Метаболизм аммиака. Катаболизм углеродного скелета аминокислот. (Лекция 3)

Содержание

Слайд 2

План лекции Пути образования аммиака. Пути обезвреживания аммиака. Цикл мочевины (орнитиновый

План лекции

Пути образования аммиака.
Пути обезвреживания аммиака.
Цикл мочевины (орнитиновый цикл Кребса-Хенселейта).
Взаимосвязь цикла

мочевины и цикла лимонной кислоты.
Деградация углеродного скелета аминокислот.


Метаболизм аммиака

Слайд 3

Аммиак Метаболизм аммиака

Аммиак

Метаболизм аммиака

Слайд 4

Пути образования аммиака Метаболизм аммиака NH3 образуется в ходе следующих процессов:

Пути образования аммиака

Метаболизм аммиака

NH3 образуется в ходе следующих процессов:
окислительного дезаминирования

аминокислот – это основной путь продукции NH3 .
Слайд 5

Пути образования аммиака Метаболизм аммиака NH3 образуется в ходе следующих процессов:

Пути образования аммиака

Метаболизм аммиака

NH3 образуется в ходе следующих процессов:
2) дезаминирования

биогенных аминов.

МАО
R-СH2NH2 + E-FAD +H2O → R-CОН + NH3 + E-FADH2
2) E-FADH2 + O2 → E-FAD + H2O2
↓ каталаза
H2O + ½ O2

Слайд 6

Пути образования аммиака Метаболизм аммиака NH3 образуется в ходе следующих процессов:

Пути образования аммиака

Метаболизм аммиака

NH3 образуется в ходе следующих процессов:
3) Дезаминирования

глутамина и аспарагина.

глутаминаза
Глутамин + Н2О → Глутамат + NH3
аспарагиназа
Аспарагин + Н2О → Аспартат + NH3

Слайд 7

Пути образования аммиака Метаболизм аммиака NH3 образуется в ходе следующих процессов:

Пути образования аммиака

Метаболизм аммиака

NH3 образуется в ходе следующих процессов:
4) дезаминирования

пуриновых и пиримидиновых оснований.
5) жизнедеятельности бактерий толстого кишечника.
Слайд 8

Пути обезвреживания аммиака Метаболизм аммиака Аммиак - токсичное соединение. В норме

Пути обезвреживания аммиака

Метаболизм аммиака

Аммиак - токсичное соединение. В норме содержание

аммиака в крови 25- 40 мкмоль/л.
Симптомы гипераммониемии
● Тремор
● Нечленораздельная речь
● Тошнота
● Рвота
● Головокружение
● Судорожные припадки
● Потеря сознания
● Кома с летальным исходом
Слайд 9

Метаболизм аммиака Пути обезвреживания аммиака Механизмы обезвреживания NH3: восстановительное аминирование α–кетоглутарата;

Метаболизм аммиака

Пути обезвреживания аммиака

Механизмы обезвреживания NH3:
восстановительное аминирование
α–кетоглутарата;
2)

образование амидов аминокислот – глутамина и аспарагина;
3) образование аммонийных солей в почках;
4) синтез мочевины.
Слайд 10

Аммиак Метаболизм аммиака Источники аммиака и пути его превращения в разных тканях

Аммиак

Метаболизм аммиака

Источники аммиака и пути его превращения в разных

тканях
Слайд 11

Метаболизм аммиака Пути обезвреживания аммиака Восстановительное аминирование α-кетоглутарата: Глутаматдегидрогеназа α–КГ +

Метаболизм аммиака

Пути обезвреживания аммиака

Восстановительное аминирование
α-кетоглутарата:
Глутаматдегидрогеназа
α–КГ + NH3 + NАD(Р)Н

+ Н+ ↔ L-Глу + NАD(Р)+ + Н2О
Слайд 12

Метаболизм аммиака Пути обезвреживания аммиака Образование амидов: Mg2+глутаминсинтетаза L-глутамат + АТР

Метаболизм аммиака

Пути обезвреживания аммиака

Образование амидов:
Mg2+глутаминсинтетаза
L-глутамат + АТР + NH3 →

L-глутамин АDP+Н3РО4
Mg2+, аспарагинсинтетаза
L-аспартат + АТР + NH3 → L-аспарагин + АМР +
Н4Р2О7
Слайд 13

