Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU

... konulu sunumlar: "Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU"— Sunum transkripti:

1 Amino asid azotunun Metabolizması ve ÜRE SİKLUSU
Prof.Dr.Tülay AKÇAY

2 Aminoasit azotunu, üre siklusuna hazırlayan işlevler:
A) Transaminasyon B) Oksidatif dezaminasyon C) Amino grubunun taşınması

3 Üre Siklusu: A) Genel hatları B) Enzimatik reaksiyonları
C) TCA siklusu ile bağlantısı D) Net sonucu E) Enerji bilançosu F) Enzimlerinin hücre içi yerleşimi G) Siklusa etkili faktörler H) Ürenin organizmadan atılımı I) Kalıtsal bozukluklar

4 COOH H C NH2 R Amino asit

5 O NH2 C NH2 Üre

6 Üreotelik organizmalar:
(insan ve memeli hayvanlar) üre Ürikotelik organizmalar: (sürüngenler,kuşlar) ürik asit Ammonotelik organizmalar: (kemikli balıklar) amonyak

7 amino asit-1+ α-keto asit
transaminasyon α-keto asit + amino asit-2

8 Transaminaz (piridoksal fosfat) Amino asit Amino asit Keto asit
COO- COO- COO- COO- Transaminaz HC NH3+ + C O C O + HC NH3+ R1 (piridoksal fosfat) R2 R1 R2 Amino asit (1) Keto asit (2) Keto asit (1) Amino asit (2)

9 Transaminasyona uğramayan amino asitler:
Lizin Treonin Halkalı imino asitler, prolin ve hidroksi prolin’dir.

10 Piruvat + α-amino asit Alanin transaminaz Alanin + α-keto asit

11 α-keto glutarat + α-amino asit
Glutamat transaminaz glutamat + α-keto asit

12 NH3’ ün, vücutta bulunması hücre membranından geçebildiği için önemlidir. NH3, böbrek tubul’ünden idrara geçer, protonlara bağlanarak NH4 oluşturur. NH4 oluştuktan sonra membrandan geçemez.

13 Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
NH3+ O H C COO- C COO- CH2 + NAD+ + H2O NH4+ + CH2 + NADH + H+ CH2 (veya NADP) Glutamat dehidrogenaz (veya NADPH) CH2 COO- COO- Glutamat α-Ketoglutarat Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu

14 Glutamin sentetaz reaksiyonu
ADP + Pi C OH ATP C NH2 CH2 Mg2+ NH4+ CH2 + CH2 Glutamin sentetaz CH2 H C NH2 H C NH2 COOH COOH L-Glutamik asit L-Glutamin Glutamin sentetaz reaksiyonu

15 Glutaminaz reaksiyonu:
L-glutamin H2O Glutaminaz NH4+ L-glutamik asit

16 Glutaminaz reaksiyonu
NH4+ C NH2 H2O C OH CH2 CH2 CH2 Glutaminaz CH2 H C NH2 H C NH2 COOH COOH L-Glutamin L-Glutamik asit Glutaminaz reaksiyonu

17

18 Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
NH3+ O H C COO- C COO- CH2 + NAD+ + H2O NH4+ + CH2 + NADH + H+ CH2 (veya NADP) (veya NADPH) CH2 COO- COO- Glutamat α-Ketoglutarat Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu

19 Glutamin sentetaz reaksiyonu
ADP + Pi C OH ATP C NH2 CH2 Mg2+ NH4+ CH2 + CH2 Glutamin sentetaz CH2 H C NH2 H C NH2 COOH COOH L-Glutamik asit L-Glutamin Glutamin sentetaz reaksiyonu

20 Glutaminaz reaksiyonu
NH4+ C NH2 H2O C OH CH2 CH2 CH2 Glutaminaz CH2 H C NH2 H C NH2 COOH COOH L-Glutamin L-Glutamik asit Glutaminaz reaksiyonu

21 Ornitin arginaz Arginin
Sitrulin +NH NH4+ +CO2 Ornitin arginaz Arginin üre

22 Ekstrahepatik Glutamin
Amino Asitler Alanin (Kas Kökenli) α -Ketoglutarat α –Keto asit Ekstrahepatik Glutamin Glutamat Oksaloasetat Aspartat Aminotransferaz Glutamat Aspartat Glutamat Dehidrojenaz Glutamin Glutaminaz α -Ketoglutarat NH4+ Karbamoil Fosfat Sentetaz I Karbamoil fosfat Mitokondri ÜRE DÖNGÜSÜ Sitozol Aspartat

23 ÜRE DÖNGÜSÜ Mitokondri Sitozol Üre NH4+ HCO3- Karbamoil fosfat
Aspartat Ornitin Sitrulin Sitozol Aspartat Ornitin ÜRE DÖNGÜSÜ Sitrulin Üre Arjinin Arjininosuksinat Fumarat

24 NH4+ + HCO3- + 2ATP O Pi + 2H+ H2N C OPO32- + 2ADP + NAG
Karbamoil Fosfat Sentetaz I O Pi + 2H+ H2N C OPO32- + 2ADP +

25 Karbomoil fosfat oluşumunda
ön maddelerden biri mitokondride ,solunum yolu ile üretilen CO2 (HCO3 ¯ olarak) dir. Diğer ön madde, amonyum ise karaciğer mitokondrisinde, glutamik asidin, glutamat dehidrogenaz etkisi altında oksidatif dezaminasyonundan oluşur

26 tek yönlü olan bu reaksiyon 2 molekül ATP gerektirmektedir.

27 Karaciğer mitakondrisinde
karbamoil fosfat oluşumu, üre sentezi için özeldir.

28 Karbamil fosfat sentetaz enzimi
Mitokondri:Karbamil fosfat sentetaz (amonyak) Karbamil fosfat sentetaz (I)=KFS (I) Sitozol:Karbamil fosfat sentetaz (glutamin) Karbamil fosfat sentetaz (II)

29 Ornitin Trans-Karbamoilaz
NH2 C O NH4+ O CH2 NH CH2 H2N C OPO32- CH2 + + Pi CH2 Ornitin Trans-Karbamoilaz CH2 CHNH3+ CH2 COO- CHNH3+ COO- Karbamoil Fosfat L-Ornitin L-Sitrulin

30 Arjininosuksinat Sentetaz
NH2 NH COO- C O C NH+ CH NH NH CH2 CH2 COO- CH2 COO- CH2 CHNH3+ CH2 CH2 + CH2 + ATP + AMP + PPi + H+ CH2 Arjininosuksinat Sentetaz CHNH3+ COO- CHNH3+ COO- COO- L-Sitrulin L-Aspartat L- Arjininosuksinat

31 Arjininosuksinat Liyaz
NH2 COO- NH2 C NH+ CH C NH2+ NH CH2 NH CH2 COO- CH2 COO- CH2 CH2 CH CH2 CH2 + HC CHNH3+ Arjininosuksinat Liyaz CHNH3+ COO- COO- COO- L- Arjininosuksinat L-Arjinin Fumarat

32 NH2 C NH2+ NH NH3+ CH2 CH2 CH2 NH2 CH2 CH2 + H2O C O + CH2 CHNH3+ Arjininaz NH2 CHNH3+ COO- COO- L-Arjinin Üre L- Ornitin

33 Üre siklusu ile TCA siklusunun fumarat ve aspartat aracılığıyla bağlanması
CO2+NH4+ α-keto asit Karbamoil fosfat Sitrulin Aspartat α-amino asit Ornitin Arginino Oksalo Asetik Asid süksinat Malat üre Arginin Fumarat

34 Fumarat OAA glukoneogenez glukoz
transaminasyon aspartik asit Fumarat OAA glukoneogenez glukoz sitrat sentetaz sitrat OAA=Oksala asetik asit

35 Üre siklusunun sonucu: 2NH3+CO2+3ATP+3H2O üre+2ADP+AMP+4Pi

36 Üre sentezi enerji kullanan bir kimyasal işlevdir
Bir mol üre oluşumu için 3 mol ATP’ nin sağladığı 4 adet yüksek enerjili fosfat grubu gerekmektedir..

37 Proteinlerin kalori değerlerinin,
eş miktardaki yağ ve karbonhidrat’ dan daha az olmasının nedeni , üre sentezinde ATP kullanılmasıdır

38 Piridoksal fosfat ile enzimin şif bazı
Aminoasit substratı Enzim (CH2)4 NH3+ H Enzim H R C COO- (CH2)4 R C COO- NH3+ N N C H C H O O -O P OH2C OH -O P OH2C OH CH3 -O -O CH3 + + N N H H Piridoksal fosfat ile enzimin şif bazı Piridoksal fosfat ile aminoasit substratının şif bazı

39 NH3+ O O NH3+ H C COO- C COO- C COO- H C COO- R1 R1 R2 R2 Transaminasyon