METIONINA



Egzogenna



metylacje



inicjuje biosyntezę białka



metylacja w „dojrzewaniu” hnRNA



tworzenie homoseryny i cysteiny

Forma aktywana

S-adenozylometionina

dawca grup

metylowych

w reakcjach:

• kwas guanidynooctowy -

kreatyna

• etanolamina(kolamina) -

cholina

 acetylacja  acetylocholina

• noradrenalina -

adrenalina

• histydyna -

metylohistydyna

 + -alanina  anseryna

Główny szlak przemian - powstawanie SAM

METIONINA

Główny szlak przemian - powstawanie SAM

METIONINA

+CH

3

METIONINA

+CH

3

METIONINA

Po demetylacji powstaje S-adenozylohomocysteina

• z seryną  nowe tioaminokwasy -

homoseryna

i

cysteina

• metabolitem pośrednim

cystatotionina

METIONINA

Po demetylacji powstaje S-adenozylohomocysteina
• z seryną  nowe tioaminokwasy -

homoseryna

i

cysteina

• metabolitem pośrednim

cystatotionina

METIONINA

Homoseryna

 





-liaza cystatotioninowa

2-oksomaślan
NAD+ 

oksydacyjna dekarboksylacja

HS-CoA



propionylo-CoA

+ CO

2

+ NADH+H

+

Homocysteina (HCY)

 Produkt metabolizmu metioniny

 Uwalniana do osocza; krąży w postaci utlenionej jako

homocystyna

i

dwusiarczek

cystyna-HCY

w

większości związana z białkami

 Nie może być wbudowana w strukturę białek

 Metabolizowana do cystyny lub metioniny
(enzymatycznie)

PRZEMIANA METIONINY I HOMOCYSTEINY

1. Metionina z białek pokarmowych wnika do ustroju
2. Demetylacja SAM „metioniny” 

homocysteina

3. Transsufuracja homocysteiny  cysteina;

koenzymem

-syntazy cystatotioniny

jest wit.

B

6

4. Remetylacja homocysteina  metionina; enzymy
–

syntaza

metioniny

i

reduktaza

metylenotetrahydrofolianu

(

MTHFR

); koenzymy – wit.

B

12

i kwas foliowy

5. Nagromadzanie homocysteiny przy upośledzonym

metabolizmie

Homocysteina (HCY)

Reduktaza
metylenotetrahydrofolianu
(MTHFR);

PRZEMIANA METIONINY

I HOMOCYSTEINY

Nagromadzanie
homocysteiny
przy
upośledzonym
metabolizmie

Demetylacja

Transsulfuracja

Remetylacja

Hiperhomocystynemia

 Norma

< 16 mmol/l

zależy

od metody

 Umiarkowana 16-30 mmol/l
 Pośrednia

30-100 mmol/l

 Ciężka

> 100 mmol/l

Homocysteina (HCY)

Homocysteina (HCY)

Hiperhomocystynemia

PRZYCZYNY

1. Niedobory (lub brak) enzymów metabolizmu
metioniny:

reduktazy

metylenotetrahydrofolianu lub -syntazy
cystatotioniny

 Uwarunkowane genetycznie występowanie

termolabilnej formy

MTHFR

(mutacja C677T – zamiana cytozyny na

alaninę w pozycji 6777 co daje

zamianę ala na wal); częstość

występowania homozygot 10-13% populacji

rasy białej 

umiarkowana hiperohomocystynemia

, szczególnie przy

obniżonej ilości kwasy foliowego
 Brak

syntazy cystationiny

(

ciężka hiperhomocyteinemia

;

1:200000), brak

MTHFR lub syntazy metioniny

Objawy – zmiany kośćca (nadmierne wydłużanie),

osteoporoza,

miażdżycowe zmiany naczyniowe, skłonność

do zakrzepów i zatorów
 częstość występowania heterozygot z niedoborem -syntazy
cystationiny i

umiarkowaną hiperohomocysteinemią –

1:200

Homocysteina (HCY)

Hiperhomocystynemia

PRZYCZYNY

2. Nabyte niedobory kwasu foliowego i wit. B

6

,

B

12

(koenzymów przemiany

homocysteiny)