Метаболизм аммиака Пути обезвреживания аммиака Глюкозо-аланиновый цикл

Метаболизм аммиака

Пути обезвреживания аммиака

Глюкозо-аланиновый цикл

Слайд 14

Пути обезвреживания аммиака Метаболизм аммиака Образование аммонийных солей NH3 + Н+ + Сl- →NH4Cl

Пути обезвреживания аммиака

Метаболизм аммиака
Образование аммонийных
солей
NH3 + Н+ + Сl-


→NH4Cl
Слайд 15

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Суммарное уравнение процесса синтеза мочевины 5 ферментов

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака
Суммарное уравнение процесса синтеза мочевины
5 ферментов
СО2 +

NH3 + 2Н2О + аспартат + 3АТР →
NH2-CO-NH2 + 2ADP + 2Рi + AMP + PPi +
фумарат
∆G0´ = - 40 кДж/моль

Синтез мочевины
Г. Кребс, К. Хенселайт, 1932 г.

Слайд 16

Пути обмена аммиака Метаболизм аммиака Транспортные формы аммиака А - выведение

Пути обмена аммиака

Метаболизм аммиака

Транспортные формы аммиака

А - выведение азота
из мышц

и кишечника в составе аланина и
глутамина; 
Б - выведение
азота из мозга и мышц в виде глутамина;
 В - экскреция аммиака из почек в виде аммонийных солей; 
Г - включение азота
аминокислот в мочевину в печени
Слайд 17

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Транспорт аммиака

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Транспорт аммиака

Слайд 18

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Глюкозо-лактатный цикл

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Глюкозо-лактатный цикл

Слайд 19

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Орнитиновый цикл Кребса 1 - карбамоилфосфат-синтетаза 1

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Орнитиновый цикл Кребса

1 - карбамоилфосфат-синтетаза 1
2 -

орнитинкарбамоил-трансфераза
3 - аргининосукцинат-
синтетаза
4 - аргининосукцинат-
лиаза
5 – аргиназа
Слайд 20

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Компартментализация цикла мочевины

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Компартментализация цикла мочевины

Слайд 21

Цикл мочевины Метаболизм аммиака

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Слайд 22

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Реакция образования карбамоилфосфата. Фермент - Карбамоилфосфат синтетаза

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака
Реакция
образования
карбамоилфосфата.
Фермент -
Карбамоилфосфат
синтетаза I.

2. Синтез

цитруллина
Фермент - Орнитинкарбамоил-трансфераза
Слайд 23

Цикл мочевины Метаболизм аммиака 3. Образование аргининосукцината. Фермент - Аргининосукцинат- синтетаза

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака
3. Образование
аргининосукцината.
Фермент -
Аргининосукцинат- синтетаза

4.

Образование
аргинина.
Фермент –
Аргининосукцинат-лиаза
Слайд 24

Цикл мочевины Метаболизм аммиака 5. Образование мочевины. Регенерация орнитина Фермент –

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

5. Образование
мочевины.
Регенерация орнитина
Фермент –
Аргиназа

Мочевина - главный

конечный продукт обмена азота в организме человека. С мочой за сутки выводится 25-30 г мочевины.
Слайд 25

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Регуляция активности карбамоилфосфатсинтетазы 1

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Регуляция активности карбамоилфосфатсинтетазы 1

Слайд 26

Цикл мочевины Метаболизм аммиака Связь цикла мочевины и цикла лимонной кислоты

Цикл мочевины

Метаболизм аммиака

Связь цикла мочевины и цикла лимонной кислоты


Слайд 27

Метаболизм аммиака Метаболизм аммиака Количество азотсодержащих веществ в моче (%) при нормальном белковом питании

Метаболизм аммиака

Метаболизм аммиака

Количество азотсодержащих веществ в моче (%) при нормальном

белковом питании
Слайд 28

Метаболизм аммиака Метаболизм аммиака Экскретируемые конечные продукты белкового обмена у разных видов животных

