Aminosäure SW Flashcards
Nenne zelluläre Aufgaben von AS
- Bausteine von Peptiden/Proteinen & anderen Biomoleküle (Serin in Lipiden)
- Substrate des Energie SW (Glutamin für Leukocyten & Enterocyten)
- Vorläufer von Glucose (glucogene AS
- Vorläufer von Lipiden (ketogene AS)
- Biosynthese von Nukleotiden, Aminozucker & Häm (Glycin, Glutamin, Aspartat)
- Transportmoleküle für Aminogruppen (Alanin, Glutamin)
- Signalstoffe & Neurotransmitter ( Glutamat, Glutamin, Aspartat, Tyrosin, Tryptophan)
- Antioxidantien (Glycin, Cystein, Glutamat in Glutathion)
Welche AS gehören zu den Nicht-essentiellen?
- Alanin
- Aspartat
- Glutamat
- Serin
Welche AS gehören zu den bedingt essentiellen?
- Asparagin
- Arginin
- Cystein
- Glutamin
- Glycin
- Prolin
- Tyrosin
Welche AS gehören zu den essentiellen?
- Histidin
- Isoleucin
- Leucin
- Lysin
- Methionin
- Phenylalanin
- Threonin
- Tryptophan
- Valin
Wo spielt Pyridoxalphosphat eine Rolle im AS SW?
- Transaminierung
- Decarboxylierung
- Racemisierung
- Eliminerung
Was genau macht Pyridoxalphosphat?
1) kovalente Bindung an e-Aminogruppe von Lys
2) Verdrängung von Lys durch a-Aminogruppe des AS-Substrats
3) Deprotonierung des a-C-Atoms & Delokalisation der Ladung über chinoide Form
4) weitere Ablauf abhängig vom Reaktionstyp
Transaminierung
= Austausch der Aminogruppe zwischen Aminosäure & a-Ketosäure bei dem eine neue AS & neue a-Ketosäure entsteht
= reversible
Welche 2 wichtigsten Transaminierungen gibt es?
1) Aspartat-Aminotransferase (=AST)
a-Ketoglutarat + Aspartat = Glutamat + Oxalacetat
2) Alanin-Aminotransferase (=ALT)
a-Ketoglutarat + Alanin = Glutamat + Pyruvat
Erkläre kurz die zentralen Schritte der Transaminierung
1) Umlagerung der chinoide Form in ein Ketamin
2) Hydrolytische Spaltung der alternativen Schiffbasen
3) Umkehr der Schritte nach Bindung der a-Ketosäure als Schiffbase
Desaminierung
= chemische Abspaltung einer Aminogruppe
= erster Schritt beim Abbau von AS
Nenne die unterschiedlichen Formen der Desaminierung
- Dehydrierende Desaminierung (Glu)
- Hydrolytische Desaminierung (Gln, Asn)
- Eliminierende Desaminierung (Ser, Thr)
- Indirekte Desaminierung über den Purinnukleotid-Zyklus & Harnstoffzyklus (Asp)
- O2-abhängige oxidative Desaminierung (AS & biogene Amine)
Erkläre die oxidative Desaminierung
= aus einer Aminosäure entsteht eine α-Ketosäure, freier Ammoniak und coenzymgebundener Wasserstoff durch 2 Elektronentransfer & H2O Zugabe
Durch welche 2 Enzymen kann die oxidative Desaminierung katalysiert werden?
- Aminosäureoxidase (Leber, Niere)
-> Reoxidation der Redox-Cofaktoren FADH2 oder FMNH2 mit O2 unter Bildung von H2O2 - Monoaminoxidasen (MAO)
-> Membranprotein der inneren MT-Membran
-> FAD als Cofaktor
-> Abbau von biogene AS
Welchen Zweck hat Monoaminoxidase (MAO) in der neurologischen Anwendung?
- Selektive MAO-A-Hemmstoffe gegen Depression
- Selektive MAO-B-Hemmstoffe gegen Parkinson
Decarboxylierung
= Spaltung einer Carbonylgruppe zur Synthese von biogenen Aminen
-> PALP-abhängige Decarboxylasen
gebildetes Amin aus Arginin?
Agmatin
gebildetes Amin aus Aspartat?
ß-Alanin
gebildetes Amin aus Cystein?
Cysteamin
gebildetes Amin aus Glutamat?
y-Aminobutyrat
gebildetes Amin aus Histidin?
Histamin
gebildetes Amin aus Lysin?
Cadaverin
gebildetes Amin aus Methionin?
decarboxyliertes S-Adenosylmethionin
gebildetes Amin aus Ornithin?
Putrescin
gebildetes Amin aus Serin?
Ethanolamin
gebildetes Amin aus Tryptophan?
Tryptamin
gebildetes Amin aus Tyrosin?
