Sinteza aminokiselina

Question 1

Kako možemo podijeliti aminokiseline i zašto?

Answer 1

Svih 20 aminokiselina se sintetizira iz 7 prekursora (oksaloacetat, piruvat, alfa-ketoglutarat, riboza-5-fosfat, 3-fosfoglicerat, fosfoenolpiruvat i eritroza 4-fosfat), koji su međuprodukti ili produkti ciklusa limunske kiseline, puta pentoza fosfata, glikolize i glukoneogeneze pa ih prema zajedničkom metaboličkom prekursoru možemo podijeliti u šest ˝biosintetskih obitelji˝

Question 2

Koje aminokiseline se sintetiziraju u jednom koraku iz odgovarajućeg prekursora?

Answer 2

Aminokiseline koje se sintetiziraju u jednom koraku iz odgovarajuće aminokiseline ili ketokiseline su: alanin, aspartat, gutamat, glutamin, tirozin i asparagin.

Question 3

Kako se sintetizira tirozin? Nacrtaj.

Answer 3

Tirozin se sintetizira hidroksilacijom fenilalanina u reakciji koju katalizira fenilalanin-hidroksilaza.

Question 4

Kako se sintetizira asparagin? Nacrtaj.

Answer 4

Asparagin se sintetizira amidiranjem aspartata u reakciji koju katalizira asparagin sintetaza.

Question 5

Nacrtaj i objasni nastanak prolina i arginina.

Answer 5

Za sintezu prolina i arginina prekursor je glutamat. Prvi korak je sinteza glutaminskog gama-semialdehida preko acil-fosfatnog intermedijera. Nakon toga dolazi do razgranjenja pa da bi nastao arginin, glutaminski semialdehid transaminira se u ornitin koji ulazi u urea ciklus u kojem nastaje arginin. Da bi nastao prolin glutaminski semialdehid se ciklizira(?) i ulazi u reakciju u kojoj nastaje prolin.

Question 6

Kako se sintetizira serin? Nacrtaj.

Answer 6

Serin se sintetizira iz 3-fosfoglicerata u nizu reakcija koje kataliziraju enzimi fosfoglicerat dehidrogenaza, fosfoserin transaminaza i fosfoserin fosfataza.

Question 7

Kako se regulira brzina sinteze aminokiselina?

Answer 7

Brzina sinteze aminokiselina kontrolira se u ovisnosti o potrebi stanice za aminokiselinama, a regulira se količina biosintetskih enzima i/ili njihova aktivnost. Brzina biosintetskih puteva većine aminokiselina je regulirana povratnom inhibicijom enzima (inhibicija povratnom spregom ili retroaktivna inhibicija), u kojoj konačni produkt inhibira odlučujuću reakciju u nizu.

Question 8

Nabroji i opiši neke tipove kontrolnih mehanizama povratnom inhibicijom kod razgranatih biosintetskih puteva.

Answer 8

Kod ˝razgranatih˝ biosintetskih puteva razlikujemo nekoliko tipova kontrolnih mehanizama povratnom inhibicijom:
1. Povratna kontrola u nizu – krajnji produkti inhibiraju reakcije koje vode od točke grananja, a međuprodukt na kojem se biosintetski putevi granaju inhibira prvi zajednički korak cjelokupnog biosintetskog puta.
2. Višestruki enzimi – u slučaju kada prvu reakciju u nizu kataliziraju dva različita enzima, svaki od njih se inhibira jednim od krajnjih produkata biosintetskog puta.
3. Usklađena kontrola – krajnji produkti inhibiraju reakcije koje vode od točke grananja, a prvi zajednički korak se inhibira samo kad su oba krajnja produkta prisutna u visokim koncentracijama.
4. Kumulativna povratna kontrola – svaki konačni produkt djeluje neovisno o ostalim produktima, ali samo djelomično inhibira prvu zajedničku reakciju.

Question 9

Za što još služe aminokiseline osim za sintezu proteina i peptida?

Answer 9

Aminokiseline osim za sintezu proteina i peptida služe i kao preteče za sintezu mnogih važnih biomolekula kao što su: purinske i pirimidinske baze nukleotida; histamin; sfingozin (međuprodukt sinteze sfingolipida); hormoni tiroksin i epinefrin; melanin itd.