CURSUL 14b

UNIVERSITATEA DIN BUCURESTI

CICLUL 1. LICENTA IN BIOCHIMIE

Semestrul I

Transformari generale ale aminoacizilor

Transaminare

Dezaminare: oxidativa si neoxidativa

Decarboxilarea

Decarboxilarea aminoacizilor

Aminoacid decarboxilaze – PALP enzime

1 Histamina – vasodilatator – creste permeabilita-tea vaselor sangv – creste viteza batailor inimii – scade pres arteriala (soc histaminic in alergie)

- stimuleaza secretia gastrica:pepsina, HCl

-stimuleaza constrictia bronhiolelor, uterului 2

Triptamina

Vasoconstrictor, agent neurohormo-nal

3

HS-CH2-CH-NH2 COOH

cisteina

decarboxilaza HS-CH2-CH2-NH2 β-tioetanolamina

Acid pantotenic, CoASH

dioxigenaza

O2 NADH

HO2S-CH2-CH-NH2

COOH

Ac cistein sulfinic

O2 HO3S-CH2-CH-NH2

COOH

Ac cisteic

Cisteat decarboxilaza

HO3S-CH2-CH2-NH2

taurina

4 Tirozina poate suferi decarboxilare la tiramina

Tiramina

Deficiente in Tyr hidroxilaza, DOPA decarboxilaza – afectata sinteza catecolaminelor – maladia lui Parkinson (rigiditate, tremur, dificultati vorbire, miscare

5 ASP

GLU

β-ALA CoASH

GABA neurotransmitator

6 LYS

ORN

ARG

cadaverina

putresceina

agmantina

Decarboxilaze bacteriene

Intestinul gros

Infectii intestinale – resorbtie sange – putrefactii excesive - tulburari

Incorporarea NH3 toxic

1)  Glutamat dehidrogenaza

2)  Glutamin sintetaza

3)  Carbamil P sintetaza

1

2

Enzima din E.coli - α12 - Mα 50 kDa

- 2 tipuri de reglare a) inhibitie cumulativa prin

produsi finali

b) modificare covalenta reversibila

Inhibitie cumulativa 100 % cand toti produsii finali sunt in exces si legati concomitent

Gln sintetaza Fiecare subunitate α poate suferi o adenililare (legare AMP) la un rest Tyr

E-0H activa

E-0-AMP inactiva

ATP PP

E-OH E-AMP

ADP Pi

AT.PA

AT.PD

AT – adenilil transferaza UT – uridilil transferaza UH – UMP hidrolaza PA – proteina reglatoare PD – PA.UMP

2UTP -GLN +ATP, KG

2 PP

UT

PA PD UH

2UMP 2 H20

GLN KG [KG]mare ⇒ activeaza PD ⇒ E-OH

KG⇒ GLU ⇒ GLN

3

N-acetil glutamat + Activeaza CPS I

Bacterii

– structura αβ - β (42 kDa) leaga biotina si are activitate glutaminazica

– enzima implicata in sinteza ureei si pirimidinelor

- reglare

Om, mamifere

2 enzime distincte

Mitocondrii – CPS I - sinteza ureei

Citosol – CPS II - sinteza pirimidinelor

Ciclul ureei – Ciclul Krebs-Henseleit

Descoperit in 1932 cu 5 ani inainte de ciclul Krebs

Organisme: amoniotelice (acvatice); uricotelice (pasari, reptile terestre); ureotelice (om, mamifere)

Forma de excretie a produsilor catabolismului proteinelor

H2N C

O

OP

Carbamyl Phosphate

2ATP 2ADP + Pi

NH3 + HCO3–

H2N C

O

OP + +H3N C COOœ

H

(CH2)3

NH3+

Ornithine

Pi

+H3N C COOœ

H

(CH2)3

NH

CO NH2

CitrullineCarbamoyl P

Non-s tandard amino acids (not present in proteins)

