Семинар «Обмен белков»

- Сколько в среднем содержится белка в организме человека?

- Какова доля свободных аминокислот, идущая на синтез собственных белков организма?

- Вопрос №1 в карточке со схемой. Какие биологически активные вещества синтезируются в организме из аминокислот?

все аминокислоты, кроме Лейцина и Лизина, являются глюкогенными, т.е. в ходе их распада образуются 5 метаболитов для глюконеогенеза: пируват, α-кетоглутарат, сукцинил-коэнзим-А, фумарат, оксалоацетат.

Фенилаланин, Тирозин, Триптофан, Изолейцин являются глюкогенными, и кетогенными.

- Вопрос №3. Какова суточная норма потребления белка для человека?

- Чем определяется полноценность белкового питания?
Вспомните, какие аминокислоты являются незаменимыми? (валин, лейцин, изолейцин, метионин, фенилаланин, триптофан, лизин, треонин). Условно заменимые – цистеин,тирозин – синтезируются из незаменимых аминокислот метионина и фенилаланина соответственно. Частично заменимые аминокислоты – гистидин, аргинин – синтезируются очень медленно, в количествах, не покрывающих потребности организма, особенно в детском возрасте.
- Вопрос №4. Что такое азотистый баланс?

- Укажите типы азотистого баланса и физиологические состояния, при которых они наблюдаются.

Реакция трансаминирования происходит с участием ферментов аминотрансфераз (трансаминаз), которые локализованы в цитозоле и митохондриях клеток практически всех органов. Наиболее активно реакция протекает в печени. Название каждой аминотрансферазы включает название субстратов: донора аминогруппы (аминокислоты) и акцептора аминогруппы (альфа-кетокислоты).

Аланин+альфа-кетоглутарат

Укажите продукты реакции, название фермента по прямой и обратной реакции, название кофермента.

Ответ:

- в синтезе заменимых аминокислот, если их в данный момент недостаточно в ткани.

- это начальный этап катаболизма аминокислот. Образующиеся альфа-кетокислоты могут затем окисляться в цикле Кребса или использоваться для синтеза глюкозы или кетоновых тел.
IV. Дезаминирование аминокислот.

Деаминирование – это удаление альфа-аминогруппы, которая выделяется в виде аммиака, и образование альфа-кетокислоты. При дезаминировании в отличие от трансаминирования общее количество аминокислот уменьшается.

/ //

Альфа-кетокислота включается:

• 
  в реакции окисления в цикле Кребса
  
• 
  в реакции трансаминирования для синтеза заменимых аминокислот
  
• 
  в глюконеогенез
  
• 
  в кетогенез
  

Существует 3 типа реакций дезаминирования:

1. 
   Окислительное – характерно только для глутамата.
   

2. 
   Неокислительное – характерно для серина, треонина, гистидина, цистеина
   

гистидин – внутримолекулрные перестройки

цистеин – с отщеплением сероводорода и присоединением воды.

3. 
   Непрямое – характерно для остальных аминокислот. Включает 2 стадии:
   

Б. Окислительное дезаминирование глутамата в митохондриях.

глутамат → α-кетоглутарат +NH₃

V. Обмен аммиака.

В крови содержание аммиака в норма мало и составляет 0,4-0,7 мг/л (25-40 мкмоль/л).

Основными источниками его в организме является катаболизм аминокислот в тканях. небольшая часть аммиака образуется в клетках при распаде азотсодержащих соединений (биогенных аминов, нуклеотидов и т.п.), а также при гниении белков в кишечнике в результате деятельности микрофлоры, откуда он всасывается и поступает в воротную вену печени.

биогенные амины нуклеотиды АК гниение белка

NH₃

печень мозг, мышцы мышцы, мозг почки

~25 г/сут и др. тк. кишечник ~ 0,5 г/сут
Механизмы токсичности аммиака. (Фиксируем в тетради.)

Аммиак превращается в мочевину только в печени, поэтому при заболевании печени или наследственных дефектах ферментов обезвреживания аммиака наблюдается повышение содержания аммиака в крови (гипераммониемия). Симптомы гипераммониемии: тошнота, рвота, головокружение, судороги, потеря сознания, в тяжелых случаях – отек мозга. Все это обусловлено действием аммиака на ЦНС.

1. 
   Аммиак вызывает снижение концентрации альфа-кетоглутарата, т.к. сдвигает реакцию: α-кетоглутарат +NH₃→ глутамат в сторону образования глутамата. Это вызывает угнетение обмена аминокислот (трансаминирования) и угнетение ЦТК (гипоэнергетическое состояние).
   
2. 
   Высокие концентрации аммиака приводят к увеличенному синтезу глутамина из глутамата в нервной ткани.
   

Снижение концентрации глутамата подавляет обмен нейромедиаторов, например ГАМК (глу → ГАМК + СО₂) , что нарушает проведение нервных импульсов и вызывает судороги. Накопление глутамина в нервных клетках повышает осмотическое давление и, в больших концентрациях, может вызвать отек мозга.

3. 
   В крови и цитозоле клеток аммиак образует ион аммония (NH₃ + Н⁺→ NH₄)
   

Некоторые аминокислоты могут подвергаться декарбоксилированию – отщеплению альфа-аминогруппы. Продуктами реакции являются СО₂ и биогенные амины. Реакция происходит с участием ферментов - декарбоксилаз в присутствии кофермента пиридоксальфосфата. Биогенные амины выполняют функции нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК), гормонов (адреналин), регуляторных факторов местного действия (гистамин).

триптофан → серотонин (возбуждающий медиатор средних отделов мозга. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосуживающее действие, антидепрессант, участвует в аллергических реакциях и т.д.

тирозин → дофамин (медиатор средних отделов мозга. При его нехватке развивается паркинсонизм)

глутамат → ГАМК (тормозный медиатор высших отделов мозга)

1. 
   метилирование с участием SAM (S-аденозилметионин) под действием метилтрансфераз. Характерно для гистамина, адреналина, норадреналина. SAГ
   
2. 
   окисление ферментами МАО (моноаминооксидазами) с коферментом ФАД . При окислении биогенных аминов происходит дезаминирование с образованием альдегида, а затем кислоты, которые выводятся почками.