Aminosyrametabolism Flashcards
Vad är aminosyrans generella struktur?
Ett alfakol som är kopplat till ett väte, en aminogrupp, en karboxylgrupp och sedan en sidokedja.
Hur ser den enklaste aminosyran ut och vilken är det?
Sidokedjan R är ett väte och denna heter glycin.
Hur många aminosyror finns i en människas cell?
Det är en definitionsfråga. Det finns 20 som ingår i proteiner då det finns 20 tRNA som är speciella för en särskild aminosyra. I cellen som sådan finns dock fler som aldrig kommer ingå i en proteinkedja.
Vad är aminosyrapoolen?
Alla de aminosyror som finns fria i cellen som kan användas vidare till antingen anabolism eller total nedbrytning.
Hur stor procent av nedbrutna aminosyror går till att bygga upp nya proteiner?
90 %.
Vilka tre källor finns till aminosyrapolen?
- Kroppens proteiner, 400g/dag
- Dietärt protein, 100g/dag
- Nysyntes av icke essentiella aminosyror (minsta delen)
Vad används aminosyrapolen till?
- Bygga upp nya protein (majoriteten)
- Syntes av andra molekyler, ex DNA, RNA, hormoner och neurotransmittorer
- Vidare katabolism till CO2, glykogen eller ketonkroppar
Varför är aminosyror inte ett bra substrat för ATP-utvinning?
Det krävs mycket energi för att bryta ner en aminosyra fullständigt och det är därför ogynnsamt för kroppen att använda aminosyror som energisubstrat.
Hur fungerar ubikvitin och proteasomer?
Proteasomer har tre delar som alla är uppbyggda av olika protein - en industri - med ett så kallat avlopp i mitten. Då ett protein ska spjälkas kommer denna att först taggas med ubikvitin för att gå in i avloppet i proteasomer vilka därmed kommer att aktiveras. Längst ner i i kanalen sitter proteaser som kommer att klyva proteiner till aminosyror.
Det finns i cytoplasman eller kärnan, fungerar vid ett pH runt 7 och är extremt reglerat för att inte börja bryta ner andra proteiner i cellen.
Hur fungerar proteinkatabolismen i lysosomer?
Proteiner antingen från cellmembranet eller cytoplasman kommer att internaliseras i lysosomen genom endocytos så att en endosom bildas för att sedan bli gå in i lysosomen. I denna är pH väldigt lågt, runt 4, och har många olika lysosomala enzymer såsom proteaser. Eftersom dessa inte är lika reglerade med ubikvitin som proteasomer så skyddas lysosomen istället med ett membran så att inte andra proteiner i cellen börjar degraderas.
Hur sker nedbrytningen av proteiner från kosten i tarmen?
Det krävs många olika proteaser då de är specifika för en särskild aminosyra i kedjan. Dessa utsöndras som pro-enzym för att inte börja bryta ner proteiner i epitelet. Trypsin kommer att vidare aktivera pro-enzymer, tillsammans med pepsin.
Vilka är några exempel på enzymer som spjälkar proteiner i mag-tarmkanalen?
Pepsin, trypsin, chyotrypsin, elastas, carboxypeptidas A/B
Vid vilket pH är pepsin aktivt?
pH 2-4
Om en aminosyra skulle fortsätta kataboliseras helt, vad skulle slutprodukten vara?
- Glukos/glykogen
- CO2
- Ketonkroppar, fettsyror, steroider
Vad kallas den första reaktionen i aminosyrakatabolism och vilken enzymklass katalyserar reaktionen?
Transaminering, som katalyseras av aminotransferaser
Hur sker transaminering?
Aminogruppen kommer att flytta till alfaketoglutarat så att en alfa-ketosyra och glutamat. Vilken alfa-ketosyra som bildas beror på viken aminosyra som ingick i reaktionen.
Vad inhiberar transaminering?
Pyridoxalfosfat
Vilka är två viktiga aminotransferaser?
- Alaninaminotransferas (ALT) där pyruvat bildas
* Aspartataminotransferas (AST) där aspartat bildas
Hur kan nivåer av AST och ALT användas kliniskt?
Vid leversjukdom eller hjärtinfarkt kan celler dö och då läcka ut dessa till blodet. Det blir då en markör för hur stor skadan i vävnaden är.
Vilka två aminosyror genomgår inte transaminering och vad händer i stället?
Lysin och threonin, vilka genomgår deaminering
Hur sker oxidativ deaminering?
Glutamat + NAD+ –> alfa-ketoglutarat + NADH + NH3
•Reaktionen katalyseras av glutamatdehydrogenas
• Reaktionen är reversibel. Reaktionen mot alfaketoglutarat stimuleras av protein och ADP samt inhiberas av GTP. Den motsatta reaktionen stimuleras vid fasta/svält samt vissa sjukdomar. NAPH fungerar som koenzym i den motsatta.
