Upload
alupuluialina
View
265
Download
1
Embed Size (px)
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
1/22
-- ocupă un loc principal printre multidudinea docupă un loc principal printre multidudinea dtransformări ale compuşilor proprii materiei vii transformări ale compuşilor proprii materiei vii Rolul plastic al proteinelor este incomparabil mRolul plastic al proteinelor este incomparabil m
important decât rolul lor ca sursă de energieimportant decât rolul lor ca sursă de energie Proteinele alimentare nu intră nic Proteinele alimentare nu intră nic i i odată în constituţiaodată în constituţia
ţesuturilor organismelor fără o prealabilă degradare a lorţesuturilor organismelor fără o prealabilă degradare a lor Proteinele extracelulare nu pot stăbate membranaProteinele extracelulare nu pot stăbate membrana
celulară – ele fiind în prealabil hidrolizate până lacelulară – ele fiind în prealabil hidrolizate până la
aaaa
- trebuie abordat la două nivele- trebuie abordat la două nivele metabolismul aminoacizilor metabolismul aminoacizilor
metabolismul proteinelor pp-zisemetabolismul proteinelor pp-zise
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
2/22
-- Se realizează prin mecanisme generale deSe realizează prin mecanisme generale debiosinteză şi degradare, comune tuturorbiosinteză şi degradare, comune tuturor aaaa, dar şi pe, dar şi pecăi particulare, proprii fiecăruicăi particulare, proprii fiecărui aaaa în parteîn parte
!n organismul animal"!n organismul animal"aaaa provin din provin din- proteine alimentare- proteine alimentare
BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
- proteine proprii- proteine proprii
origine exogenăorigine exogenă
în urma hidrolizei lor sub acţiuneîn urma hidrolizei lor sub acţiune proteazelor intracelulare proteazelor intracelulare
!n acelaşi timp" în organismele animale are loc o!n acelaşi timp" în organismele animale are loc obiosinteză proprie debiosinteză proprie deaaaa #neesenţiali$" cei esenţiali fiin#neesenţiali$" cei esenţiali fiin procuraţi din hrană procuraţi din hrană
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
3/22
Plantele şi microorganismele au capacitatea de a-şiPlantele şi microorganismele au capacitatea de a-şisintetiza toţisintetiza toţiaaaa fără nici o excepţiefără nici o excepţie
- aminare reductivă- aminare reductivă
BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
- transaminare- transaminare
%iosinteză%iosintezăaaaa decurge prindecurge prin
Plantele şi microorganismele reprezintă surse dePlantele şi microorganismele reprezintă surse deaaaa esenţiali pentru animaleesenţiali pentru animale
- căi specifice- căi specifice
- căi comune- căi comune
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
4/22
!"IN!%E %E&'#TI() !"IN!%E %E&'#TI() BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
Procesul Procesul decurge în & etapedecurge în & etape
foloseşte ca precursorifoloseşte ca precursori* * -cetoacizii -cetoacizii ce se formează înce se formează încantităţi mari princantităţi mari prindegradarea aerobădegradarea aerobă aa glucidelor glucidelor
- condensarea- condensarea ' ' -cetoacidului -cetoacidului cucu () () ** şi formarea unuişi formarea unuiiminoacid iminoacid
- reducerea- reducerea iminoacidului şi formarea aminoacidului iminoacidului şi formarea aminoacidului
COOH
O
R COOH
NH
RC + NH 3- H 2O
C
cetoacid iminoacid
COOH
NH2
