Biosinteza AK Flashcards
Iz katerih snovi telo sintetizira neesencialne AK? Po koliko AK?
Devet izmed enajstih neesencialnih aminokislin lahko sintetiziramo iz glukoze in dušika, dve pa le iz esencialnih aminokislin – tirozin (iz fenilalanina) in cistein (iz metionina + serina)
Kaj potrebujemo za sintezo AK?
Za sintezo aminokislin torej potrebujemo vir C-skeleta (npr. glukoza, piruvat, intermediati citratnega cikla in glikolize) ter dušik (iz drugih aminokislin ali amonijaka)
Kaj se mora zgoditi z dušikom pred uporabo v telesu? Kako?
reducirati se mora v amonijev ion
To počnejo nekatere bakterije, ki lahko atmosferski dušik fiksirajo v obliki amonijaka z nitrogenaznim kompleksom. Fiksacija dušika je energijsko potraten proces
Kako dobimo večino N za sintezo AK?
s transaminacijo preko glutamata
nastanek glutamata s postopkom, ki ni transaminacija (kaj je potrebno)
Glutamat nastane iz α-ketoglutarata z encimom glutamat dehidrogenaza, ki lahko veže dušik v obliki amonijevega iona direktno na substrat. Za sintezo glutamata se porablja energija NADH oziroma NADPH
Kateri AK nastaneta s transaminacijo z glutamatom?
alanin in aspartat
reakcija nastanka alanina
piruvat + glutamat → alanin + α-ketoglutarat, reakcijo katalizira alanin aminotransferaza
reakcija nastanka aspratata
oksaloacetat + glutamat → aspartat + α-ketoglutarat, reakcijo katalizira aspartat aminotransferaza
reakcija glutamina iz glutamata
katalizira glutamin sintetaza. V reakcijo vstopa amonijev ion, porablja pa se energija ATP, amonijak vstopa direktno
Sinteza poteče v dveh stopnjah. Najprej nastane γ-Glu-fosfat, ki nato reagira z amonijevim ionom da dobimo glutamin
reakcija asparagina iz aspartata?
katalizira asparagin sintetaza. Porablja se energija ATP, dušik donira glutamin
Kako je reguliran nastanek glutamina?
alosterično. Pretvorbo inhibirajo: Gly, Ala, His, Trp, CTP, AMP, karbamoilfosfat in glukozamin-6-fosfat. Aktivnost encima zmanjša adenilacija z adenililtransferazo
sinteza prolina iz glutamata
glutamat se najprej fosforilira, nato pa pretvori v glutamat semialdehid, ki spontano ciklizira. Redukcija cikličnega intermediata da prolin
sinteza arginina iz glutamata
preko glutamat semialdehida, ki transaminira, da dobimo ornitin
Arginin iz ornitina nato nastane v reakcijah cikla uree, vendar pa so količine arginina, ki na ta način nastane, nizke
V katerih celicah poteka najpogosteje poteka nastanek ornitina? S katerim encimom?
Nastanek ornitina z ornitin aminotransferazo teče v največji meri v epitelijskih celicah tankega črevesja.
Kdaj je arginin esencialna AK?
Med rastjo, saj ga potrebujemo več za sintezo proteinov
sinteza serina
kje največ poteka?
v katere AK se lahko pretvarja?
3-fosfoglicerat se s 3-fosfoglicerat dehidrogeanzo pretvori v 3-fosfohidroksipiruvat, gre za oksidacijo, kjer redukcijske ekvivalente prejme NAD+. 3-fosfohidroksipiruvat se nato transaminira z glutamatom v 3-fosfoserin (fosfoserin aminotransferaza), ta pa se s fosfoserin fosfatazo pretvori v serin (odcepi se anorganski fosfat). Serin se sintetizira predvsem v jetrih in ledvicah
Iz serina nato nastajata še glicin in cistein (skupaj z metioninom)
sinteza glicina
Glicin nastaja predvsem iz serina, v manjši meri pa tudi iz treonina s treonin aldolazo.
Reakcija pretvorbe serina v glicin je reverzibilna reakcija, ki pa potrebuje FH4 in PLP. Serin se v glicin pretvori v eni stopnji, (serin hidroksimetiltransferaza): odcepitev –CH2OH, ogljikov atom se prenese na FH4, da dobimo metilen-FH4, -OH skupina pa se pretvori v vodo.
Glicin lahko nastane tudi z glicin sintazo v jetrih vretenčarjev. Glicin sintaza sintetizira glicin iz CO2, NH4+, metilen-FH4 in NADH
sinteza cisteina
Biosinteza cisteina poteka iz homocisteina, ki nastane iz SAM (S-adenozilmetionina). Homocistein se združi s serinom v cistation v reakciji, ki jo katalizira cistation β-sintaza, kofaktor pa je PLP. Cistation se nato razcepi na α-ketobutirat in cistein, reakcijo katalizira cistation γ-liaza, kofaktor pa je zopet PLP. Pri razcepu cistationa nastaja amonijak
Ogljikov skelet za sintezo cisteina da serin, žveplov atom pa prispeva metionin preko homocisteina. α-ketobutirat, ki nastane pri cepitvi, se pretvori v sukcinil-CoA
inhibitroji Cistation β-sintaze
inhibirana s cisteinom – produktna inhibicija
Kako se AK prenašajo po telesu?
proste ali vezane na albumin
Koncentracije katerih AK so najvišje? Zakaj?
V najvišjih koncentracijah se v serumu nahajajo aminokisline glicin, alanin in glutamin, saj so uporabne kot vir C-skeleta za aminokisline in ogljikovehidrate, prav tako pa so uporabne za prenos dušika med tkivi
glavno mesto nadzora metabolizma AK
jetra, z izjemo BCAA, ki se večinoma metabolizirajo v mišicah
Kako je uravnavan metabolitem esencialnih in kako neesencialnih AK?
Katabolizem esencialnih AK je uravnavan encimsko – esencialne aminokisline se razgradijo z encimi, ki se inducirajo nad določeno koncentracijo, neesencialne pa se razgrajujejo z neinduciranimi encimi
hormonska uravnava metabolizma AK z inzulinom
Inzulin, ki se sprošča v visokoenergetskem stanju, spodbuja proteinsko sintezo (preko mTOR kinaze), hkrati pa poveča transport BCAA in glutamina ter poveča privzem aminokislin v mišicah. Sproščanje inzulina stimulirajo aminokisline (poleg visokih koncentracij glukoze). Inzulinu podobno deluje rastni hormon
hormonska uravnava metabolizma AK z glukagonom
poveča proteinsko razgradnjo in poveča privzem aminokislin v jetrih, ki se usmerjajo v glukoneogenezo. Poveča se tudi hitrost cikla uree, saj se poveča katabolizem aminokislin in s tem produkcija amonijaka. Podobno kot glukagon delujejo tudi adrenalin, glukokortikoidi in ščitnični hormoni