Ornitin transacarbamilaza

Carbamil fosfat sintetaza

+H3N C COOœ

H

(CH2)3

NH

CO NH2

Citrulline

+ C+H3N COOœ

H

H2C COOœ

Aspartate

ATP AMP + PPi

+H3N C COOœ

H

(CH2)3

NH

CH2N

H N C

H

COOœ

H2C COOœ

Argininosuccinate

Argininosuccinat sintetaza

arginaza

Aspartat

HCO3¯

NH4+

O = C NH2

NH2

NH4+ + HCO3¯ + Aspartat + 3 ATP + 2 H2O Uree + Fumarat + 2 ADP + AMP + 4 Pi

Glu

2 Glu + HCO3¯ +NAD++3ATP + 2H2O Uree + 2 KG + NADH + 2 ADP + AMP + 4Pi

Reactiile 14 biosinteza Arg in toate tesuturile

Reactiile 15 biosinteza ureei in ficat

Reglare – fluctuatiile din dieta afecteaza viteza ciclului K-H

- [proteine]mare – creste cantitatea enzimelor

- inanitie – creste viteza ciclului, sunt utilizate propriile proteine

Argininosuccinic acidemia

citrulinuria hiperamoniemia

Tip I

Tip II

Deficienta in arginina

Maladii metabolice la nivelul ciclului ureei

Maladii ereditare

Hiperamoniemie

Deficiente enzimatice – totala – moarte dupa nastere

- partiala – letargie, voma, leziuni creier, inapoiere

mentala

mitocondrie citosol Glu

KG

Glu oxalacetat

KG Asp

Orn

citrulina citrulina Arg succinat

Arg Orn uree

fumarat Carbamoil P

CO2 ATP NH3

Krebs

Anabolismul aminoacizilor

Aminoacizi – esentiali (Phe, Val, Thr, Trp, Ile, Met, His, Leu, Lys, Arg )

-neesentiali: Glu, Asp, Ala, Gln, Asn, Gly, Ser, Cys, Pro, Tyr

1,2 - Sinteza acidului glutamic si a glutaminei:

3,4 - Sinteza aspartatului si asparaginei:

5 - Sinteza alaninei

Alanin aminotransferaza (AAT)

6 - Sinteza prolinei

7 - Sinteza serinei

8 - Sinteza glicinei

CH3 metil N5

-CH2- metilen N5,10

-CH= metenil N5,10

-CHO formil N10

-CH=NH formimino N5

Methionine

S-Adenosylmethionine

S-Adenosylhomocysteine

Homocysteine

ATP

PPi + Pi

Acceptor

Methylated acceptor

Adenosine

Cystathionine

Methyl transferase

Cysteine + NH3 + α-Ketobutyrate

Methionine adenosyltransferase

Serine Cystathionine β-synthase

Cystathionase

9 - Sinteza cisteinei

10 - Sinteza tirozinei

In lipsa Phe hidroxilazei, Phe sufera transaminare la acid fenil piruvic

Fenil cetonurie, acidul fenil piruvic toxic pentru SNC, inapoiere mentala

Fixarea azotului

Molecula N2 – deosebit de stabila chimic

Microorganisme fixatoare de azot Bacterii: Azotobacter, Clostridium pasteurianum

Bacteroizi: cu Rhizobium -simbioza radacini leguminoase

Alge albastre-verzi

N2 + 3 H2 2 NH3

Feredoxina redusa Reductaza Nitrogenaza N2

NH3

ATP ADP

N2 + 8H+ +6e- 2 NH4+

12 ATP + 12 H2O 12 (ADP +Pi)

Produsa de fotosistemul I

Reductaza γ2, 65 kDa, centre Fe-S

Nitrogenaza α2β2, 220 kDa, Mo, Fe, centre Fe-S

1)  Fd redusa transfera electronii reductazei

2)  ATP se leaga la recuctaza si-I creste capacitatea reducatoare

3)  Electronii sunt transferati de la reductaza la nitrogenaza

4)  ATP este hidrolizat

5)  Reductaza disociaza de pe complex

6)  Nitrogenaza leaga N2 si-l reduce la NH4+

Clusterul de gene nif care codifica complexul de la Klebsiella pneumoniae a fost transferat cerealelor

Dificultati – complexul este sensibil la O2 – pe radacinile leguminoaselor

sunt nodozitati in care legHb consuma O2, scade pO2

- consumul mare de ATP; 1/9 din tot ATP generat de planta gazda

este utilizat de bacteroizi

Sperante – alge albastre-verzi care sintetizeaza ATP prin fotosinteza