PROTEİN VE AMİNO ASİT METABOLİZMASI VIII Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2006

Metiyoninin fonksiyonları Metiyonin, organizmada en önemli metil grubu vericisidir. Bunun için önce aktif şekli olan S-adenozilmetiyonin (SAM)’e dönüşür.

S-adenozil metiyonin (SAM), dekarboksile olduktan sonra spermidin ve spermin poliaminlerinin sentezinde görev alır.

Metiyonin, S-adenozil metiyonin (SAM) üzerinden metil grubunu diğer bileşiklere transfer ederken homosistein oluşur.

Homosistein, N5-metiltetrahidrofolat (N5-metil-FH4) veya kolinin oksidasyonu sonucu oluşan betain (trimetilglisin) gibi bileşiklerden metil grubu alarak yeniden metiyonine dönüşebilmektedir. B12 vitamininin koenzim şekli bu dönüşümde görev alır.

Metiyonin, Sistein oluşumunda sülfhidril grubu sağlayıcısıdır. Metiyoninden sistein oluşması sırasında -ketobutirat oluşur; -ketobutirat da propiyonil-CoA ve metilmalonil-CoA üzerinden süksinil-CoA’ya dönüşür.

Kükürtlü amino asitlerle ilgili kalıtsal hastalıklar Sistatiyonin -sentaz eksikliği Sistatiyonin γ-liyaz (sistatiyonaz) eksikliği Karaciğer ve böbrek sülfit oksidaz eksikliği Sistinüri Sistinozis

Sistatiyonin -sentaz eksikliği: hipermetiyoninemi, hiperhomosistinemi ve homosistinüri ile karakterizedir. Otozomal resessif geçer. İskelet anomalileri, zeka geriliği, ektopik lens, yanak kızarıklığı, arteriovenöz tromboembolilere duyarlılık bulunur. Sistatiyonin γ-liyaz (sistatiyonaz) eksikliği: Sistatiyonüri ile karakterizedir. Otozomal resessif geçer.

Karaciğer ve böbrek sülfit oksidaz eksikliği: İdrarda büyük miktarda tiyosülfat ve sülfit bulunmasıyla karakterizedir. Doğum sonrasında ciddi nörolojik belirtilerle belli olur ve ölümle sonuçlanır.

Sistinüri: Sistin ve bazik amino asitler olan lizin, arjinin ve ornitinin renal ve gastrointestinal taşınma bozukluğuna bağlı olarak ortaya çıkar. Sistinozis: Sistinin lizozomlardan ATP-bağımlı taşınmasındaki kusur nedeniyle ortaya çıkar; ender fakat çok ciddi bir durumdur.

Aspartik asidin fonksiyonları Aspartik asit, doku proteinlerinin yapısına katılır ve transaminasyon ile diğer amino asitlerin oluşumunda rol alır

Aspartik asit, Üre ve pürin sentezlerinde amino grubu vericisi olarak kullanılır Sitozolde karbamoilaspartat oluşturarak pirimidin halkasının sentezini başlatır

Aspartik asit, transaminasyon sonucu veya oksidatif deaminasyon sonucu oksaloasetata dönüşerek yıkılır.

Asparajinin fonksiyonları Aspartik asidin amino grubuna komşu olmayan karboksil grubunun amidleşmesiyle oluşur. Proteinlerin yapısına katılır

Asparajin, Önce aspartata daha sonra oksaloasetata dönüşerek katabolize olur.

Glutamik asidin fonksiyonları Glutamik asit, doku proteinlerinin yapısına katılır. Doğrudan doğruya veya dolaylı olarak bütün endojen amino asitlerin ön maddesidir

Glutamik asit, amino grubuna komşu olan karboksil grubunun dekarboksilasyonu ile inhibitör nöronlar için transmitter olan -aminobutirik asit (GABA) oluşur

Glutamik asit, glutatyon (-glutamil-sisteinil-glisin)’in yapısına katılır

Glutamik asit, folik asit (pteroilglutamik asit)’in yapısına katılır

Glutamik asit, transaminasyon sonucu veya oksidatif deaminasyon sonucu -ketoglutarata dönüşerek yıkılır Karaciğer, kalp, kas, böbrek mitokondrilerinde yüksek konsantrasyonda bulunan glutamat dehidrojenaz enziminin rolü, ADP/ATP oranının yüksek olduğu enerji gerektiren durumlarda sitrik asit döngüsüne α-ketoglutarat ve oksidatif fosforilasyon için NADH sağlamaktır.

Glutaminin fonksiyonları Glutamin, glutamik asidin -karboksil grubuna ATP’den sağlanan enerji ile NH3 bağlanması sonucunda oluşur. Toksik olan serbest amonyak, toksik olmayan glutamine çevrilerek kanda taşınmaktadır.

Glutamin, Pürin ve pirimidinler, glukozamin, NAD, glutamat ve üre oluşumu gibi önemli bileşiklerin biyosentezine yan zincirindeki amini vererek katılır.

Glutamin, İnce bağırsağın mukoza hücreleri için en önemli yakıt maddesidir.

Argininin fonksiyonları Arginin, özellikle protaminlerde bol miktarda bulunur. Sperm nükleoproteini arginince çok zengindir üre biyosentezinde rolü vardır. Döngüde oluşur ve arginaz adlı enzimin katalitik etkisiyle ornitin ve üreye parçalanır. Ornitin, glutamat γ-semialdehit üzerinden glutamata çevrilebilir ya da putressin, spermidin, ve spermin adlı poliaminleri oluşturabilir.

Arginin, kreatin sentezine katılır

L-arginin ve oksijenden, oldukça karmaşık bir tepkime sonucu önemli bir serbest radikal olan nitrik oksit (NO) ve sitrülin sentezlenmektedir.

nitrik oksit sentazın (NOS), tip I nöronal NOS (nNOS), tip II indüklenebilir NOS (iNOS) ve tip III endotelyal NOS (eNOS) olmak üzere üç izoformu bulunmaktadır.

NO·, guanilat siklaz aktivasyonu üzerinden hormonal etki gösterir; düz kas relaksasyonuna neden olarak vazodilatasyon oluşturur.

cGMP molekülünü hidrolitik olarak yıkan cGMP fosfodiesteraz enziminin inhibitörleri (sidenafil), hücrenin cGMP molekülüne verdiği yanıtı şiddetlendirmekte veya daha uzun süreli olmasını sağlamaktadır.

Lizinin fonksiyonları Lizin, özellikle hayvansal kaynaklı proteinlerde bulunur. Kollajen molekülünde hidroksilizin önemlidir.

N-metillizin, kasılma proteini miyozinde bulunur. Trimetillizin, iç mitokondrial membranda uzun zincirli yağ asitlerinin taşıyıcısı olan karnitinin öncül maddesidir.

Elastindeki desmozin, dört lizil kalıntısından oluşmaktadır.

Lizin, Memelilerde birkaç yolla katabolize olur ve asetil CoA’ya dönüşür.

Lizin, Ölümden sonra dekarboksilasyon sonucu kadaverin oluşturur.

Lizin metabolizma kusurları: 1) Hiperlizinemi: Nadir bir genetik hastalıktır. Zeka ve fiziksel gelişme bozuklukları görülür. Yüksek lizin düzeyi, arjinazı inhibe eder ve plazma arjinin konsantrasyonu da artar. 2) Sakkaropinüri (hiperammonemisiz inatçı hiperlizinemi): Sakkaropini katabolize eden enzim eksikliği sonucu idrarla fazla miktarda sakkaropin ve lizin atılır. Zeka geriliği de bulunur.