Ge två exempel då oxidativ deaminering sker och dess konsekvenser.
Kakexi (utmärgling) och vid hungerstrejker. Till slut finns inte tillräckligt med muskler för att kunna andas.
Vilka transportvägar finns för ammoniak?
- Universell transportering mha glutamat binds till glutamin - via glutaminsyntas som kräver ATP - som sedan kommer att cirkulera i blodet till hepatocyterna. På grund av att glutamat har två karboxylgrupper och ett extra syre har den svårt att gå igenom membran. I levern finns glutaminas som omvandlar glutamin tillbaka till glutamat. Ammoniak som har bildats kommer att gå in i ureacykeln.
- Muskelspecifik transport sker istället via alanin. Alaninaminotransferas bildar alanin av glutamat och pyruvat. Skälet till att denna process är fördelaktig i muskler är att den motsvarande alfa-ketosyran till alanin är pyruvat, vilken kan gå in i glukoneogenesen i levern. Glukosen kan sedan skickas tillbaka till muskeln och bilda ATP.
Varför är det viktigt att ammoniak från aminosyrametabolismen transporteras bort?
Fri ammoniak är hälsofarlig då den kan gå in till hjärnan och orsaka skada. Därför fraktas de till levern och oskadliggörs.
Vad är den generella formeln för ureacykel?
Asp + NH3 + CO3 + 3 ATP —> O=C(NH2)2 + fumarat + 2 ADP + AMP + 2Pi + PPi + 3H2O
Hur går ureacykelns alla steg?
Start i mitokondrie:
• 2 ATP, ammoniak och 2 ATP bildar karbamoylfosfat genom carbamoylfosfatsyntas I
•Karbamoylfosfat reagerar med L- ornitin så att L-citrullin samt Pi.
• L-citrullin transporteras ut ur mitokondrien till cytosolen
• L-aspartat (från transaminering av glutamat) ger en ytterligare aminogrupp till L-citrullin så att argininosuccinat bildas. Reaktionen kräver två energirika bindningar genom ATP–> AMP + PPi. Katalyseras av arganinosuccinatsyntas.
•Från argininosuccinat spjälkas fumarat och L-arginin bildas. Katalyseras av aminosuccinatlyas
•Urea spjälkas från L-arginin samt ett H2O tillkommer. Ornitin tillbakabildas och transporteras tillbaka in i mitokondrien.
Vart går den bildade urean från ureacykeln?
Går till urin och tarm.
Vad är ureas?
Ett enzym i tarmen som bryter ner urea till fri ammoniak och kolsyra.
Vilka är de “unika” aminosyrorna som ingår i ureacykeln?
Citrullin och ornitin
Varför kan ureacykeln endast ske i levern?
Arginas som bildar urea finns endast här.
Vad är hyperammonemia?
Koncentrationen av ammoniak är högre än det normala, 5-50uM
Hur hög kan ammoniakkoncentrationen bli vid leverbesvär?
Upp mot 1mM
Vilka är de ketogena aminosyrorna?
Essentiella: leucin och lysin
Vilka är de glucoketogena aminosyrorna och vad utmärker dem?
De här väldigt stora sidokedjor.
• Icke-essentiella: tyrosin
• Essentiella: isoleucin, fenylalanin, tryptofan
Vilka är de glukogena aminosyrorna?
- Icke-essentiella: alanin, arginin, aspargin, aspartat, cystein, glutamat, glutamin, glycin, prolin, serin
- Essentiella: histidin, metionin, threonin, valin
Var går de glukogena aminosyrorna in i metabolismen?
Till pyruvat eller intermediärer i citronsyracykeln - där de kan användas som substrat till att bilda glukos.
Var går de ketogena aminosyrorna in i metabolismen?
Till acetyl-CoA eller acetoacetyl CoA - där de kan användas som substrat för ketonkroppar.
Vilka aminosyror kan bli pyruvat?
Alanin, cystein, glycin, serin, threonin och tryptofan
Vilka aminosyror kan bli alfa-ketoglutarat?
Arginin, glutamat, glutamin, histidin och prolin.
Vilka aminosyror kan bli succinyl-CoA?
Isoleucin, methionin och valin
Vilka aminosyror kan bli fumarat?
Aspartat, fenylalanin och tyrosin
Vilkak aminosyror kan bli oxaloacetat?
Aspargin och aspartat
Vilka aminosyror kan bli acetyl-CoA?
Isoleucin, leucin och tryptofan
Vilka aminosyror kan bli acetoacetyl-CoA?
Leucin, lysin, fenylalanin, tryptofan och tyrosin
Ge ett exempel på hur katabolism sker till oxaloacetat?
Aspargin + H2O –> aspartat + NH3
• Asparginas
Aspartat + alfa-ketoglutarat –> oxaloacetat + glutamat
• Aspartataminotransferas