 Jako wynik niskiej podaży w stosunku do zapotrzebowania w

diecie lub

upośledzone wchłanianie

 Odwrotne korelacja między stężeniem homocysteiny i

spożyciem tych

witamin oraz ich stężeniem we krwi

 Prawdopodobnie nieoptymalne stężenie witamin z grupy B

odgrywa rolę w

2/3 wszystkich przypadków

hiperhomocysteinemii

Homocysteina (HCY)

Hiperhomocystynemia

PRZYCZYNY

3. Hiperhomocysteinemia wtórna (w przebiegu
chorób np. w

niewydolności nerek, w

chorobach nowotworowych)

 Przewlekła niewydolność nerek – upośledzenie
wydalania oraz zaburzenia metabolizmu
 Dializa – wymywany kwas foliowy
 łuszczyca, chemioterapia nowotworów (>
obrotu

komórkowego, wyczerpanie B

12

i

kwasu foliowego
 Niektóre nowotwory np. sutka, jajnika, trzustki
 Umiarkowana w niedoczynności tarczycy
 ekspozycja na CS

2

Homocysteina (HCY)

Hiperhomocystynemia

PRZYCZYNY

4

. Jatrogenne (wywołane lekami) oraz

związane ze stosowaniem odżywek

 Leki wpływające na przemiany kwasu foliowego

(metotreksat,

fenytoina) lub

wit. B

6

(np. teofilina)

 barbiturany (cyt.P450)
 Nadmierne spożywanie alkoholu, kawy, palenie
papierosów
 duże dawki estrogenów
 niedobory wit. B

6

, B

12

, kwasu foliowego

 TRISOMIA - zespół Downa -

nadekspresja

syntetazy

;

b. niskie stężenie homocysteiny - rzadko chorują na
miażdżycę

Homocysteina (HCY)

Hiperohomocysteinemia

czynnik ryzyka chorób układu krążenia

1969 r McCully itd.

MECHANIZM – ATEROGENNY I
TROMBOGENNY



Autooksydacja

homocysteiny

 reaktywne

rodniki

tlenowe i nadtlenek wodoru 

bezpośrednie

uszkodzenie komórek

śródbłonka i utlenianie

lipoprotein LDL

 Powstaje także w tej reakcji

tiolakton

homocysteiny

; wchodzi w reakcję z LDL (z apoB)



agregaty LDL-

tiolakton homocysteiny



wychwytywanie przez makrofagi  komórki
piankowate  dalsze

powstawanie rodników

tlenowych i postępujące

utlenienie LDL;

 zmodyfikowane lipoproteiny są

immunogenne

.

Homocysteina (HCY)

Hiperohomocysteinemia

czynnik ryzyka chorób układu krążenia

 ogranicza biologiczną

dostępność NO

dla

komórek

śródbłonka  hamuje efekty

wazodilatacyjne
 Nasila tworzenie nadtlenków lipidowych  hamują

syntazę NO

w śródbłonku.

 Interakcja homocysteiny ze składnikami
hemostazy:

nasila aktywność

cz. VII i V

a

obniża aktywność

białka C

 Nasila

proliferację SMC

– działanie

mitogenne

 Zwiększa produkcję

kolagenu

przez SMC

CYSTEINA

• Częściowo egzogenny
• keratyna (włosy i paznokcie)
• stabilizacja struktury białka
• prekursor tauryny
• synteza CoA i glutationu

CYSTEINA

KATABOLIZM
• bezpośrednie utlenienie  sulfinian cysteiny

dioksygenaza cysteinowa (Fe

2+

, NAD(P)H)

• transaminacja  3-merkaptopirogronian  redukcja
przez

DH-mleczanową  3-merkaptomleczan 

desulfuracja

 pirogronian +

H

2

S

• 3-merkaptomleczan > w moczu

Cysteina  pirogronian

na kilka sposobów:

atom siarki pojawia się w H

2

S, SO

3

-2

lub SCN

-

cystynuria

- wzrost wydalania cystyny z moczem

(20-30X); wytrącanie kamieni cystynowych

CYSTEINA

Synteza koenzymu-A

cysteina + kwas fosfopantotenowy



pantotenylocysteina
-CO

2



tioetanolamid kwasu fosfopantotenowego) 

