7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

1/20

-- ocup un loc principal printre multidudinea deocup un loc principal printre multidudinea detransformri ale compuilor proprii materiei viitransformri ale compuilor proprii materiei vii

Rolul plastic al proteinelor este incomparabil maiimportant dect rolul lor ca surs de energie

Proteinele alimentare nu intr niciodat n constituiaesuturilor organismelor fr o prealabil degradare a lor

Proteinele extracelulare nu pot stbate membranacelular ele fiind n prealabil hidrolizate pn la aa

- trebuie abordat la dou nivele:

metabolismul aminoacizilor

metabolismul proteinelor pp-zise

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

2/20

-- Se realizeaz prin mecanisme generale deSe realizeaz prin mecanisme generale debiosintez i degradare, comune tuturorbiosintez i degradare, comune tuturoraaaa, dar i pe, dar i peci particulare, proprii fiecruici particulare, proprii fiecruiaaaa n parten parte

n organismul animal, aaprovin din:

- proteine alimentare

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

- proteine proprii

origine exogen

n urma hidrolizei lor sub aciuneaproteazelor intracelulare

n acelai timp, n organismele animale are loc obiosintez proprie de aa (neeseniali), cei eseniali fiind

procurai din hran

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

3/20

Plantele i microorganismele au capacitatea de a-isintetiza toiaafr nici o excepie

- aminare reductiv

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

- transaminare

Biosintez aadecurge prin:

Plantele i microorganismele reprezint surse de aaeseniali pentru animale

- ci specifice

- ci comune

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

4/20

AMINARE REDUCTIV

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

Procesuldecurge n 2 etape:

folosete ca precursori-cetoaciziice se formeaz ncantiti mari prin degradarea aerob a glucidelor

- condensarea -cetoaciduluicu NH3i formarea unuiiminoacid

- reducerea iminoacidului i formarea aminoacidului

COOH

O

R COOH

NH

RC + NH3

- H2O

C

cetoacid iminoacid

COOH

NH2

RCOOH

NH

R

NADH+H+ NAD+

CH

aminoacid

C

iminoacid

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

5/20

AMINARE REDUCTIV

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

prin acest mecanism se formeaz alanina, acidulasparticiacidul glutamic

ambele reacii sunt catalizate de enzime specifice

COOH

O

CH3 COOH

NH2

CH3C + NH3

acidul piruvic

NADH+H+ NAD+

CH

alanina

alanindehidrogenaza

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

6/20

AMINARE REDUCTIV

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

COOH

O

CH2

HOOC COOH

NH2

CH2

HOOCC + NH2

acidul oxalilacetic

NADH+H+ NAD+

CH

acid aspartic

aspartatdehidrogenaza

COOH

O

(CH2)2

HOOC COOH

NH2

(CH2)2

HOOCC + NH2

acidul cetoglutaric

NADH+H+ NAD+

CH

acid glutamic

glutamatdehidrogenaza

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

7/20

AMINARE REDUCTIV

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

COOH

NH2

CH2

HOOCCHCH

COOHHOOC

+ NH2

acidul fumaric

CH

acid aspartic

aspartaza

n organisme pot avea loc i procese de aminarereductiv specifice anumitoraaacidul asparticse poate forma i prin simpla aminare aacidului fumaric

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

8/20

AMINARE REDUCTIV

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

n organismele animale sursa de azot este n specialazotul aminic i mai puin cel amoniacal

n plante i microorganisme este utilizat ndeosebiazotul amoniacal ce provine din azotaii luai din sol sauchiar din azotul atmosferic (n cazul m.o. fixatoare de N) ntruct amoniacul este toxic pentru celule, el estedepozitat sub form de amide (asparagin, glutamin) azotul organic provenit din substanele organice nu estedirect asimilabil sub aciunea ureazei, ureea este transformat n NH

3

iacesta este fixat i depozitat sub form de amide

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

9/20

TRANSAMINARE

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

este un proces caracteristic pentru toateorganismele

procesul const n transferul gruprii amino de peun aminoacidpe un cetoacid

cu formarea unui nou aminoacid i a unui noucetoacid

reacia este catalizat de transaminaze specificecare au drept coenzimpiridoxalfosfatul

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

10/20

TRANSAMINARE

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

donorii principali de grupri amino sunt: acidulglutamic, acidul aspartici amidele lor

ca acceptori principali funcioneaz: acidul -cetoglutaric iacidul piruvic

s-a stabilit c exist un numr mare de aa (valina,leucina, izoleucina, metionina, cisteina, etc.) care potceda gruparea lor amino diferiilor-cetoacizi

