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

Histidinin fonksiyonları Histidin, birçok proteinde %1-2 oranında ve hemoglobinde %10 oranında bulunur

Histidin, -alanin ile kaslarda bulunan karnozin (-alanilhistidin) ve anserin (-alanil-metilhistidin) dipeptitlerini oluşturur.

Eritrosit, beyin ve karaciğerde bulunan ergotionin, histidinin –SH türevidir. Histidin, memeli dokularında histidin dekarboksilaz etkisiyle dekarboksile olur ve histamin oluşturur.

Histamin, bağırsaklar ve bronşların düz kaslarındaki H1 reseptörlerine bağlanarak kasılmaya ve midede H2 reseptörlerine bağlanarak mide salgısının artmasına yol açar, beyinde bazı sinirlerin nörotransmitteri olarak görev yapar, aşırı salıverilmesi allerjik olaylarda uyarıcı etki yapmaktadır.

Histidin, bir dizi reaksiyondan sonra formiminoglutamik asit (FİGLU) ve glutamat üzerinden -ketoglutarata dönüşür

Histidin metabolizması bozuklukları: 1) Histidinemi: Histidaz eksikliğine bağlı kalıtsal bir hastalıktır. Plazmada ve idrarda histidin miktarı artar. Histidinin transaminasyonuyla oluşan imidazolpirüvik asit ve imidazolasetik asit gibi metabolitleri idrarla atılır. En önemli belirtisi çocuklukta görülen konuşma kusurlarıdır. 2) FİGLU atılımı: Folat eksikliğinde ve glutamat-formimino transferaz eksikliğinde idrarla FİGLU (N5-formiminoglutamat) atılımı artar. B12 vitamini eksikliğinde de folat, N5-metiltetrahidrofolat şeklinde kalıp FH4 şekline dönüşemez ve sonuçta FİGLU atılımı artar.

Prolinin fonksiyonları Prolin, organizmada glutamattan glutamat γ-semialdehit üzerinden sentezlenir. proteinlerin yapısına katılır, en çok prolaminlerin yapısında bulunur

Prolin, kollajenin yapısına katıldıktan sonra prolil hidroksilaz tarafından hidroksilasyona uğratılır ve 4-hidroksiprolin oluşur

Prolin ve hidroksiprolin, kollajen yapısında yer alan en önemli amino asitlerdir.

Prolin, bir dizi reaksiyondan sonra glutamat üzerinden -ketoglutarata dönüşür. Hidroksiprolin de proline benzer şekilde katabolize olur.

Prolin ve hidroksiprolin metabolizma bozuklukları: 1) Hiperprolinemi: Kan ve idrarda prolin düzeyleri artmaktadır. Tip I hiperprolinemide prolin oksidaz, tip II hiperprolinemide ise Δ‘-prolin-5-karboksilat dehidrojenaz enzimleri eksiktir. Tip I hiperprolinemide böbrek hasarı görülür ve her iki tipte zeka geriliği bulunur. 2) Hidroksiprolinemi: Hidroksiprolin oksidaz eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkar. Prolin, hidroksiprolin ile birlikte glisinin renal reabsorpsiyonları bozulur. Zeka geriliği ve hematüri başlıca klinik belirtilerdir.

Fenilalanin ve tirozinin fonksiyonları Fenilalanin ve tirozin, doku proteinlerinin yapısına katılırlar.

Fenilalanin, özellikle karaciğerde, fenilalanin hidroksilazın katalitik etkisiyle fenil halkasına hidroksil grubu eklenmesiyle irreversibl olarak tirozine dönüşür

Fenilalanin katabolizmasında daha az kullanılan transaminasyon yolu ile fenilpirüvat ve sonra fenillaktat veya fenilasetat oluşur. Fenilasetat da insanda glutamin ile birleşerek idrarla atılan fenilasetilglutamini oluşturmaktadır.

Tirozinin 3,4-dihidroksifenilalanine (DOPA) hidroksilasyonu ile başlatılan bir dizi tepkime sonunda nöral ve adrenal hücrelerde katekolaminler; melanositlerde ise deri, saç ve gözün kahverengi-siyah pigmenti melanin sentez edilmektedir.

Tirozin, az kullanılan bir yol ile kan basıncını arttırıcı etkisi olan tiramine dekarboksile olmaktadır.

Tirozin, tiroglobulindeki tirozin kalıntılarının iyodinasyonu ile sentez edilen tiroid hormonlarının öncülü olarak görev yapmaktadır.