+2ATP

 PP

i

+ ADP

białko

przenoszące acyl (ACP)

koenzym A

Synteza glutationu

• syntetaza



-glutamylocysteinowa

• syntetaza gluationowa

CYSTEINA

•

Redukcja

- cystyna

•

Utlenienie

- kwas cysteinowy

• dekarboksylacja kwasu cysteinowego -

tauryna  sprzęga kwasy żółciowe  kwasy

taurocholowe

•

desulfuracja

(-H

2

S)  kwas aminoakrylowy 

kwas iminopropionowy  -NH

3

 kwas pirogronowy

•

transaminacja

 kwas merkaptopirogronowy

•

dekarboksylacja

 cysteamina

CYSTEINA

TREONINA

• Jedyny egzogenny hydroksy-aminokwas

TREONINA

•

aldolaza treoninowa

 glicyna + aldehyd octowy



- cykl aminoacetonowy
- + FH4  seryna

aldehyd octowy  dehydrogenaza aldehydowa (FAD)

 kwas octowy  syntetaza acetylo-CoA (Mg)

 + HS-CoA 

acetylo-CoA

•

dekarboksylacja

 hydroksypropyloamina

•  utlenienie  aminoaceton  druga droga wejścia

treoniny do cyklu aminoacetonowego

• nie ulega transaminacji

TREONINA

•

główne źródło metyloglioksalu

•

Szent-Gyorgyi - rola w regulacji podziałów komórkowych

METYLOGLIOKSAL

powstaje w

cyklu

aminoacetonowym

treonina 

utlenienie

 kwas 2-amino-3-oksomasłowy

(acetoaminooctowy)



dekarboksylacja

 aminoaceton 

aminooksydaza

 metyloglioksal

metyloglioksal 

utlenienie

 kwas pirogronowy



oksydacyjna dekarboksylacja

 acetylo-CoA +

glicyna  odtworzenie kwasu acetoaminooctowego

TREONINA

1. DH treoninowa

2. Dekarboksylaza

acetoaminoctanowa

3. Monoaminooksydaza

4. Oksydaza

metyloglioksylowa

5. Układ

wieloenzymowy

dekarboksylacji

oksydacyjnej

6. Syntaza

acetoaminooctowa

7. Aldolaza treoninowa

Cykl

aminoacetonowy

FENYLOALANINA

Egzogenny
•

dekarboksylacja

- enzymy bakteryjne 

fenyloetyloamina

• Zasadnicze przemiany - utlenienie pierścienia

aromatycznego przy pomocy O

2

FENYLOALANINA + O

2

+

tetrahydrobiopteryna

(kofaktor)

 hydroksylacja


hydroksylaza fenyloalaninowa

(monooksygenaza -

oksydaza o funkcji

mieszanej

(jeden O w produkcie a

drugi w H

2

O)

TYROZYNA + chinoid dihydrobiopteryny

Sumarycznie
fenyloalanina + O

2

+ NADH+H

+

 tyrozyna + NAD

+

+

H

2

O

FENYLOALANINA

Tetrahydrobiopteryna

- przenośnik elektronów

• powstaje przez redukcję dihydrobiopteryny przez

NADPH 

reduktaza dihydrofolianowa



tetrahydrobiopteryna .

• Podczas hydroksylacji fenyloalaniny  forma

chinonidowa

dihydrobiopteryny  ponownie

redukowana przez

reduktazę

dihydropterynową

 tetrahydrobiopteryna

FENYLOALANINA

Reduktaza dihydrofolianowa

Reduktaza dihydropterynowa

FENYLOALANINA

FENYLOKETONURIA;

choroba Fohlinga; niedorozwój

fenylopirogronowy

1:10 000 ; postać klasyczna; autosomalna, recesywna

• niedobór

4-monooksygenazy

(hydroksylazy

fenyloalninowej)

• homozygoci - całkowity niedobór w wątrobie

• na początku  fenyloalaniny we krwi (10-20x)

