Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Amino asitlerin Karbon İskeletinin Katabolizması Prof Dr A Binnur Erbağcı Gaziantep Üniversitesi Tıbbi Biyokimya AD.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Amino asitlerin Karbon İskeletinin Katabolizması Prof Dr A Binnur Erbağcı Gaziantep Üniversitesi Tıbbi Biyokimya AD."— Sunum transkripti:

1

2 Amino asitlerin Karbon İskeletinin Katabolizması Prof Dr A Binnur Erbağcı Gaziantep Üniversitesi Tıbbi Biyokimya AD

3 Protein katabolizması C ve H N ve H CO 2 ve H 2 O amonyak (toksik) endergonik üre (toksik değil)

4 Yeni doku ve kan proteinlerinin sentezi esansiyel olmayan aa Diğer azotlu bileşikler Enerji üretimi Beslenme Sindirim Ince barsaktan emilim Doku ve kan Proteinlerin in yıkımı Esansiyel olmayan aminoasitlerin biyosentezi amino asit havuzu Glukoneogenez ve lipogenez

5 Amino asitlerin karbon iskeletinin katabolizması 1.Sentez/ yıkım reaksiyonları farklı olabildiği için ayrı düzenlenebilirler. 2.Bireyin fizyolojik durumu karbon iskeletinin akıbetini belirler Açlık: Karaciğer – C iskeletleri glukoz, keton cisimleri veya CO 2 Tokluk: Glikojen ve TAG’e dönüşerek depo edilirler. Karaciğer tüm aa metabolizma enzimlerinin bulunduğu tek dokudur.

6 Amino Asitlerin Karbon İskeleti Amino asitler deamine olarak a-keto asitlere dönüştüklerinde direkt olarak veya ilave reaksiyonlarla majör metabolik yollara girerler (ör., Krebs Döngüsü). Karbon iskeletlerinin dönüştükleri ürünlere göre 2 sınıfta incelenirler.  Glukojenik  ketojenik

7 Glukojenik aa’lerin karbon iskeletleri:  piruvat, veya  4-C veya 5-C Krebs Döngüsü metabolitlerine dönüşür, glukoneogenez öncülüdürler. 1-Glukoz düzeyleri düşük olduğunda glukojenik amino asitler glukoneogenez için majör karbon kaynağıdırlar. 2-Enerji sağlamak üzere katabolize olabilirler. 3-Enerji depolanması için glikojen veya yağ asitlerine dönüşebilirler.

8 Ketojenik aa’lerin karbon iskeletleri:  asetil-CoA, veya  asetoasetata yıkılır. Asetil CoA ve öncülü, glukoza dönüşemez. neogenez öncülü olan oksaloasetata dönüşemez (Krebs döngüsüne giren her 2-C asetil kalıntısı CO 2 olarak ayrılır). ketojenik amino asitlerin karbon iskeletleri Krebs Döngüsünde yıkılarak enerji sağlayabilir veya keton cisimlerine ve yağ asitlerine dönüşebilir.

9 Karbon iskeletlerinin dönüştüğü ara ürünlere göre Glukojenik aaler Piruvat Alfa-keto glutarat Süksinil KoA Fumarat Okzaloasetat Ketojenik aa’ler Asetoasetat Asetil KoA HMG KoA

10 C iskeletleri azot içermeyan karbohidrat veya lipidlere dönüşür Böylece her aa’in karbon iskeletinin tümü veya bir bölümü Karbohidrata (13) Lipidlere ve keton cisimlerine (2) Her ikisine (6) dönüşebilir.

11 citrate isocitrat succinate succinat malat 20 Amino asit de su ve CO2’ye yıkılabilir Fazla olduklarında veya açlıkta bazı amino asitler tercihen glukoza bazıları ise yağ veya keton cisimlerine dönüşmektedir.

12 Krebs döngüsü ara ürünlerine dönüşen aa’ler Enerji sağlamak üzere krebs döngüsünde yıkılabilirler. Açlıkta glukoza dönüşerek kan glukoz düzeyini artırırlar Glukoz ihtiyacı yoksa glikojen şeklinde depo edilirler. Glikojen kapasitesi dolu ise lipitlere dönüşerek depolanabilirler (önemsiz miktarda).