RCOOH
NH
R
NADH+H + NAD +
CH
aminoacid
C
iminoacid
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
5/22
!"IN!%E %E&'#TI() !"IN!%E %E&'#TI() BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
prin acest mecanism se formează prin acest mecanism se formează alaninaalanina"" acidulacidulaspartic aspartic şişi acidul glutamic acidul glutamic
ambele reacţii sunt catalizate deambele reacţii sunt catalizate deenzime specificeenzime specifice
COOHO
CH3 COOHNH2
CH3C + NH 3
acidul piruvic
NADH+H + NAD+
CH
alanina
alanindehidrogenaza
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
6/22
!"IN!%E %E&'#TI() !"IN!%E %E&'#TI() BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
COOHO
CH2HOOC COOH
NH2
CH2HOOCC + NH 3
acidul oxalilacetic
NADH+H + NAD +
CH
acid aspartic
aspartatdehidrogenaza
COOH
O
(CH 2)2HOOC COOH
NH2
(CH 2)2HOOCC + NH 3
acidul cetoglutaric
NADH+H + NAD+
CH
acid glutamic
glutamatdehidrogenaza
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
7/22
!"IN!%E %E&'#TI() !"IN!%E %E&'#TI() BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
COOH
NH2
CH2
HOOCCHCH
COOHHOOC
+ NH 3
acidul umaric
CH
acid aspartic
aspartaza
în organisme pot avea loc şi procese de aminareîn organisme pot avea loc şi procese de aminarereductivă specifice anumitorreductivă specifice anumitoraaaa
acidul aspartic acidul aspartic se poate forma şi prin simpla aminare ase poate forma şi prin simpla aminare aacidului fumaric acidului fumaric
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
8/22
!"IN!%E %E&'#TI() !"IN!%E %E&'#TI() BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
în organismele animale sursa de azot este în specialîn organismele animale sursa de azot este în specialazotul aminic şi mai puţin cel amoniacal azotul aminic şi mai puţin cel amoniacal
în plante şi microorganisme este utilizat îndeosebiîn plante şi microorganisme este utilizat îndeosebiazotul amoniacal ce provine din azotaţii luaţi din sol sauazotul amoniacal ce provine din azotaţii luaţi din sol sauchiar din azotul atmosferic #în cazul m+o+ fixatoare de ($chiar din azotul atmosferic #în cazul m+o+ fixatoare de ($
întrucât amoniacul este toxic pentru celule" el esteîntrucât amoniacul este toxic pentru celule" el estedepozitat sub formă de amide #asparagină" glutamină$depozitat sub formă de amide #asparagină" glutamină$ azotul organic provenit din substanţele organice nuazotul organic provenit din substanţele organice nu
este direct asimilabil este direct asimilabil
sub acţiuneasub acţiunea ureazei ureazei "" ureeaureea este traneste transsformată în () formată în () ** i acesta este fixat i de ozitat sub formă de amidei acesta este fixat i de ozitat sub formă de amide
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
9/22
T%!NS!"IN!%E T%!NS!"IN!%E BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
este un proces caracteristic pentru toateeste un proces caracteristic pentru toate
organismeleorganismele procesul constă în transferul grupării amino de pe procesul constă în transferul grupării amino de pe
unun aminoacidaminoacid pe un pe un cetoacid cetoacid
cu formarea unuicu formarea unui nou aminoacid nou aminoacid şi a unuişi a unui nounoucetoacid cetoacid reac+ia este catalizată dereac+ia este catalizată de transaminaze specificetransaminaze specifice
care au drept coenzimăcare au drept coenzimă pirido alfosfatul pirido alfosfatul
