AMİNO ASİTLERİN BİYOSENTEZİ VE ANAPLEROTİK REAKSİYONLAR (1 saat) Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2009

20 standart amino asit, aynı karbon atomuna bağlanmış bir amino grubu ve bir karboksil grubu içermektedir

Besinlerden kaynaklanan amino asitlere ek olarak önemli miktarda amino asit doku metabolizması sırasında ortaya çıkmaktadır: 1) Vücuttaki proteinlerin yıkılması sonucunda amino asitler ortaya çıkar 2) Metabolik ara ürünlerden ve diğer amino asitlerden amino asitler sentezlenir

Vücutta metabolik ara ürünlerden amino asit sentezi için azot gerekmektedir

Azot, havadaki gazların yaklaşık %78’ini oluşturur Azot, havadaki gazların yaklaşık %78’ini oluşturur. Hava azotundan yararlanmamız, azot döngüsü ile sağlanmaktadır

Standart aminoasitlerin hepsi vücutta metabolik ara ürünlerden sentez edilememektedir. Vücutta sentezlenemeyen, protein yapısı için besinlerle alınması zorunlu olan amino asitlere esansiyel amino asitler denir

Vücutta metabolik ara ürünlerden sentez edilebilen amino asitler, esansiyel olmayan amino asitler olarak bilinirler

Esansiyel olmayan amino asitlerin biyosentezi Esansiyel olmayan amino asitlerin oluştuğu metabolik ara ürünler üç gruba ayrılabilir: -Glikolitik yoldaki ara ürünler -Trikarboksilik asit döngüsünün (TCA döngüsü) ara maddeleri -Diğer amino asitler

Glikolitik yoldaki ara ürünlerden sentezlenen amino asitler, alanin, serin, glisin ve sisteindir

Glukoz Glisin Metionin (S) 3-fosfogliserat Serin Sistein Pirüvat Alanin

Alanin biyosentezi Alanin, pirüvik asit ve glutamattan alanin aminotransferaz (ALT, GPT) etkisiyle sentezlenir ALT

Serin biyosentezi Serin, 3-fosfogliserattan bir dizi reaksiyon sonucu sentezlenir Serin, fosfogliserat dehidrojenazın allosterik inhibitörü gibi görev yapar ve kendi oluşumunu düzenler

Glisin biyosentezi Glisin, serin hidroksimetil transferaz enziminin katalizlediği reaksiyonda serinden sentezlenir

Sistein biyosentezi Sistein, serin ve metioninden sentezlenir. Serin, karbon iskeleti ve amino grubunu, metionin ise transsülfürasyon vasıtasıyla kükürt sağlar

Sistein kalıntılarının polipeptit zincirlerine katılımından sonra, NAD-bağımlı sistin redüktaz ile oksidasyonları sonucu sistin oluşur

Sisteinden, O2 ve Fe2+ veya Cu2+ gibi katyonların varlığında, enzimatik olmayan bir yol ile de sistin oluşabilmektedir

Trikarboksilik asit döngüsünün (TCA döngüsü) ara maddelerinden sentezlenen amino asitler, aspartat, asparajin, glutamat, glutamin ve prolindir

Aspartat biyosentezi Aspartat, oksaloasetat ve glutamattan aspartat aminotransferaz (AST, GOT) etkisiyle sentezlenir AST

Asparajin biyosentezi Asparajin, aspartatın amididir Asparajin, aspartat ve glutaminden, asparajin sentetazın katalitik etkisiyle ve ATP’den sağlanan enerji ile, irreversibl bir reaksiyonda oluşur

Glutamat biyosentezi Glutamat, -ketoglutarat ve amonyaktan glutamat dehidrojenaz etkisiyle sentezlenir

Glutamat, -ketoglutarat ve bir başka amino asitten aminotransferaz (transaminaz) etkisiyle de sentezlenir

Glutamin biyosentezi Glutamin, glutamatın amididir Glutamin, glutamat ve amonyaktan, glutamin sentetazın katalitik etkisiyle ve ATP’den sağlanan enerji ile, irreversibl bir reaksiyonda oluşur

Prolin biyosentezi Prolin, -ketoglutarattan bir dizi reaksiyon sonucu sentezlenir

Polipeptit zincirlerinde bulunan prolin kalıntılarından, karışık fonksiyonlu oksijenazlar kullanılarak 4-hidroksiprolin oluşturulur

Arginine biyosentezi Arginine, erişkinlerde esansiyel değildir; -ketoglutarattan bir dizi reaksiyon sonucu oluşan ornitinden üre döngüsünde ortaya çıkar

Tirozin biyosentezi Tirozin sentezi için esansiyel bir amino asit olan fenilalanin gereklidir. Tirozin, esansiyel bir amino asit olan fenilalaninin hidroksilasyonu ile sentezlenir

Fenilalanin hidroksilazda genetik bir defekt sonucunda fenilketonüri (PKU) diye bilinen hastalık meydana gelir

Fenilketonüri (PKU), En sık karşılaşılan, genetik, amino asit metabolizması bozukluğudur. Otozomal resessif taşınır

PKU, doğumda normal görünen bebeklerde gelişme geriliği, beslenme güçlüğü ve pilor stenozunu düşündürebilecek ciddi kusmalar gibi özgün olmayan ilk belirtilerle ortaya çıkar

Fenilketonüri (PKU), genellikle fenilalanin hidroksilaz kusuruna bağlı olmakla birlikte, daha nadir olarak tetrahidrobiopterin kofaktörünün veya bu kofaktörün indirgenmiş aktif durumda kalmasını sağlayan dihidrobiopteridin redüktaz eksikliklerine bağlı olarak ortaya çıkmaktadır

Fenilalanin hidroksilaz kusuru tam (klasik PKU) veya kısmi (tip II ve III PKU) olabilmektedir Tüm olguların yaklaşık yarısını oluşturan klasik fenilketonüride fenilalanin hidroksilaz hiç bulunmamakta fenilalanin tüm vücut sıvılarında birikmekte ve fenilpirüvat üzerinden katabolize olmaktadır

PKU’de idrar ile büyük miktarlarda fenilpirüvat, fenillaktat, fenilasetat ve fenilasetilglutamin atılır

Bazı bebeklerin idrar ve terlerinde karakteristik küf kokusu olmaktadır Fenilalanin ve metabolitlerinin birikimi, hayatın erken evrelerinde beyin gelişimini bozarak zeka geriliğine yol açmaktadır

Histidin biyosentezi Histidin, erişkinlerde esansiyel değildir; olasılıkla riboz-5-fosfattan oluşan PRPP’tan bir dizi reaksiyon sonunda oluşur