13 Krebs döngüsü ara ürünlerine dönüşen aa’ler Enerji sağlamak üzere krebs döngüsünde yıkılabilirler. Açlıkta glukoza dönüşerek kan glukoz düzeyini artırırlar Glukoz ihtiyacı yoksa glikojen şeklinde depo edilirler. Glikojen kapasitesi dolu ise lipitlere dönüşerek depolanabilirler (önemsiz miktarda).

14 citrat e isocitrat succinat malate Glikojen Kan Açlık İhtiyaç fazlası Glikojen depolama kapasitesi aşıldığında ne olur? YAYA

15 Ketojenik aa’ler Açlıkta keton cisimlerine dönüşebilir ve keton cismi kullanan dokularda enerji sağlayabilirler. Enerji sağlamak üzere krebs döngüsünde yıkılabilirler. Enerji gereksinimi olmadığında lipitlere dönüşerek depolanabilirler. Piruvat dehidrogenaz reaksiyonu geri dönüşümsüz olduğu için karbohidratlara dönüşemezler.

16 citrate isocitrate succinate malate Açlıkta YA Fazla protein

17 Hem ketojenik hem de glukojenik olan aa’ler Her iki grup bileşiğe de dönüşebilirler Enerji sağlamak üzere krebs döngüsünde yıkılabilirler.

18 citrate isocitrate succinate malate FA YA

19 Piruvata dönüşen aa’ler Piruvat asetil KoA öncülü olduğu için piruvata dönüşen aa’ler glukojenik grubunda olmalarına rağmen lipidlere de dönüşebilir. Açlıkta glukoza İhtiyaç fazlası olduğunda lipidlere dönüşürler. Enerji sağlamak üzere krebs döngüsünde yıkılabilirler.

20 Açlık citrate isocitrate succinate malate Karaciğerde

21 İhtiyaç fazlası citrate isocitrate succinate malate YAYA

22 Glukojenik Alanin Arginin Aspartat Asparagin Sistein Glutamat Glisin Histidin Prolin, OH-prolin Metionin Serin Valin Glukojenik ve ketojenik İzolösin Fenilalanin Triptofan Tirozin Treonin Ketojenik Lösin Lizin

23 Oksaloasetat ailesi Aspartat ve asparagin oksaloasetata dönüşürler Enzimler: Asparaginaz ve aspartat aminotransferaz (AST)

24 Asparagin amido grubunu Asparaginaz reaksiyonunda kaybederek aspartata dönüşür.

25 Aspartat da oksaloasetata, dönüşebilir ör., transaminasyon ile

26  -keto glutarat ailesi Glutamin, Glutamat Prolin Arginin Histidin  -keto glutarata dönüşürler.

27 Glutamat glutamat dehidrogenazla  -ketoglutarat ve amonyağa dönüşür O=C-COO - COO - CH HN-CH-COO - CH 2 COO - CH 2 NH 4 + NAD + NADH Glutaminaz reaksiyonu asparaginaza benzer + 3 HN-CH-COO - CONH 2 CH HN-CH-COO - CH 2 COO - CH 2 NH 4 + GlutaminGlutamat Glutaminaz H2OH2O + 3 HN-CH-COO - COO - CH HN-CH-COO - CH 2 CONH 2 AsparagineAspartate NH 4 + H2OH2O Asparaginase Glutamat ve glutamin  -ketoglutarata dönüşür

28 Prolin yıkımı sentezinin tersine benzer reaksiyonları ile gerçekleşir Prolin, sentezinin tersine benzer yollarla glutamat ve  - ketoglutarata dönüşür. Arginin ve ornitin glutamata dönüşür.

29 Histidin Histidin katabolizması ile glutamat ve  -ketoglutarata dönüşür. Histidin katabolizmasında önemli bir basamak, FİGLU oluşumudur.

30 N- formiminoglutamat (FİGLU), formimino grubunu tetrahidrofolata (THF), aktarır, kendisi glutamata dönüşürken N 5 - formimino-THF oluşturur.

31 Histidinin glutamata yıkılışı yolunda son reaksiyon kofaktör olarak tetrahidrofolat gerektirir. Tetrahidrofolat (THF), yapısında bir pteridin halkası tasıyan folat’ın (B grubu vitamin) indirgenmiş formudur. Yapısında birden fazla olabilen glutamat kalıntısı taşır.

