C 5720 Biochemie 15 b16 Metabolismus aminokyselin Petr

C 5720 Biochemie 15 b+16 -Metabolismus aminokyselin Petr Zbořil 11/3/2020 1

Obsah • Odbourávání aminokyselin, obecné přeměny. Transaminace, dekarboxylace (biogenní aminy). • Odbourávání jednotlivých aminokyselin (zvl. aromatické a esenciální). • Dědičné poruchy metabolismu aminokyselin. Petr Zbořil 11/3/2020 2

Metabolismus aminokyselin • Katabolismus o o obecné a speciální pochody odstranění dusíku – mineralizace (NH 4+) přeměna uhlíkového základu glukoplastické (glukogenní) a ketoplastické (ketogenní) • Anabolismus o o syntéza uhlíkového základu aminace esenciální a neesenciální – otázka schopnosti syntetizovat uhlíkovou kostru Val, Leu, Ile, Lys, Met, Thr, Phe, Try Petr Zbořil 11/3/2020 3

Metabolismus aminokyselin Katabolické hledisko Petr Zbořil 11/3/2020 4

Obecné pochody • Odstranění N – obecné a speciální způsoby o o Oxidační deaminace Transaminace Eliminace přímá (His) a nepřímá (dehydratasy Ser a Thr) Speciální způsoby • Dekarboxylace o Vznik aminů, speciální metabolity Petr Zbořil 11/3/2020 5

Oxidační deaminace • Různá specificita, kofaktory, aktivita o Oxidasy – H 2 O 2 o FAD (D-AK + Gly) o FMN (L-AK, zanedbatelné aktivity) • Glu: NAD-oxidoreduktasa (deaminující) R – CH – COOH + NAD+ = R – COOH + NADH + H+ | || NH 2 NH R – COOH + H 2 O = R – COOH + NH 3 || NH O Petr Zbořil 11/3/2020 6

Transaminace • Přenos –NH 2 – výměna za =O • Kofaktor PALPO Petr Zbořil 11/3/2020 7

Transaminace • Přenos –NH 2 – výměna za =O • Kofaktor PALPO – R 1 a R 2 - obráceně Petr Zbořil 11/3/2020 8

Transaminace • Glu jako sběrnice NH 2 • Spolupráce s Glu. DH • Kofaktor PAPLO o Vratně na PAMPO Petr Zbořil 11/3/2020 9

Transaminace • Glu jako sběrnice NH 2 • Spolupráce s Glu. DH Petr Zbořil 11/3/2020 10

PALPO - enzymy • Metabolismus aminosloučenin – AK • Úloha apoenzymů – labilizace vazeb o a – aminotransferasy o b – dekarboxylasy o c – aldolasy Petr Zbořil 11/3/2020 11

PALPO - enzymy • Stereochemické vlivy • Nejlabilnější je vazba kolmá na π-orbitaly PALPO Petr Zbořil 11/3/2020 12

Úloha apoenzymů • Transaminace Petr Zbořil 11/3/2020 13

Dekarboxylace • Vznik biogenních aminů o Mono a diaminy o Dekarboxylázy (koenzym PALPO) Petr Zbořil 11/3/2020 14

Biogenní aminy • Biogenní aminy - nomenklatura • Signální a regulační metabolity o Hormony o Neurotransmitery o Další signální a regulační funkce • Odpadní produkty posmrtného (mikrobiálního i spontánního) rozkladu • Odbourání biogenních aminů oxidační deminací o MAO a DAO o Inhibitory - psychofarmaka Petr Zbořil 11/3/2020 15

Biogenní aminy • Histamin • Stanovení o Parametr kvality surovin, potravin • Problematika o Fyziologický účinek – zánět o Patologický – alergické reakce o Antihistaminika Petr Zbořil 11/3/2020 16

Dekarboxylace • Serotonin – 5’-hydroxytryptamin o hormon a neurotransmiter • Nedostatek – deprese o „hormon štěstí“ o www. whatisserotonin. com Petr Zbořil 11/3/2020 17

Biogenní aminy • GABA o Glutamát o Nevhodné pro děti – koření – polévky HOOC-CH 2 -CH(NH 2)-COOH → CO 2 + HOOC-CH 2 -CH 2 NH 2 Petr Zbořil 11/3/2020 18

Biogenní aminy • Diaminy H 2 N-(CH 2)n. CH(NH 2)-COOH ornitin (n = 3) → → H 2 N-(CH 2)n+1 -NH 2 putrescin, lyzin (n = 4) → kadaverin • Polyaminy o Spermin, spermidin o Regulátory buněčné proliferace Petr Zbořil 11/3/2020 19

Biogenní aminy • Odbourání biogenních aminů o oxidační deaminace o MAO a DAO • R – CH 2 – NH 2 = R – CH = NH + 2 H • R – CH = NH + H 2 O = R – CH = O + NH 3 • Hromadění post mortem o Dekarboxylace probíhá o Oxidace nikoli o „mrtvolné jedy“ Footer Text 11/3/2020 20

Biogenní aminy • Rovnováha tvorby a eliminace o Tvorba anaerobně (dekarboxylace) o Odbourání aerobní o Hromadění post mortem • Význam pro praxi o Psychofarmaka o Antihistaminika • Stanovení biogenních aminů o Kvalita potravin o Forenzní vyšetření • Rostliny – alkaloidy (sekundární metabolity) Petr Zbořil 11/3/2020 21

Speciální přeměny postranního řetězce • Pochody lišících se mezi skupinami AK o Uvnitř skupin analogické • Degradace do stupně navazujícího na jiný metabolismus Footer Text 11/3/2020 22

Alifatické aminokyseliny • Produkce α-oxokyselin – aktivních acylů Footer Text 11/3/2020 23

Aromatické aminokyseliny • Phe a Tyr o Hlavní katabolická dráha o Gluko i ketoplastické Footer Text 11/3/2020 24

Poruchy • Chybějící enzymy • Phe monooxygenasa o o o Fenylketonurie Phe se transaminuje na fenylpyruvát Poruchy vývoje mozku Dieta bez Phe Screening • Homogentisát oxidasa o Alkaptonurie o Poruchy vývoje fyzického i psychického o Dieta bez větvených AK Footer Text 11/3/2020 25