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
10/22
T%!NS!"IN!%E T%!NS!"IN!%E BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
donorii principali de grupări amino suntdonorii principali de grupări amino sunt acidulacidul
glutamic glutamic ,, acidul aspartic acidul aspartic şi amidele lor şi amidele lor ca acceptori principali func+ionează acidulca acceptori principali func+ionează acidul * * - -
cetoglutaric şicetoglutaric şi acidul piru.ic acidul piru.ic
s-a stabilit că e istă un număr mare des-a stabilit că e istă un număr mare de aaaa / / .alina.alina ,,leucinaleucina ,, izoleucinaizoleucina,, metioninametionina,, cisteinacisteina , etc01 care pot, etc01 care potceda gruparea lor amino diferi+ilorceda gruparea lor amino diferi+ilor *- *- cetoacizi cetoacizi
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
11/22
T%!NS!"IN!%E T%!NS!"IN!%E BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
R CH
COOH
NH2
R! CH
COOH
NH2
R C"O
COOH
R! C"O
COOH
+ +
aminoacid cetoacid aminoacid cetoacid
CH
CH 2COOH
NH2COOH CH 3
CH
COOH
NH2C"O
CH 3
COOH
C"O
CH 2COOH
COOH+ +
acid glutamic acid piru.ic alaninaacid cetoglutaric
#$%
( )2 ( )2
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
12/22
T%!NS!"IN!%E T%!NS!"IN!%E BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
acest proces prezintă o importan+ă deosebităacest proces prezintă o importan+ă deosebită pentru biosintezapentru biosinteza aaaa şi respecti. substan+elorşi respecti. substan+elor proteiceproteice
constituie una din căile de cone iune dintreconstituie una din căile de cone iune dintremetabolismul glucidelor şi cel al proteinelor metabolismul glucidelor şi cel al proteinelor
*- *- cetoacizii cetoacizii ce rezultă din degradarea glucidelorce rezultă din degradarea glucidelorsunt utiliza+i la biosintezasunt utiliza+i la biosinteza aaaa at2t prin aminareat2t prin aminarereducti.ă c2t şi prin transaminarereducti.ă c2t şi prin transaminare
acidul glutamic acidul glutamic şişi acidul aspartic acidul aspartic sunt considera+isunt considera+icomponen+i c3eie în metabolismulcomponen+i c3eie în metabolismul aaaa şi alşi al proteinelor proteinelor
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
13/22
#)I S4E#I5I#E 6 !lte mecanisme implicate în#)I S4E#I5I#E 6 !lte mecanisme implicate înbiosinteza aabiosinteza aa
BIOSINTE ! !"INO!#I I$O% BIOSINTE ! !"INO!#I I$O%
tirozinatirozina rezultă din oxidarea enzimatică arezultă din oxidarea enzimatică afenil-alaninei fenil-alaninei
cisteinacisteina se formeazăse formează prin transferul de grupăriprin transferul de grupări –,) pe–,) pe serinăserină
CH2
CH
NH2
COOHCH2
CH
NH2
COOH
OH
enilalanina tiro&ina
tiro&ina&a
CH2
CH
OH
NH2
COOH
CH2
CH
'H
NH2
COOH
+ H2'
- H 2 O
serina cisteina
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
14/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% o parte dino parte din aaaa liberi existenţi în celule sunt utilizaţi îliberi existenţi în celule sunt utilizaţi îbiosinteza de noi proteinebiosinteza de noi proteine
o altă parte dino altă parte din aaaa liberi este degradată parţial sauliberi este degradată parţial sautotal cu formare de .total cu formare de . & & " ) " ) & & . şi () . şi () **
presupune o multitudine de procese biochimice prin presupune o multitudine de procese biochimice princare sunt afectate grupările () care sunt afectate grupările () & & - şi - ..) - şi - ..)