32 THF N 5 veya N 10 ‘a bağlı veya ikisi arasında köprü oluşturacak şekilde bulunan tek-C ünitesi taşıyıcısıdır. Bu C üniteleri farklı oksidasyon durumlarında olabilir. Şekilde görülen N 10  - aminobenzoik asite aittir. R glutamat kalıntılarıdır. Hücresel THF havuzu farklı formlarda THF içerir ve bunlar farklı reaksiyonlarda kullanılır.

33 Histidin bu reaksiyonda tek karbonlu bir grubunu (formimino) diğer biosentez tepkimelerinde kullanılmak üzere THF’a aktarmıştır. Bu nedenle histidin tek karbon kaynağı olan bir amino asittir.

34 Folat Eksikliğinde idrarla Figlu atılır Folat eksikliğinde bu reaksiyon kısmen veya tümü ile kesintiye uğrar ve idrarla FİGLU atılır.

35 histidin glutamat glutamin arginin & prolin. TH folat  -ketoglutarat ailesi

36 Piruvat Ailesi Alanin, Serin, Glisin, sistein, treonin (2C atomu) Triptofan (+Asetoasetil CoA) ve OH-prolin3C’lu keto asit olan piruvat oluşturur.

37 Alanin transaminasyonla piruvata dönüşür.

38 Glisin ve Serin birbirine dönüşebilir Bu nedenle katabolizmaları birbirine dönüşerek olabilir. SerinGlisin THFN 5 N 1O CH 2 THF Serin Hidroksimetil Transferaz

39 SERİN Serin için başlıca yıkım yolu glisine dönüşüm ile olur. Bu dönüşüm serinin metilen grubunun THF’a aktarılmasını içerir. THF de bu bir karbonlu grubu diğer biyosentez reaksiyonlarında başka alıcılara aktarır. Bu nedenle serin bir karbon metabolizmasının önemli kaynaklarından birini oluşturur. Serin en önemli ‘bir karbon’ kaynağıdır.

40 Alternatif yol piruvata dönüşümdür. Glisin de serine dönüşerek piruvata yıkılabilir. Not: bu reaksiyon serin, glisin ve treonin’in glukojenik olma nedeni

41 Glisin yıkım ürünleri Glisin çeşitli öncül bileşiklerden sentezlenebildiği gibi, katabolizması ile de farklı ürünler oluşabilir: Serin CO2, NH4, metilen (-CH2) Glioksalat

42 Glisin sentaz kompleksi Glisin ve serin için majör yıkım yolu geri dönüşümlü bir tepkime olan glisin sentaz kompleksi ile olur (Karaciğer mitokondria). Ürün CO2 ve amonyaktır Glisin de “bir karbon” kaynağıdır. Glisin+NAD CO 2 +NH 4 +NADH+H N 5 N 1O CH 2 THF Glisin sentaz (PLP) H4 Folat

43 Glisin glioksalata yıkılabilir GlioksalatGlisin Amino asit  -ketoasit Glioksalat idrarla atılan oksalata oksitlenebilir. Oksalat üriner sistem taşları patogenezinde rol oynar.

44 Sistin ve Sistein Sistin, sistin redüktaz ile sisteine dönüşür. Bu reaksiyondan sonra sistin ve sistein katabolizması kesişmektedir. Sistin 2 Sistein NADH+HNAD Sistin redüktaz Sistein iki farklı yolla piruvata dönüşebilir

45 Treonin Asetil-KoA Glisin SisteinAlaninSerin Piruvat Glisin Asetaldehit  -Amino-  - ketobutirat N 5,N 10 - Methylene- THF THF ALT serin dehidrataz ÇEŞİTLİ YOLLAR serin hidroksi metil- transferaz glisin sentaz treonin dehidrogenaz Süksinil KoA SİSTEİN GLİSİN ALANİN SERİN TREONİN Piruvata dönüşümleri Willmore 2002 H 2 S SO 3 -2 SCN - Aldolaz

46 Piruvat Ailesi Alanin serin glisintreonin Triptofan Tetrahidrofolat Sistin ve sistein OH prolin

47 Fumarat Ailesi Fenil alanin ve tirozin katabolizması ile fumarat oluşur (Ürün olarak asetoasetat da oluştuğu için farklı başlıkta incelenecek)

48 Süksinil Koenzim A Ailesi Methionin Treonin (piruvat+ asetil KoA) Valin İzolösin (+asetil CoA) Propionil-CoA, bu metabolik yollarda oluşan bir ara üründür, tek sayılı C içeren yağ asitlerinin  -oksidasyonu ile de oluşur.