Tyramin
Welche AS sind ketogene AS?
- Leucin
- Lysin
Welche AS sind ketogen & glucogen?
- Isoleucin
- Phenylalanin
- Tyrosin
- Tryptophan
Welche Gemeinsamkeit haben AS bei ihren Abbau?
- Startsequenz beginnend mit Transaminierung oder Desaminierung zur a-Ketosäure
- Dehydrierende Decarboxylierung
- Folgereaktion aus Oxidationsschritt, Hydratisierung, Carboxylierung, Decarboxylierung
Erkläre kurz die einzelnen Schritte der systemischer AS-SW
1) Gln & Ala als nicht-toxische NH3 Transportform im Blut
2) in Leber Freisetzung von NH3 & Umwandlung NH3 in Harnstoff oder Gluconeogenese aus Ala
3) in Niere Freisetzung von NH3 aus Gln zur Neutralisation sauren Urins
4) Cori-Zyklus & Alanin-Zyklus
Hyperammoniämie
= Störung des Aminosäurestoffwechsels/ Harnstoffzyklus -> Anstieg der NH4+/NH3 -> Neurotoxizität
-> Gleichgewicht liegt bei pH 7,4
-> Benzoat & Phenylacetat bilden in Leber Konjuagte mit Glycin & Glutamin -> Unterbindung der Rückresorption der AS über Niere
Was sind die möglichen Ursachen der Neurotoxizität von NH3?
- Verarmung der Zellen an Glutamat & a-Ketoglutarat
- Energiemangel durch Hemmung der Atmungskette
- Erhöhte Permeabilität der inneren MT-Membran -> Anschwellen der MT -> oxidativer Stress
- Störungen in der Signalweiterleitung
Wie wird CPS 1 (Carbamylphosphat-Synthetase 1) im Harnstoffzyklus reguliert?
- geschwindigkeitsbestimmend
- allosterische Aktivierung durch N-Acetylglutamat & Arg
- inaktivierende Acetylierung des Enzyms
Woher kommt das mitochondriale NH4+ im Harnstoffzyklus?
- Glutaminase (Glutamin -> Glutamat)
- Import von NH4+
Woher kommt das cytosolische Aspartat im Harnstoffzyklus?
1) cytosolische Alanin-Aminotransferase (ALT)
2) Import von Glutamat & Pyruvat ins MT
3) Pyruvatcarboxylase
4) Asparat-Aminotransferase (AST)
5) Export von Aspartat
Was macht das Stickstoffmonoxid?
= kurzlebiges, gasförmiges Radikal
- Signalfunktion als Aktivator der Guanylatzyklase -> Blutgefäßerweiterung, Neurotransmitter, Immunomodulation
Was entsteht beim Abbau von Cystein?
2/3 Pyruvat
1/3 Taurin
Taurin
- häufigste freie AS in Muskulatur, Gehirn & Leukocyten
- Baustein von Gallensäuren
- Cytoprotektive & osmolytische Wirkung
Wie wird Glutathion synthetisiert?
1) unter ATP-Verbrauch aus L-Cystein & Glutaminsäure entsteht y-Glutamylcystein
2) unter ATP-Verbrauch wird Glycin dazu addiert -> Glutathion (GSH)
Wie kann Tyrosin synthetisiert werden?
Hydroxylierung von Phenylalanin zur Tyrosin über Enzym Phenylalanin-Hydroxylase
-> Regeneration von Tetrahydrobiopterin (Redox-Cofaktor) über Dihydropteridin-Reduktase
Phenylketonurie
- genetischer Defekt im AS-SW
- fehlende Aktivität der Phenylalanin-Hydroxylase
- Tyrosin als essentielle AS
- geistige Retardierung, neurologische Ausfälle
Biosynthese der Katecholamine
1) Tyrosin als Vorstufe
2) 4-Hydroxylierung & Decarboxylierung -> Dopamin
3) Alpha-Hydroxylierung -> Noradrenalin
4) N-Methylierung -> Adrenalin
Wie wird Serotonin synthetisiert?
1) ausgehend von Tryptophan
2) 5-Hydroxylierung & Decarboxylierung
3) Gewebshormon & Neurotransmitter
Wie wird Melatonin synthetisiert?
1) ausgehend von Serotonin
2) N-Acetylierung & O-Methylierung
3) Regulator des circadianen Rhythmus
Wie wird Histamin synthetisiert?
Decarboxylierung von Histidin zu Histamin durch Histidin-Decarboxylase oder L-Aminosäuredecarboxylase
Wie wird Histamin abbgebaut?
1) Oxidative Desaminierung durch eine Diaminoxidase -> Imidazolacetaldehyd
2) Aldehyd-Dehydrogenase -> Imidazolacetat
Antihistaminika
zur Behandlung von allergischen Reaktionen & Magengeschwüren