reacţia care are loc la nivelul grupării carboxilreacţia care are loc la nivelul grupării carboxil//decarbo ilaredecarbo ilare
reacţiile care au loc la nivelul grupării aminoreacţiile care au loc la nivelul grupării amino//dezaminaredezaminare şişi transaminaretransaminare
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
15/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O%
are loc în ţesuturile animalelor şi plantelor" precum şare loc în ţesuturile animalelor şi plantelor" precum ş
la microorganismela microorganisme
conduce la formarea de .conduce la formarea de . & & şi amineşi amine aminele ce se formează posedă o înaltă activitateaminele ce se formează posedă o înaltă activitate
fiziologicăfiziologică// amine biogeneamine biogene reacţia este catalizată dereacţia este catalizată de decarboxilaze specificedecarboxilaze specifice
pentru fiecare pentru fiecareaaaa în parte # în parte # liazeliaze $ $
&E#!%BO7I$!%E &E#!%BO7I$!%E
nu are loc pe scară largă şi de aceea este consideratănu are loc pe scară largă şi de aceea este consideratămai puţin o cale de degradare amai puţin o cale de degradare aaaaa" ci mai mult o cale de" ci mai mult o cale debiosinteză a aminelor bio ene
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
16/22
R CH NH2
COOH
R CH2
NH2
CO2
aminoacid amina
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
17/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O%
prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea 3istidinei 3istidinei rezultărezultă 3istamina3istamina
au rol de hormoni tisulari au rol de hormoni tisulari
&E#!%BO7I$!%E &E#!%BO7I$!%E
prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea triptofanuluitriptofanului rezultărezultă triptaminatriptamina prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea tirozinei tirozinei rezultărezultă tiraminatiramina
prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea lizinei lizinei rezultărezultă cada.erinacada.erina prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea ornitinei ornitinei rezultărezultă putresceina putresceina
produşi de putrefacţie produşi de putrefacţie
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
18/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O%
prin decarbo ilarea prin decarbo ilarea acidului glutamic acidului glutamic rezultărezultă
acidulacidul
8 8
-aminobutiric -aminobutiric
rol important pentru metabolismul ţesutului nervosrol important pentru metabolismul ţesutului nervos
&E#!%BO7I$!%E &E#!%BO7I$!%E
toatetoate aminele biogene posedă o pronun+atăaminele biogene posedă o pronun+atăac+iune fiziologică şi îşi manifestă această ac+iune înac+iune fiziologică şi îşi manifestă această ac+iune încantită+i foarte mici cantită+i foarte mici formarea lor în concentra+ii mari poate influen+aformarea lor în concentra+ii mari poate influen+anegati. acti.itatea normală a organismului negati. acti.itatea normală a organismului
la organismele animale e istă ola organismele animale e istă o aminoo idazăaminoo idazăacti.ă ce o idează aminele în alde3ideleacti.ă ce o idează aminele în alde3idelecores unzătoare
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
19/22
R CH2
NH2
R CH NH
R CH NH R CHO
R CHO R COOH
amina
+ O2
+ H2O
2
imina
aldehida
acid
+ H 2O + NH 3
+ 1/2 O 2
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
20/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O%
4rin dezaminare se în+elege eliminarea grupării4rin dezaminare se în+elege eliminarea grupăriiamino din aminoacizi cu formare de cetoacizi,amino din aminoacizi cu formare de cetoacizi,3idro iacizi sau acizi carbo ilici satura+i sau nesatura+i3idro iacizi sau acizi carbo ilici satura+i sau nesatura+işi amoniac0şi amoniac0
&E &E !"IN!%E !"IN!%E
! ! cest proces poate decurge pe mai multe căicest proces poate decurge pe mai multe căi
- dezaminare oxidativă- dezaminare oxidativă- dezaminare hidrolitică- dezaminare hidrolitică- dezaminare reductivă- dezaminare reductivă
- dezaminare intramoleculară- dezaminare intramoleculară
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
21/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% &E &E !"IN!%E !"IN!%E - dezaminare oxidativă- dezaminare oxidativă
- dezaminare hidrolitică- dezaminare hidrolitică
R CH
NH2
COOH R C
NH
COOH R C
O
COOH
aminoacid iminoacid
FAD FADH 2
H 2 O
NH3 cetoacid
R CH
NH2
COOH R CH
OH
COOH
aminoacid
H 2 O
NH 3hidroxiacid
8/20/2019 Metabolismul Protidelor - Metabolismul Aa
22/22
#!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% #!T!BO$IS"'$ !"INO!#I I$O% &E &E !"IN!%E !"IN!%E - dezaminare reductivă- dezaminare reductivă
- dezaminare intramoleculară- dezaminare intramoleculară
R CH
NH2
COOH R CH 2 COOH
aminoacid
+ H 2
NH 3 acid carboxilic
CH2
CH
NH2
COOHR CH CH COOHR
aminoacidNH 3
acid carboxilic nesaturat