49 SAM aktif metionindir Metionin süksinil CoA ailesinin en önemli üyesidir. Katabolizması serinden sistein sentez yollarını da içerir. İlk basamakta ATP ve metyonin kondansasyonu ile S-adenozil metyonin (SAM) yani aktif metyonin oluşur.

50 .

51 Homosistein + Serin NH4 Sistatyonin Sistatyonin  sentaz Sistein  -Keto bütirat Propionil CoA

52 Propionil-CoA biotin ve B12 vitaminlerini gerektiren reaksiyonlarla süksinil-CoA’ya dönüşür.

53 Metilmalonil-CoA Mutaz’ın prostetik grubu koenzim B 12 ‘dir (vitamin B 12, kobalamin).

54 Dallı zincirli aa katabolizması Valin Lösin İzolösin Başlangıç reaksiyonlar her 3 aa için aynı olmasına karşın farklı son ürünler oluşur. Yıkımları yağ asitlerinin katabolizmasına benzerlik gösterir.

55 LösinValinİzolösin Transaminasyon Oksidatif Dekarboksilasyon Dehidrojenasyon Asetoasetat Propionil CoA Asetil CoA Metil malonil CoA B12 koenzim Süksinil CoA

56 12 Amino asit Asetil CoA Oluşturur Piruvat oluşturan aa’ler (7 aa): Alanin, serin, glisin, OH-prolin, sistein, treonin, triptofan piruvat dehidrojenaz ile asetil CoA’ya dönüşebilirler. (non-ketojenik aa’lerdir.) Diğer (7 aa): Fenilalanin, Tirozin, Triptofan, Treonin, Lizin, İzolösin ve Lösin ise önce piruvat oluşturmadan Asetil CoA’ya dönüşürler, yani ketojenik özellik gösterirler. treonin, triptofan Triptofan Treonin

57 Fenilalanin Tirozine Dönüşür Fenilalanin’in tirozine dönüşümü tirozin sentezinde gördüğümüz fenil alanin hidroksilaz reaksiyonudur. Fenilalanin’in tirozine dönüşümünden sonra katabolizmaları birlikte seyreder. Bu katabolik yolla ilgili sık görülen kalıtsal metabolizma bozuklukları vardır.

58

59 Tirozin ve fenil alanin katabolizmasının son ürünleri fumarat ve asetoasetattır. Bu nedenle bu iki aa hem ketojenik hem glukojenik özelliktedirler.

60 Tirozin p-hidroksifenilpiruvat Homogentisat Maleilasetoasetat Fumarilasetoasetat Fumarat + Asetoasetat Tirozin Aminotransferase Hidroksifenil piruvat oksidaz Homogentisat oksidaz Fumarilasetoasetat hidrolaz

61 Triptofan Katabolizması sırasında Alanin açığa çıktığı, son ürün asetoasetat olduğu için Triptofan ketojenik ve glukojenik bir aa’tir. İlk basamağı triptofan oksijenaz (triptofan pirolaz) kataliz eder.

62 Triptofan İlk basamağı triptofan oksijenaz (triptofan pirolaz) kataliz eder. Bu enzim adrenokortikal steroidler ile indüklenebilir. Triptofan N-formil kinürenin O2O2 triptofan oksijenaz

63 TriptofanN formil kinürenin Kinürenin OH-kinürenin OH-antranilat Alanin  -keto adipat Asetoasetil CoA PLP, Kinüreninaz Piruvat Ksantürenat ‘ Bir karbon’ ünitesi ayrılır

64 Nikotinat mono nükleotid (NMN)

65 PLP Eksikliğinde idrarla ksantürenat atılımı artar. Piridoksal Fosfat (PLP, B6) eksikliğinde Kinüreninaz enzimini aktivitesi engellenir. Kinürenin bileşiklerinin metabolizmasının engellenmesi sonucu Ksantürenat fazla miktarda oluşur ve idrarla atılımı artar.

