71. Шляхи утворення та знешкодження аміаку в організмі.

Основними джерелами аміаку в організмі є:

1. Дезамінування амінокислот ( непряме, окиснювальне);

2. Окиснювальне дезамінування біогенних амінів (гістаміну, серотоніну тощо);

3. Дезамінування пуринових основ (гуаніну і аденіну);

4. Дезамінування амідів амінокислот (аспарагіну і глутаміну);.

5. Розпад піримідинових основ (урацилу, тиміну, цитозину).

Основним джерелом утворення аміаку в тканині головного мозку є реакція гідролітичного дезамінування АМФ до інозинмонофосфату (ІМФ), що каталізується ферментом аденозиндезаміназою. Аміак, що вивільняється, знешкоджується в результаті глутамінсинтетазної реакціі; утворюючи з L-глутамату глутамін, який виводиться з головного мозку.

Механізми знешкодження аміаку

1) утворення сечовини;

2) відновне амінування або трансреамінування;

3) утворення амідів амінокислот – аспарагіну та глутаміну;

4) утворення амонійних солей.

+Молекулярними формами транспорту аміаку з органів і тканин, де він утворюється (м'язів, головного мозку, кишки тощо), є глутамін (амід глутамінової кислоти) та аланін Концентрація глутаміну та аланіну в плазмі крові людини значно перевищує вміст інших амінокислот.

72. Біосинтез сечовини: послідовність ферментних реакцій біосинтезу, генетичні аномалії ферментів циклу сечовини

Джерелами двох аміногруп, що використовуються для утворення молекули сечовини, є аміак, який вивільняється при окислювальному дезамінуванні L-глутамату, та аміногрупа амінокислоти L-аспартату.

РЕАКЦІЇ: 1)У матриксі мітох.: утворення з аміаку та діоксиду вуглецю за участю АТФ карбамоїлфосфату: Реакція каталізується карбамоїлфосфатсинтетазою. Джерелом аміногрупи (у вигляді молекули аміаку) є глутаматдегідрогеназна реакція.

2)Перенесення карбамоїльної групи на орнітин з утворенням цитруліну ( фермент - орнітинкарбамоілтрансфераза)

3)У цитопл.: Акцептування другої аміногрупи шляхом взаємодії цитруліну з L-аспартатом. Утв. Аргініносукцинату (фермент - аргініносукцинатсинтетаза)

4) Розщеплення аргініносукцинату при дії ферменту аргініносукцинатліази; продуктами реакції є: аргінін - безпосередній попередник сечовини - та фумарат – йде в ЦТК або перетв. на аспартат (для третьої реакц)

5) Гідроліз аргініну при дії ферменту аргінази з утворенням сечовини та регенерацією орнітину (завершення метаболічного циклу):

Генетичні дефекти ферментів синтезу: найважчими клінічни­ми проявами характеризуються порушення синтезу карбамоїлфосфатсинтетази та орнітинкарбамоїлтрансферази. Діти з такими генетичними дефектами страждають вираженою енцефалопатією, прояви якої дещо послаблюються в умовах повного виключення споживання харчових білків.

73. Загальні шляхи метаболізму вуглецевих скелетів амінокислот в організмі людини. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти.

Двадцять L-амінокислот, що розрізняються за своєю хімічною структурою, біологічною роллю та особливостями метаболізму, входять до складу білків організму і присутні в клітинах та екстрацелюлярних просторах у вільному стані. Безазотисті скелети вільних амінокислот, які утворюються в результаті трансамінування та дезамінування, - це метаболіти гліколізу, цитратного циклу, В-окислення жирних кислот або речовини, що можуть перетворюватися в інтермедіати цих головних катаболічних шляхів організму. Специфічні біохімічні шляхи катаболізму окремих двадцяти природних амінокислот конвергують з утворенням лише п' яти молекулярних продуктів -біомолекул, що вступають у цикл трикарбонових кислот, повністю окислюючись до діоксиду вуглецю та води. Цими продуктами є:

1. Ацетил-КоА -утворюється при катаболізмі десяти амінокислот, серед яких:

-п'ять амінокислот (аланін, цистеїн, серин, треонін, гліцин) розщеплюються до ацетил-КоА через піруват;

- п' ять амінокислот ( фенілаланін, тирозин, лейцин, лізин, триптофан) розщеплюються до ацетил-КоА через ацетоацетил-КоА.

Частина вуглецевого скелета лейцину та триптофану, а також ізолейцину перетворюється на ацетил-КоА безпосередньо; частина молекули ізолейцину перетворюється на сукциніл-КоА.

2. а-Кетоглутарат -утворюється при катаболізмі п'яти амінокислот-глутамату, глутаміну, аргініну, гістидину, проліну.

Вступ чотирьох із цих амінокислот в ЦТК відбувається через їх перетворення на глутамат.

З. Сукциніл-КоА -утворюється при катаболізмі трьох амінокислот- ізолейцину, валіну, метіоніну (частина молекули ізолейцину, як зазначено вище, перетворюється в ацетил-КоА).

4. Фумарат -утворюється при катаболізмі фенілаланіну та тирозину; вуглецеві скелети цих амінокислот утворюють два метаболіти ЦТК-ацетил-КоА (через ацетоацетил-КоА) та фумарат.

5. Оксалоацетат -утворюється при катаболізмі аспартату та аспарагіну; аспартат перетворюється в оксалоацетат через реакцію трансамінування.

Глюкогенні амінокислоти - це L-Амінокислоти, що метаболізуються в циклі трикарбонових кислот, які можуть включати свої вуглецеві скелети в молекули глюкози. Використовуються у синтезі глюкози після їх входження в ЦТК через ацетил-КоА, а-кетоглутарат, сукциніл-КоА та фумарат

Кетогенні амінокислоти – Це дві L-амінокислоти, які включаються в катаболізм тільки через ацетоацетил-КоА, який у клітинах печінки може перетворюватися на кетонові тіла ацетоацетат та В-гідроксибутират. Кетогенез із амінокислот має особливо негативне значення при деяких порушеннях ферментних процесів, зокрема при некомпенсованому цукровому діабеті, у зв'язку з чим таким хворим рекомендується обмежувати надходження кетогенних амінокислот у складі продуктів харчування.