glukogenih aminokiselina) i masnih kiselina preko aceto S - CoA i acetoacetil - S - CoA (ako potiu iz ketogenih aminokiselina). Aminogrupa, odnosno amonijak izdvojen iz aminokiselina, praktino se prevodi u oblik uree (kod sisara), mokrane kiseline, odnosno njenih soli urata (kod ptica, gmizavca i vodozemaca) ili glutaminsku i alaninsku formu, koje predstavljaju transportni oblik amonijaka putem krvotoka.
  • 19. Razgradnja aminokiselina Aminokiseline se u organizmu 転ivotinja uglavnom razgrauju reakcijama deaminacije i dekarboksilacije, kao i procesom konane razgradnje tako nastalih medjuproizvoda, do CO2 i H2O. Trei tip reakcija, koje su prisutne u pojedinim fazama razgradnje aminokiselina, su reakcije transaminacije. U toku odvijanja ovih reakcija dolazi do preno邸enja aminogrupe sa jedne aminokiseline (npr. alanina) na ketokiselinu (npr. -ketoglutarat) pri emu nastaje druga aminokiselina (glutamat).
  • 20. Deaminacija aminokiselina U reakcijama deaminacije azot, koji je vezan u obliku -aminogrupe, se oslobaa u obliku amonijaka. Imajui u vidu da je amonijak i u malim koncentracijama veoma jak elijski otrov, organizam ga posebnim metabolikim procesima prevodi u oblik koji se potom jednostavno uklanja, pri emu se na ovaj nain detoksikuje.
  • 21. Deaminacija aminokiselina Oksidativna deaminacija - odvija se uz katalitiko delovanje dehidrogenaza, koje naje邸e sadr転e kao koenzimsku grupu FAD. Proces deaminacije poinje dehidrogenovanjem pri emu nastaje iminokiselina, koja u sledeoj reakcionoj fazi daje -ketokiselinu i amonijak. Vodonik koji se izdvaja iz aminokiseline zavr邸ava u respiratornom lancu gde sa kiseonikom daje konaan proizvod vodu. U mitohondrijama svih tkiva nalazi se enzim glutamat dehidrogenaza (GDH), koja prenosi vodonik na NAD+ prema reakciji : Glutamat + NAD+ GDH 留-ketoglutarat + NADH + NH4 +
  • 22. Dekarboksilacija Drugi reakcioni put razgradnje aminokiselina predstavlja dekarboksilacija pri kojoj uz izdvajanje ugljendioksida iz aminokiseline nastaje primarni amin, ija se strukturna formula izvodi iz formule dekarboksilovane aminokiseline. Ovako nastali amini nazivaju se biogeni amini i imaju izrazito farmakolo邸ko delovanje, a uestvuju i kao znaajni prekursori hormona, koenzima i drugih biolo邸ki va転nih molekula. Histamin koji nastaje dekarboksilacijom histidina, u prisustvu enzima histidin dekarboksilaze pored ostalih efekata, utie stimulatorno na luenje 転eludanog soka
  • 23. Transaminacija aminokiselina Transaminacija predstavlja reakcioni put u toku koga dolazi do prenosa aminogrupe sa jedne aminokiseline na - ketokiselinu pri emu dolazi do nastajanja neesencijalne aminokiseline. Samim tim ne dolazi do izdvajanja slobodnog amonijaka Ovim procesom praktino se poveava koliina neesencijalnih aminokiselina u organizmu koje intenziviraju biosintezu proteina. U procesu transaminacije glutamat predstavlja osnovnog donora aminogrupe, dok se ketoglutarat pojavljuje kao glavni akceptor amino grupe. Enzimi koji katalizuju reakcije transaminacije naje邸e imaju kao koenzimsku grupu piridoksalfosfat ija aldehidna grupa ima veoma bitnu ulogu u procesu prenosa aminogrupe.