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

11/20

TRANSAMINARE

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

R CH

COOH

NH2

R' CH

COOH

NH2

R C=O

COOH

R' C=O

COOH

+ +

aminoacid cetoacid aminoacidcetoacid

CH

CH2

COOH

NH2

COOH CH2

CH

COOH

NH2

C=O

CH2

COOH

C=O

CH2

COOH

COOH

+ +

acid glutamic acid piruvic alaninaacid cetoglutaric

GPT

( )2 ( )2

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

12/20

TRANSAMINARE

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

acest proces prezint o importan deosebitpentru biosinteza aa i respectiv substanelor proteice

constituie una din cile de conexiune dintremetabolismul glucidelor i cel al proteinelor

-cetoacizii ce rezult din degradarea glucidelorsunt utilizai la biosinteza aa att prin aminarereductiv ct i prin transaminare

acidul glutamic i acidul aspartic sunt considerai

componeni cheie n metabolismulaa i alproteinelor

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

13/20

CI SPECIFICE Alte mecanisme implicate nbiosinteza aa

BIOSINTEZA AMINOACIZILOR

tirozina rezult din oxidarea enzimatic a fenil-alaninei

cisteina se formeazprin transferul de grupriSH pe serin

C

H2

CH

NH2

COOHCH2

CH

NH2

COOH

OH

fenilalanina tirozina

tirozinaza

CH2

CH

OH

NH2

COOH

CH2

CH

SH

NH2

COOH

+ H2S

- H2O

serina cisteina

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

14/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR o parte din aa liberi existeni n celule sunt utilizai nbiosinteza de noi proteine

o alt parte din aa liberi este degradat parial sau total

cu formare de CO2, H2O i NH3 presupune o multitudine de procese biochimice princare sunt afectate gruprile NH2- i -COOH

reacia care are loc la nivelul gruprii carboxil =decarboxilare

reaciile care au loc la nivelul gruprii amino =dezaminare itransaminare

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

15/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR

are loc n esuturile animalelor i plantelor, precum i lamicroorganisme

conduce la formarea de CO2 i amine

aminele ce se formeaz posed o nalt activitatefiziologic = amine biogene

reacia este catalizat de decarboxilaze specifice pentrufiecare aa n parte (liaze)

DECARBOXILARE

nu are loc pe scar larg i de aceea este considerat

mai puin o cale de degradare a aa, ci mai mult o cale debiosintez a aminelor biogene

R CH NH2

COOH

R CH2

NH2

CO2

aminoacid amina

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

16/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR

prin decarboxilarea histidinei rezult histamina

au rol de hormoni tisulari

DECARBOXILARE

prin decarboxilarea triptofanului rezult triptamina prin decarboxilarea tirozineirezult tiramina

prin decarboxilarea lizineirezult cadaverina prin decarboxilarea ornitineirezultputresceina

produi de putrefacie

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

17/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR

prin decarboxilarea acidului glutamicrezult acidul-aminobutiric

rol important pentru metabolismul esutului nervos

DECARBOXILARE

toate aminele biogene posed o pronunat aciunefiziologic i i manifest aceast aciune n cantiti

foarte mici formarea lor n concentraii mari poate influenanegativ activitatea normal a organismului

la organismele animale exist o aminooxidaz

activ ce oxideaz aminele n aldehidelecorespunztoare

R CH2

NH2

R CH NH

R CH NH R CHO

R CHO R COOH

amina

+ O2

+ H2O

2

imina

aldehida

acid

+ H2O + NH3

+ 1/2 O2

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

18/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR

Prin dezaminare se nelege eliminarea gruprii aminodin aminoacizi cu formare de cetoacizi, hidroxiacizi sau

acizi carboxilici saturai sau nesaturai i amoniac.

DEZAMINARE

Acest proces poate decurge pe mai multe ci:

- dezaminare oxidativ

- dezaminare hidrolitic

- dezaminare reductiv

- dezaminare intramolecular

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

19/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR DEZAMINARE

- dezaminare oxidativ

- dezaminare hidrolitic

R CH

NH2

COOH R C

NH

COOH R C

O

COOH

aminoacid iminoacid

FAD FADH2

H2O

NH3

cetoacid

R CH

NH2

COOH R CH

OH

COOH

aminoacid

H2O

NH3

hidroxiacid

7/31/2019 Curs Nr. 12 - Metabolismul Protidelor

20/20

CATABOLISMUL AMINOACIZILOR DEZAMINARE

- dezaminare reductiv

- dezaminare intramolecular

R CH

NH2

COOH R CH2COOH

aminoacid

+ H2

NH2

acid carboxilic

CH2

CH

NH2

COOHR CH CH COOHR

aminoacid

NH2

acid carboxilic nesaturat