Aminosyresyntese

• Fjerning av nitrogen


  Første trinn i nedbrytningen av aminosyrer
• Aminosyrer blir ikke lagret for senere bruk, og de som ikke er nødvendige som byggesteiner blir nedbrutt til ulike forbindelser
• Nedbrytning av aminosyrer


  1. Fjerning av nitrogen

  2. Resulterende a-keto-syrer metaboliseres slik at karbonskjelettene kan inngå i metabolske veier som forløpere for glukose eller sitronsyresyklusens intermediater
• Konvertering av alfa-aminogrupper


  Til ammoniumioner ved den oksidative deamineringen av glutamat
• Aminotransferaser


  Katalyserer overføringen av en alfa-aminogruppe fra en alfa-aminosyre til en a-ketosyre
• Aminotransferaser


  • Aspartataminotransferase
  • Alaninaminotransferase
• Overføring av aminogruppen fra aspartat til a-ketoglutarat

  Katalysert av aspartataminotransferase
• Overføring av aminogruppen fra alanin til a-ketoglutarat

  Katalysert av alaninaminotransferase
• Omdanning av nitrogenatomet overført til a-ketoglutarat


  Til fritt ammoniumion ved den oksidative deamineringen av glutamat
• Glutamatdehydrogenase


  Katalyserer reaksjonen der nitrogenatomet overføres til a-ketoglutarat, og er lokalisert i mitokondrier i leveren
• Glutamatdehydrogenase


  Allosterisk hemmet av GTP og stimulert av ADP
• Blodnivåer av aminotransferaser kan indikere leverskade, og normale verdier er 5-30 enheter/l for alaninaminotransferase og 40-125 enheter/l for aspartataminotransferase
• Deaminering av serin og treonin

  Direkte ved hjelp av serindehydratase og treonindehydratase
• Serin


  pyruvat + NH4+
• Treonin


  1. ketobutyrat + NH4+
• Konvertering av NH4+ til urea


  1. Skjer i de fleste terrestriske virveldyr

  2. Perifere vev transporterer nitrogen til leveren

  3. Leveren kan ikke deaminere de forgrenede aminosyrene: leucin, valin og isoleucin

  4. Andre vev, spesielt muskelvev, bruker de forgrenede aminosyrene som energikilde

  5. Den første reaksjonen i fjerning av nitrogen fra aminosyren skjer i andre vev

  6. Muskelen mangler enzymene i ureasyklusen som forbereder nitrogen for utskillelse

  7. Nitrogen transporteres fra muskelen til leveren i to hovedformer: alanin og glutamin

  8. Glutamat dannes ved transaminasjonsreaksjoner, men nitrogenet overføres deretter til pyruvat for å danne alanin

  9. Leveren tar opp alaninet og konverterer det tilbake til pyruvat ved transaminering

  10. Pyruvat kan brukes til glukoneogenese, og aminogruppen ender til slutt opp som urea
• Glukose-alanin-syklusen


  Minner om Cori-syklusen, men i motsetning til Cori-syklusen reduseres ikke pyruvat til laktat, og dermed er det flere høyenergetiske elektroner tilgjengelig for oksidativ fosforylering i muskelvevet
• Glutamin


  • Viktig transportform for nitrogen
  • Glutaminsyntetase katalyserer syntesen av glutamin fra glutamat og NH4+ i en ATP-avhengig reaksjon
  • Nitrogenatomene i glutamin kan konverteres til urea i leveren
• Ammoniumioner blir konvertert til urea

  Hos de fleste terrestriske virveldyr
• Noen av NH3 som dannes i nedbrytningen av aminosyrer, forbrukes i biosyntesen av nitrogenforbindelser
• Overskytende NH3 blir konvertert til urea

  1. Av ureasyklusen

  2. Deretter skilles ut
• Ureasyklusen


  1. Starter i mitokondriene med koblingen av fri NH3 og HCO3 for å danne karbamoylfosfat

  2. Karbamoylfosfat reagerer med ornitin for å starte ureasyklusen

  3. Urea blir deretter ekskretet
• Karbamoylfosfatsyntese


  • Regulert allosterisk slik at den er maksimalt aktiv når aminosyrer blir metabolisert for brenselbruk
  • Energikrevende biosyntese som krever tre trinn
• Syntesen av fumarat av ureasyklusen

  Viktig fordi det er en forløper for glukosesyntesen
• Fumarat hydreres til malat

  1. En mellomliggende av citronsyresyklusen

  2. Malat oksideres til oksaloacetat
• Oksaloacetat


  1. Kan konverteres til glukose ved glukoneogenese

  2. Kan transamineres til aspartat
• Det er viktig å merke seg at pyrofosfat raskt hydrolyseres, slik at tilsvarende fire molekyler ATP forbrukes i disse reaksjonene for å syntetisere ett molekyl urea
• Karbonatomene av nedbrutte aminosyrer

  Viktige metabolske mellomprodukter
• Strategi for nedbrytning av aminosyrer

  1. Transformere karbonskjelettene til store metabolske mellomprodukter

  2. Konverteres til glukose eller oksideres av sitronsyresyklusen
• Molekyler som karbonskjelettene til de 20 grunnleggende aminosyrene kanaliseres inn i

  • pyruvat
  • acetyl CoA
  • acetoacetyl CoA
  • a-ketoglutarat
  • succinyl CoA
  • fumarat
  • oksaloacetat
• Ketogene aminosyrer


  Aminosyrer som brytes ned til acetyl CoA eller acetoacetyl CoA, kan gi opphav til ketonlegemer eller fettsyrer, men ikke kan brukes til å syntetisere glukose
• Glukogene aminosyrer


  Aminosyrer som brytes ned til pyruvat, a-ketoglutarat, succinyl CoA, fumarat eller oksaloacetat
• Bare leucin og lysin er utelukkende ketogene
• Andre aminosyrer kan både være ketogene og glukogene
• Pyruvat


  Inngangspunkt for metabolismen
• Oxaloacetat


  Inngangspunkt for metabolismen
• Alfa-ketoglutarat


  Inngangspunkt for metabolismen
• Succinylkoenzym A


  Inngangspunkt for flere aminosyrer
• Disse reaksjonene og metabolske veiene er viktige for energiproduksjon og stoffskifte, og de illustrerer den bemerkelsesverdige økonomien i metabolske konverteringer
• Proteinmetabolisme bidrar til å drive flukten til trekkfugler