66 citrate isocitrate succinate malate

67 Bir Karbon metabolizması Bir Karbon metabolizması organik moleküllerin metabolizması ile açığa çıkan “bir Karbonlu” ünitelerin aracı moleküller ile biyosentez reaksiyonlarında kullanılmasıdır. Bu aracı moleküllere bir karbon taşıyıcıları diyoruz; THF, SAM ve B 12 vitamini (kobalamin)’dir. (Tek karbonlu bir ünite olan CO2 tek karbon havuzu üyesi olarak kabul edilmez)

68 THF: farklı üniteler taşır THF’ın en önemli bir karbon kaynakları serin  glisin dönüşümü glisin katabolizması histidin katabolizması ve triptofan katabolizmasıdır THF bir karbonlu üniteleri nükleotid sentezi, homosisteinin remetilasyonu gibi reaksiyonlara aktarır.

69 SAM en önemli metil grubu vericisidir SAM metioninden geri dönüşümsüz bir tepkime ile sentezlenir. N 5 -metil-tetrahidrofolat (N 5 -metil- THF)’ tan 1000 kat daha güçlü bir metil grubu vericisidir. SAM metil grubunu fosfolipid sentezi, nükleotid sentezi, aa türevlerinin sentezi (kreatin, poliamin, aktif aminler...), DNA metilasyonu, post translasyonel protein metilasyonu reaksiyonlarına aktarır.

70 Vitamin B12 Bu dersimizde vit B12’nin kofaktör olarak rol aldığı iki önemli reaksiyonu gördük. 1- metil malonil KoA’nın süksinil KoA’ya dönüşümü; Tek sayılı C ünitesi taşıyan yağ asitlerinin ve süksinil KoA’ya dönüşen aa’lerin glukoneogeneze girişi için önemli bir reaksiyondur. B12 eksikliğinde metilmalonik asidüri meydana gelir.

71 Vitamin B12 (devam) 2- Metionin’in homosisteinden rejenerasyonu: B12 türevi olan metil kobalamin ve N 5 -metil- tetrahidrofolat (N 5 -metil-THF) metioninin homosisteinden yeniden sentezinde gereklidirler. Bu reaksiyon bloke olduğunda idrarla homosistin atılımı meydana gelir: homosistinüri bu reaksiyon aynı zamanda metil-THF’ın THF’a dönüşümü için önemli. B12 vitamini eksikliğinde metil-THF’ın THF’a dönüşemez ve THF nükleik asit sentezine giremez. Buna folat tuzağı denilir.

72 Methionine S-Adenosyl Methionine (SAM) S-Adenosyl Homocysteine Homocysteine Diet N 5 -CH 3 -THF THF R R-CH 3 ATP PPi+Pi Betaine DMG B 12 5 Cystathionine Cysteine H2OH2O AdoB6B6 B6B6 N 5,5 10 -CH 2 -THF Homosistein Metabolizması

73 İdrarla neler atılıyordu? Eksik vitilgili AaAtılan THF PLP B12 HistidinFiglu TriptofanKinüreninat MetioninHomosistin MetioninMetilmalonik asit Valin izolösin

74

75 Orotik asit aşağıdaki metabolik yolların hangisinde oluşur? A) Pürin bazlarının sentezi B) Pirimidin bazlarının sentezi C) Sfingolipidlerin sentezi D) Fosfogliseridlerin sentezi E) Üre sentezi

76 32. Bir hastanın idrarında metilmalonik asit düzeylerinin artması aşağıdaki B vitaminlerinden hangisinin eksikliğini gösterir? A) Vitamin B6 B) Vitamin B12 C) Riboflavin D) Folik asit E) Biotin

77 Aşağıdakilerden hangisi üre sentezinin başlaması için mutlaka gereklidir? A) N-asetil glutamat B) Asetoasetat C) Okzaloasetat D) a keto glutarat E) Piruvat


"Amino asitlerin Karbon İskeletinin Katabolizması Prof Dr A Binnur Erbağcı Gaziantep Üniversitesi Tıbbi Biyokimya AD." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları