PRESNOVNI CIKLUSI TVORBE IN RAZGRADNJE AK
- Dušikov ciklus
- Ciklus sečnine
- Povezave med ciklusi
- DUŠIKOV CIKLUS
- DC je kroženje N med atmosfero in različnimi organizmi.
- Fiksacija N- pretvorba N2 molekule v NH3 in vgraditev v AK
- Redukcija N-N vezi zahteva energijo.
- Razgradnja AK do C-ogrodja, ki se oksidira v CC
- Sproščeni N se izloči iz telesa v obliki sečnine, s.k., NH3
CIKLUS DUŠIKA
Dušikov ciklus: bakterije-človek-mikrobi
Bakterije: – reducirajo N2 ® NH3
– oksidirajo N2 ® nitrati in nitriti
Nesimbiotske: Klebsiela, Azatobacter, Clostridia
Simbiotske: Rizobium
Nitrate in nitrite koristijo višje rastline ® sinteza AK ® proteini ® sestavni deli hrane
Človek: presnova proteinov v telesu do sečnine in sečne kisline ® izločanje
Mikroorganizmi ® pretvorba izločkov v NH3 ® osnovni gradbeni element AK
Vsi organizmi lahko utilizirajo NH3, toksičen
Detoksifikacija NH3: pretvorba v karbamoil-fosfat (K-P), glutamin, glutamat,..
K-P sodeluje pri tvorbi sečnine in pirimidinov
Sečnina se iz telesa izloča z urinom.
sečnine: pri razgradnji proteinov , CKD
Pirimidini: gradbeni elementi NK
Glutamin, glutamat: pomen: za tvorbo neesencielnih AK: alanin, asparagin, cistein, ..
Pri teh reakcijah sta pomembni AST in ALT.
Osnovne spojine za tvorbo AK so:
- piruvat,
- glutamat,
- oksalacetat,
- riboza-5P,
- α-ketoglutarat,
- fosfoenol-piruvat,
- 3-P-glicerat
piruvat + glutamat®alanin + ketoglutarat
oksalacetat + glutamat ®aspartat+ketoglutarat
Pomembne reakcije v procesih tvorbe AK:
- transaminacija,
- hidroliza,
Pri tvorbi telesnih proteinov sodeluje 20 AK.
(9 esencielnih in 11 neesencielnih AK)
Esencielne AK mora človeški organizem dobiti s hrano.
Neesencielne AK organizem sintetizira sam.
Esencielne AK
Histidin
Izolevcin
Levcin
Lizin
Metionin
FA
Treonin
Triptofan
Valin
Biosinteza teh AK poteka v bakterijah in rastlinah, ker človek za njihovo sintezo nima
potrebnih encimov.
Neesencielne AK
Alanin
Arginin
Asparagin
Aspartat
Cistein
Glutamat
Glutamin
Glicin
Prolin
Serin
Tirozin
Reakcije sinteze NE AK so vezane na preproste molekule: iz piruvata nastane alanin, iz 3-fosfoglicerata nastane serin, ..
Biosintetske poti AK
ESENCIELNE AK
Človek jih ne sintetizira sam v zadostnih količinah., tvorimo jih iz skupne spojine – korizmat.
Aromatske AK
- fenilanin
- tirozin
- triptofan
C atomi za te AK pa izhajajo iz eritroza 4 – fosfata
(FGP, CC, glikoliza), aminska skupina iz glutamata.
METABOLIZEM AK IN PROTEINOV
AK vnašamo v telo s proteinsko hrano.
V želodcu poteka delna hidroliza s pepsinom do krajših peptidov.
V tankem črevesu poteka cepitev s peptidazami. Peptidaze so: tripsin, himotripsin, karboksipeptidaze, aminopeptidaze,..
Transport AK preko črevesne stene.
Sinteza potrebnih telesnih proteinov iz AK.
Razgradnja AK do C-ogrodja.
ENCIMI ZA RAZGRADNJO PROTEINOV
- Pepsin (peptidna vez na aminski strani aromatskih aminokislin fenilalanina, tirozina,
triptofana)
- Peptidaze ( tripsin, kimotripsin)
- Aminopeptidaze (postopno odstranjevanje AK z N – konca)
- Karboksipeptidaze (postopno odstranjevanje AK s C – konca)
AK iz hrane organizem ne more skladiščiti.
- AK vstopajo v procese razgradnje.
- AK se porabijo za biosinteze
Prva stopnja razgradnje AK je odcep amino skupine.
Druga stopnja je razgradnja C – ogrodja.
2.CIKLUS SEČNINE
Krebsov ciklus, 1932
Izločanje NH3 iz telesa v obliki sečnine.
V ciklusu sečnine nastajajo 4 intermediati:
ornitin
citrulin
argininsukcinat
L-arginin
- Poteka v citosolu, razen tvorba citrulina na membrani mitohondrijev.
CIKLUS UREE
KLINIČNE KORELACIJE IN CIKLUS UREE
Genetski defekt v sintezi encimov:
– arginaze
– karbamoilfosfat – sintaze
– ornitin – transkarbamoilaze
Posledice deficita encimov so:
– hiperamoniemija
– slabost po zaužitju proteinov
– mentalna retardacija
Totalen deficit encimov-smrt
AK – GRADNIKI DRUGIH MOLEKUL
- porfirini
- klorofil
- biogeni amini
- purini in pirimidini
Porfirini nastajajo iz glicina in sukcinil – CoA
prostetična skupina Hb (hem)
porfirije (kopičenje prod. biosinteze hema)
hiperbilirubinemije (kopičenje produktov razgradnje Hb)
Nedonošenčki-¯encima glukoronidaze
Klorofil nastaja iz glicina in sukcinil – CoA
Biogeni amini nastajajo iz aromatskih AK: histamina, glutamata, triptofana
Biogeni amini so:
– serotonin
– dopamin
– A, NA, tiroksin
– melanin
Nukleotidi:
Gradniki NK in koencimov (FAD, NAD, CoASH, ..)
Dva načina tvorbe NT:
Sinteza de-novo (iz izhodnih spojin: heterociklični obroč, riboza -5 P)
Reciklažna pot (pot ponovne uporabe dušikovih baz: iz hipoksantina, adenina in gvanina)
Purini in piridimini
PREGLED METABOLIČNIH CIKLUSOV
- GLIKOLIZA : glikogen, mono, di-saharidi
dve molekuli piruvata + ATP +NADH
- PDH CIKLUS: piruvat+NAD +koencim A (CoA-SH)
izstopajo: acetil CoA (acetil CoA – SH)
NADH
CO2
- GLUKONEOGENEZA: jetra (za biosintezo glukoze), piruvat,MK, laktat, glicerol, AK,
- FGP: glukoza (oksidacija), citosol,
riboza-5-fosfat + NADH + CO2
- β – OMK: maščobe, TAG, (m.mitohondrijev)
acetil – CoA + NADH + FADH2
- SINTEZA MK:
citosol jetrnih celic in celic maščevja,
acetil – CoA (aktivacija)
malonil – CoA (aktivacija)
lipoproteini (za prenos MK)
- CIKLUS UREE
RAZGRADNJA AK:
- NH3
2 .ketokislin
[wp_ad_camp_1]
- CITRATNI CIKLUS:
acetil – CoA (razgradnja OH, PDH, BOMK, OKS.AK)
CO2 + 3 NADH + FADH2 + ATP
a – ketoglutarat ® glutamat, OA ® aspartat
- DIHALNA VERIGA:
mitohondriji
Elektroni se prenašajo iz NADH in FADH2 na O2
- OKSIDATIVNA FOSFORILACIJA: ADP do ATP
oksidacija NADH, FADH2
INTERMEDIATI METABOLIČNIH POTI
- GLUKOZA 6 – P: metabolizem OH (jetra)
povezuje glikolizo
glikogenezo
FGP
- PIRUVAT: povezuje aer. met. z anaerob.
preko PDH in CC
biosinteza: GNG
- ACETIL – CoA: povezuje CC, sintezo MK
sintezo KT
- OKSALACETAT: povezuje metabolizem AK,
glukoze in piruvata
uporablja se v GNG
METABOLIZEM IN ORGANI
možgani, mišice, srčna mišica, jetra, maščevje
- MOŽGANI: 1,2 do 1,3 kg, 20% energetskih potreb organizma
glukoza: 100-120 g/dan
kisik: 15-20%celotne kol.
Energija se porabi za ATP ® za prenos živčnih dražljajev.
Ketonska telesca-ob stradanju, ta nastajajo iz acetil-CoA v jetrih
- SKELETNE MIŠICE:
Mišice uporabljajo: glukozo, MK,AK
MK: med mirovanjem
Glukozo: ob aktivnem krčenju
Glukozo skladiščijo v obliki glikogena
30% kisika
fosfo-keratin
AK: ob boleznih
- SRČNA MIŠICA -deluje aerobno
VIRI ENERGIJE: MK
glukoza
laktat
piruvat
KT
- JETRA: tvorijo MK, KT, glukozo
razgrajujejo: glukozo, laktat, MK, AK
zaloga: glikogen
ENCIMI: glukokinaza, glikogenfosforilaza
- MAŠČOBNO TKIVO: 50-75% zalog goriva v obliki TAG (1-2 meseca) lipaza®za razgradnjo TAG
V mašč. tkivu je pomembna FGP ®omogoča nastanek NADPH za sintezo MK.
TKIVA: jetra so metab. tovarna, skrbijo za energijo v tkivih
sproščajo glukozo v obtok ® mišice
so vir MK in KT
Proces kroženja glukoze, laktata je Korijev ciklus.
GLUKOZA – ALANINSKI CIKLUS
- Povezuje metabolizem jeter s skletnimi mišicami.
- Podoben je KC.
- Namesto laktata se prenaša AK alanin.
piruvat + glutamat®alanin + ketoglutarat
KETONSKA TELESCA
stradanje, diabetes, prehrana brez OH
Razgradnja MK ® acetl-CoA ®KT
KT: acetoacetat
hidroksibutirat
aceton
KETOZE-stanja s KT
NADZOR METABOLIZMA S HORMONI
- INSULIN: polipeptid (51 AK, Mr=5800Da)
pospeuje prenos glukoze …..
- GLUKAGON: polipeptid (29 AK, Mr=3500Da)
- ADRENALIN: epinefrin,(kateholamin)