обм.бел.2 - Учебно-методические комплексы Ташкентской

ТАШКЕНТСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
ЛЕЧЕБНОГО И МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТОВ
Тема лекции: «ОБМЕН ПРОСТЫХ БЕЛКОВ»
для студентов 2 курса лечебного, медико-профилактического факультетов
Рассмотрена и одобрена на
учебно-методическом заседании
кафедры от 28 августа 2006 г.
протокол № 1
Составитель:
проф.Собирова Р.А.
Ташкент - 2006 г.
Рассматриваемые вопросы:
1.Образование аммиака в организме и пути его обезвреживания. Синтез
мочевины и его связь с реакциями трансаминирования.
2.Нарушения выведения аммиака из организма, гипераммонемии, его
последствия и причины.
3.Обмен метионина. Трансметилирование. Роль метионина, фолиевой
кислоты и витамина В12 в реакциях трансметилирования, играющие
центральную роль при синтезе адреналина, креатина, холина, метилировании
урацила в синтезе ДНК и обезвреживании чужеродных веществ, гормонов в
организме.
Пути образования аммиака:
•
•
•
•
•
дезаминирование аминокислот;
обезвреживание биогенных аминов;
дезаминирование пуриновых оснований;
распад пиримидиновых оснований;
дезаминирование амидов аминокислот (аспарагина и глутамина).
МЕХАНИЗМЫ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА (весьма токсичного, особенно для
нервных клеток, продукта):
а) восстановительное аминирование (трансреаминирование);
б) образование амидов аминокислот (АСН и ГЛН);
в) образование аммонийных солей;
г) образование мочевины (основной путь).
а) Восстановительное аминирование- малоэффективный процесс связывания аммиака, так
как для этого необходимы значительные количества -кетоглутарата.
б) Образование аспарагина (АСН) и глутамина (ГЛН) из соответствующих аминокислот
АСП и ГЛУ является процессом получения амидов и протекает путем связывания
аммиака при участии энергии АТФ.
в) образование аммонийных солей является процессом, обратным “б”. АСН и ГЛН
являются транспортными формами аммиака, превращаясь в почках в результате гидролиза
в соли аммония и АСП и ГЛУ, соответственно.
Наиболее эффективным способом обезвреживания аммиака в организме человека
являются превращения с образованием мочевины. Мочевина образуется из аммиака
в результате функционирования орнитинового цикла.
Превращения орнитинового цикла протекают в цитоплазме, в то время как
регенерируется аммиак в матриксе митохондрий. Орнитиновому циклу превращений
предшествует реакция синтеза карбамоилфосфата из аммиака и бикарбонат-иона,
катализируемая ферментом карбамоил-фосфат синтетазой I(на рисунке- КФ-с),
которая не является участником цикла мочевины (орнитинового цикла). Реакция с ее
участием протекает в матриксе митохондрий, аллостерическая регуляция- абсолютная и
осуществляется
N-ацетилглутаминовой
кислотой:
Аммиак пересекает внутреннюю митохондриальную мембрану (ВММ) в составе
аминокислоты цитруллин, в которой он утилизируется при реакции карбамоил-фосфата с
орнитином, поступающим из цитоплазмы. Реакция катализируется ферментом орнитинтранскарбамоил-синтетазой (ОТ-к):
ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ
Цитруллин пересекает митохондриальную мембрану и попадает в цитоплазму, где
протекает большая часть превращений орнитинового цикла:
В сыворотке крови остаточный азот составляет 15-25мМ/л.
Из них:
• 40-50% - азот мочевины,
• 25% - азот аминокислот,
• 8% - эрготионин,
• 4% - мочевая кислота,
• 5% - креатин,
• 2,5% - креатинин,
• 0,5% - индикан и аммиак.
Гипераммонемия:
1. наследственные:
а) Орнитин-карбамоил-трансфераза – гипераммониемия;
б) аргининосукцинатсинтаза – цитруллинурия;
в) аргининосукцинатлиаза – аргининосукцинатурия
2. приобретенный
а) у детей при тяжелых респираторных заболеваниях
б) при циррозе печени
в) при патологии почек
Трансметилирование – перенос метильной группы (СН3) S-аденозилметионина к
акцепторам при участии специфических метилтрансфераз.
Метильная группа S-аденозилметионина используется в следующих реакциях:
• креатина
• холина
• N-метилникотинамида
• адреналина
• метилированных оснований
Источники одноуглеродных атомов:
• бетта углерод серина,
• альфа углерод глицина,
• СН3 группы метионина, холина,
• 2-й углеродный атом индольного кольца триптофана,
• 2-й углеродный атом имидозольного кольца гистидина.
S-аденозилметионин
Синтез креатина:
• На первой стадии в почках при участии фермента глицинамидинотрансферазы образуется гуанидинацетат
• Аргинин +глицин →гуанидинацетат +орнитин
• Вторая
стадия
протекает
в
печени
при
участии
гуанидинацетатметилтрансферазы ферменти иштирокида кечади.
• Третья стадия протекает в мышцах.
• Около 2% креатина в организме превращается в креатинин.
• В мышцах уровень креатина - 25-55 г/кг, в сердечной мышце – 1530 г/кг, в ткане мозга – 10-15 г/кг.
• Креатин выделяется с мочой только у детей, у взрослых за 1 сутки
креатинин выделяется с мочой 4,4-17,6 ммоль/сут.
•
•
Существует определенная связь между мышечной массой и выделением
креатинина.
Наличие в моче креатина и снижение активности креатинфосфокиназы в
мышцах свидетельствуют о развитие дистрофии мышц.
Синтез креатинина
• Около 2% креатина в организме
превращается в креатинин.
• В мышцах уровень креатина - 25-55
г/кг, в сердечной мышце – 15-30 г/кг,
в ткане мозга – 10-15 г/кг.
• Креатин выделяется с мочой только
у детей, у взрослых за 1 сутки
креатинин выделяется с мочой 4,417,6 ммоль/сут.
• Существует определенная связь
между мышечной массой и
выделением креатинина.
• Наличие в моче креатина и
снижение активности
креатинфосфокиназы в мышцах
свидетельствуют о развитие
дистрофии мышц.
Синтез адреналина
• Тирозин → ДОФА → дофамин
→ норадреналин + Sаденозилметионин→
• Адреналин + Sаденозилгомоцистеин
Синтез холина
• серин → этаноламин +3 Sаденозилметионин→холин +
S-аденозилгомоцистеин
Метилирование ДНК
• Перенос метильной группы Sаденозилметионина на специфические
участки ДНК является
распространенной формой модификации
ДНК.
• В молекуле ДНК образуются
метилированные основания: 5метилцитозин, 6-метиладенин.
• Возможно, они являются
специфическими маркерами
генетический копий.
• Реакции трансметилирования играют
важную роль в реакциях
обезвреживания ксенобиотиков,
лекарств и гормонов.
• В результате переноса метильной
группы к аминным, фенольным,
тиольным соединениям образуются N-,
O-, S-метил коньюгаты.