Tirozinin karaciğerde gerçekleşen en çok kullanılan katabolizma yolunda, homogentisik asit üzerinden fumarik asit ve asetoasetik asit oluşur.

Fenilalanin ve tirozin metabolizması bozuklukları: 1) Fenilketonüri (PKU) 2) Geçici neonatal hiperfenilalaninemi 3) Tirozinemiler 4) Alkaptonüri 5) Albinizm

Fenilketonüri (PKU): Genellikle fenilalanin hidroksilaz eksikliğine bağlı olmakla birlikte daha nadir olarak tetrahidrobiopterin kofaktörünün veya bunun indirgenöiş durumda kalmasını sağlayan dihidrobiopterin redüktaz eksikliklerine bağlı olarak ortaya çıkmaktadır. Amino asit metabolizmasının en sık karşılaşılan kalıtsal hastalığıdır; otozomal resessif taşınır.

Fenilketonüri (PKU)de; Fenilalanin hidroksilaz kusuru, Tip I’de (klasik PKU) tam, Tip II ve III’te kısmidir. Tüm vücut sıvılarında fenilalanin birikir. Fenilalanin ve metabolitlerinin birikimi, hayatın erken evrelerinde beyin gelişimini bozarak zeka geriliğine yol açmaktadır. İdrar ile büyük miktarda fenilpirüvat, fenillaktat, fenilasetat, fenilasetilglutamin atılır. bazı bebeklerin idrar ve terlerinde karakteristik küf kokusu olmaktadır

Geçici neonatal hiperfenilalaninemi: Fenilalanin hidroksilaz enzim sisteminin karaciğer olgunlaşmasının gecikmesine bağlı olarak ortaya çıkar.

Tirozinemiler: Karaciğer sitozolik tirozin aminotransferaz (tirozin transaminaz) eksikliğine bağlı olarak otozomal resessif kalıtımlı, göz ve deri lezyonları ve zeka geriliği ile karakterize tip II tirozinemi ortaya çıkar. Tip I hepatorenal tirozineminin fumarilasetoasetat hidroksilaz eksikliğine bağlı olduğu sanılmaktadır. Geçici bir durum olan neonatal tirozineminin, p-hidroksifenilpirüvat oksidaz eksikliği sonucu ortaya çıktığı düşünülmektedir.

Alkaptonüri: Homogentizik asit oksidaz eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkar. İlk defa tanımlanan doğuştan metabolizma bozukluğudur.

Alkaptonüride kanda homogentizik asit birikir ve idrarla atılır. İdrarla atılan homogentizik asit, bekletildiğinde oksidasyon ve polimerizasyon sonucu koyu renkli melanine benzeyen bir pigment oluşturur ve idrar rengi esmerleşir. Hastalığın geç evrelerinde oksitlenmiş homogentizik asidin, kıkırdak, kemikler ve diğer organlarda depolanması sonucu görülen yaygın pigmentasyona okronozis denir.

Albinizm: Melanin sentezindeki kalıtımsal hatalara bağlı olarak ortaya çıkar. Yaygın, deriye veya göze lokalize olabilir.

Triptofanın fonksiyonları Triptofan, doku proteinlerinin yapısına katılır 5-hidroksitriptamin (serotonin)’in ön maddesidir

Serotonin, gastrointestinal kanalın argantofil hücrelerinde, karaciğerde, böbrekte, beyinde, dalakta ve akciğerde sentez edilir. Serotonin sentezi, karsinoid tümörlerde büyük ölçüde artar.

Triptofan, memeli böbreği ve karaciğerinde triptamine dekarboksile olabilir koli basillerinin triptofanaz enzimi etkisiyle oksidatif deaminasyona uğratılarak indolpirüvata dönüştürülür.

Triptofan, kinürenin üzerinden yıkılarak formik asit, alanin, ksantürenik asit, nikotinik asit, -ketoadipik asit, glutaril-CoA, asetil-CoA gibi bir dizi ara ürünler ve yan ürünler oluşturur.

Triptofan metabolizması bozukluğu: Hartnup hastalığı: Triptofan ve diğer nötral amino asitlerin renal tübüler ve intestinal taşınmalarındaki kusurlar sonucu ortaya çıkar. Otozomal resessif kalıtılır. Hastalığın laboratuvar bulguları arasında genel bir nötral amino asidüri, emilemeyen triptofandan bakteriyel etki ile oluşan indoller ve serotonin atılımında artış bulunmaktadır. Pellegra tipi deri döküntüleri, nörolojik belirtiler, serebellar ataksi, psikolojik bozuklukların yanı sıra zeka geriliği de görülür.