Метаболизм аммиака

Метаболизм аммиака

Экскретируемые конечные продукты белкового обмена у разных видов

животных
Слайд 29

Метаболизм аммиака Метаболизм аммиака Экскретируемые конечные продукты белкового обмена у разных видов животных аммониотелические уреотелические урикотелические

Метаболизм аммиака

Метаболизм аммиака

Экскретируемые конечные продукты белкового обмена у разных видов

животных

аммониотелические

уреотелические

урикотелические

Слайд 30

Аминокислотный фонд Катаболизм углеродного скелета АК Источники и пути использования аминокислот

Аминокислотный фонд

Катаболизм углеродного скелета АК

Источники и пути использования аминокислот

Слайд 31

Катаболизм углеродного скелета аминокислот Катаболизм углеродного скелета АК Аминокислоты в организме

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Катаболизм углеродного скелета АК

Аминокислоты в организме не

запасаются впрок. Избыточные аминокислоты используются организмами : их углеродные скелеты при перестройках определенного рода могут вовлекаться в биосинтез жирных кислот, глюкозы, кетоновых тел, изопреноидов и др., а также окисляться в ЦТК, обеспечивая клетку энергией.
Превращение углеродных скелетов аминокислот в амфиболические интермедиаты было установлено при при изучении различных  режимов питания. проведенном в период 1920—1940 гг. Эти данные позднее были подтверждены и расширены в исследованиях с  использованием меченых аминокислот.
Слайд 32

Катаболизм углеродного скелета АК Катаболизм углеродного скелета аминокислот Стратегия разрушения углеродных

Катаболизм углеродного скелета АК

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Стратегия разрушения

углеродных скелетов аминокислот состоит в том, чтобы в клетке сформировались ключевые промежуточные продукты, пригодные как для биосинтеза клеточных соединений, так и для дальнейшего окисления, связанного с запасанием энергии.
Углеродные скелеты 20 протеиногенных аминокислот в ходе многочисленных и сложных преобразований превращаются в итоге в семь различных продуктов деградации: пируват, ацетил-СоА, ацетоацетил-СоА, a-кетоглутарат, сукцинил-СоА, фумарат и оксалоацетат. Некоторые аминокислоты (Лей, Три, Иле) могут превращаться не в одно, а в несколько из этих семи соединений.
Слайд 33

Катаболизм углеродного скелета АК Катаболизм углеродного скелета аминокислот Пять из семи

Катаболизм углеродного скелета АК

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Пять из семи

перечисленных метаболитов (пируват, a-кетоглутарат, сукцинил-СоА, фумарат и оксалоацетат) могут служить субстратами для глюконеогенеза, поэтому аминокислоты, распадающиеся с образованием этих продуктов, называются глюкогенными (гликогенными).
К глюкогенным относятся все протеиногенные аминокислоты, за исключением лейцина и лизина. Следует отметить, что все перечисленные продукты деградации аминокислот могут окисляться в ЦТК, являясь его промежуточными соединениями, либо (как пируват) способны включаться в цикл после превращения в ацетил-СоА или оксалоацетат.
Слайд 34

Катаболизм углеродного скелета аминокислот Катаболизм углеродного скелета АК Строго кетогенные –

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Катаболизм углеродного скелета АК

Строго кетогенные – лейцин и

лизин (катаболизм их связан с образованием исключительно ацетил-СоА и ацетоацетил-СоА, которые используются для синтеза кетоновых тел, жирных кислот и изопреноидов).
Глюкокетогенные - фенилаланин, тирозин, триптофан, изолейцин (при их распаде образуются вещества, способные превращаться в глюкозу и кетоновые тела - пируват, метаболиты ЦТК, ацетил-СоА).
Слайд 35

Катаболизм углеродного скелета аминокислот Катаболизм углеродного скелета АК Глюкогенные, кетогенные и глюкокетогенные аминокислоты

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Катаболизм углеродного скелета АК

Глюкогенные, кетогенные и

глюкокетогенные аминокислоты
Слайд 36

Катаболизм углеродного скелета аминокислот Катаболизм углеродного скелета АК

Катаболизм углеродного скелета аминокислот

Катаболизм углеродного скелета АК