AMİNOASİT METABOLİZMASI

Amaç ve Hedefler Aminoasitlerin yıkımında Üre Döngüsünün anlaşılması Azot metabolizmasını Karbon iskelet metabolizmasını ayrı ayrı kavramak Üre Döngüsünün anlaşılması Krebs Döngüsü – Üre Döngüsü ilişkisini kavramak

Aminoasitlerin Kullanım Yolları 1. Aminoasitlerin ketoasitlere dönüşümü a- transaminasyon b- deaminasyon - L-aminoasit oksidazlar - D-aminoasit oksidazlar - Glutamat dehidrogenaz - Dehidratazlar - Desülfidrazlar 2. Aminoasitlerin biyolojik aminlere dönüşmesi 3. Aminoasitlerin böbrekler yoluyla atılması 4. Aminoasitlerin protein sentezine katılmaları

Aminoasit Azotunun Uzaklaştırılması Amonyağın taşınması Glutamin sentezi Glukoz alanin döngüsü Amonyağın atılımı Üre sentezi Üre sentezinin düzenlenmesi Glutamat dehidrogenaz aktivitesi Ornitin transkarbamoilaz aktivitesi N-asetil gkutamat konsantrasyonu

ÜRE SENTEZİ Transaminasyon Oksidatif deminasyon Amonyanın taşınması Üre döngüsü Aminoasit katabolizmasının başlangıç basamağı alfa amino grubunun ayrılmasıdır. Karbon iskelet ayrı bir mekanizma ile yıkılır.

TRANSAMİNASYON Tüm transaminazları (aminotransferaz) katalitik bölgesinde prostetik grup olarak piridoksal fosfat bulunur. Aminoasitlerin piridoksal fosfata bağımlı tepkimelerinde ilk önce Schiff bazı oluşur. Bu ara madde, tekrar düzenlenerek, ketoasit serbestleşmesini sağlar. Bu prostetik grup, aminoasitlerin taşıyıcısı olarak rol alır. Transaminasyon tepkimeleri geri dönüşümlü olduğundan hem sentez hem de yıkımda görev alırlar.

TRANSAMİNAZLAR Hücreler her aminoaside özgü bir grup transaminaz içerirler. Bunların bir çoğu amino grup kabul edicisi olarak alfa ketoglutarata spesifiktir. Amino grubunu kopardıkları amino aside göre isim alırlar: Alanin transaminaz (ALT) Aspartat transaminaz (AST)

PİRİDOKSAL FOSFAT (PLP) Tüm aminotransferazlar aynı prostetik grubu kullanırlar; ve tepkimeyi aynı şekilde katalize ederler. PLP, piridoksin (B6) vitamininin koenzim formudur. Esas olarak amino grubu olan moleküllerin metabolizmasında rol oynar. Bir amino grubu kabul ederek piridoksamin fosfata dönüşür. Daha sonra bu amino grubunu bir ketoaside aktarır. PLP, enzimin aktif bölgesindeki lizin kalıntısının epsilon amino grubuna bağlı olarak bulunur. Rasemizasyon ve dekarboksilasyon tepkimelerinde de görev alır.

Transaminasyon, aminoasitlerin nitrojenlerinin glutamatta toplanmasını sağlar Bir çok memeli dokusunda bol miktarda bulunan ALT ve AST enzimleri, amino gruplarının alanin ve glutamatta toplanmasını sağlar. Alanin de, glutamat transaminazın bir substratı olduğu için, tüm amino asit nitrojenleri sonuçta glutamatta toplanır. Glutamat, memeli dokularında belirgin bir şekilde oksidatif deaminasyona uğrayan bir aminoasittir.

Tüm aminoasitler transaminasyona uğramaz Lizin Treonin Prolin Hidroksiprolin transaminasyon tepkimelerine katılmaz. Transaminasyon alfa amino gruplarına özgü değildir. Örneğin ornitinin delta amino grubu da transaminasyona uğrar. Ancak epsilon lizin grubu bu tepkimeye girmez.

Oksidatif Deaminasyon Aminoasit oksidazlar, aminoasitlerin ketoasitlere dönüşümünü sağlarlar. Kofaktör olarak flavinleri (FMN, FAD) kullanır. Aminoasit, ketoaside dönüşürken flavin, falavin-H2ye indirgenir. Oluşan H2O2 katalaz tarafından yıkılırken, okside flavin tekrar oluşur. Tepkime sonucunda serbest amonyum açığa çıkar.

Glutamat Dehidrogenaz(GD) Hepatosit içinde, glutamat sitozolden mitokondriye transfer olarak burada GD ile oksidatif deaminasyona uğrar. Bu enzim mitokondri matriksinde bulunur ve kofaktör olarak NAD ve NADP’yi kullanır. Oluşan alfa ketoglutarat Krebs döngüsünde veya glukoz oluşumunda kullanılabilir. ADP pozitif, GTP negatif olarak etkiler.

Amonyak Transportu Diğer dokularda, özellikle beyinde, oluşan amonyak, glutamata bağlanarak karaciğere taşınır. Glutamin, kanda diğer tüm aminoasitlere oranla daha yüksek konsantrasyonlarda bulunur.Özellikle karaciğer ve böbreklerde, mitokondrial bir enzim olan glutaminaz ile glutamik asit ve serbest amonyaya dönüşür. Amonya, karaciğerde üre döngüsüne girerken, böbreklerden direk olarak atılır ve asit-baz dengesine katkıda bulunur. Kaslarda ise alanin-glukoz döngüsü ile hem amonya karaciğere taşınmış olur, hem de önemli oranda ekonomi sağlanır.

ÜRE DÖNGÜSÜ 5 enzimin katıldığı, toplam 3 ATP tüketilen bir döngüdür. Ayrıca NH3, CO2 ve aspartat tüketilir. N-asetil glutamat, döngüde yer almaktan ziyade, enzim aktivatörü olarak rol alır. Karbamoil fosfat sentetaz ve ornitin transkarbamoilaz tepkimeleri (mitokondri) dışındakiler sitozolde gerçekleşir.

Üre Döngüsü Enzimleri Karbamoil fosfat sentetaz Ornitin transkarbamoilaz Argininosüksinat sentetaz Argininosüksinat liyaz Arginaz