• od 4 miesiąca inna droga przemiany fenyloalaniny

FENYLOALANINA

• od 4 miesiąca inna droga przemiany
fenyloalaniny

Pojawiają się w moczu
gdy fen > 1 mM
> krążenie > OUN

FENYLOALANINA

FENYLOKETONURIA

TYPY HYPERFENYLOALANINEMII
I. Fenyloketonuria - brak 4-monooksygenazy
II. Uporczywa hiperfenyloalaninemia - niedobór 4-

monooksygenazy
III. Przejściowa hiperfenyloalaninemia - opóźnienie
w

dojrzewaniu 4-

monooksygenazy
IV. Niedobór reduktazy dihydrobiopterydyny -
niedobór lub

brak

enzymu
V. Anormalna funkcja dihydrobipteryny - wada w
syntezie
dihydrobiopteryny
Typ I + II + III = 97%
Typ IV i V = 3%
Typ I 1:10 000; Irlandia 1:5000; Polska 1:10000

FENYLOALANINA

• Zaburzenia neurologiczne; zahamowanie rozwoju

umysłowego

OUN

-

zaburzenia transportu aminokwasów
utylizacji glukozy
biosyntezy cholesterolu

(tkanka mózgowa małych

dzieci

syntetyzuje cholesterol!!;

dorosłych NIE)

• wtórne zaburzenie przemian

tyrozyny

-

fenyloalanina

hamuje syntezę dopaminy 

w moczu wydalany kwas

wanilinomigdałowy

(postać klasyczna)
• „mysi zapach” moczu (kwas fenylooctowy)

postać nieklasyczna fenyloketonurii
• niedobór

reduktazy dihydropterydyny

-

tetrahydropteryna

• kofaktor hydroksylazy fenyloalaninowej

FENYLOKETONURIA

TYROZYNA

TYROZYNA



transaminacja;

aminotransferaza tyrozynowa

p-HYDROKSYFENYLOPIROGRONIAN



utlenienie



hydroksylaza p-hydroksyfenylopirogronianowa



dioksygenaza

-

obydwa O przyłączane do produktu

(pierścień i -COOH)

HOMOGENTYZYNIAN



rozerwanie

pierścienia

[O

2

]



oksygenaza homogentyzynianowa

4-MALEILOACETOOCTAN



izomeryzacja;

izomeraza maleiloacetooctowa

4-FUMARYLOACETOOCTAN



hydroliza:

hydrolaza fumaryloacetooctowa

FUMARAN + ACETOOCTAN

Tyrozynemia

Alkaptonuria

Tyrozynuria

TYROZYNA

Częściowo egzogenna

• prekursor

hormonów

tyraminy, dopaminy, adrenaliny, noradrenaliny,
trójodotyroniny, tyroksyny

Tyramina

 dekarboksylacja tyrozyny

TYROZYNA

utlenienie i dekarboksylacja 

dopamina

TYROZYNA

Utlenienie, hydroksylacja DOPA-aminy  (

kwas

askorbinowy)



noradrenalina

 metylacja 

(adenozylometionona) 

adrenalina

Rola - pobudzanie receptorów adrenergicznych

NA - głównie alfa -; A - alfa- i beta-adrenergiczne;

Katcholaminy - !! Inhibitorami allosterycznymi

hydroksylazy tyrozyny

BIOSYNTEZA ADRENALINY

I NORADRENALINY

• Komórki rdzenia nadnerczy - adrenalina

• zakończenia nerwów sympatycznych - noradrenalina

BIOSYNTEZA ADRENALINY

I NORADRENALINY

DEGRADACJA

ADRENALINY

I

NORADREANALINY

Metabolity wydalane z
moczem jako siarczany
lub połączenia z
kwasem
glukuronowym

80% wszystkich metabolitów to:

• kwas metoksy-hydroksymigdałowy

(MHM)

• metoksynoradrenalina (MNA)

• metoksyadrenalina

COMT - metylotransferaza tlenowo-katecholowa

MAO - oksydaza monoaminowa

TYROZYNA

SYNTEZA MELANINY

melanosomy w melanocytach

TYROZYNA



oksydaza o-dwufenylowa (tyrozynaza

)

DOPA



oksydaza katecholowa

DOPA-chinon



DOPA-chrom



indochinon



polimeryzacja

MELANINA (EUMELANINY, FEOMELANINY)

Albinizm

TYROZYNA

ALKAPTONURIA
• brak

oksygenazy homogentyzynowej

• nagromadzanie

kwasu

homogentyzynowego



mocz
• zawiera w pierścieniu 2 grupy -OH; jest
hydrochinonem
• który się utlenia  ketony  zabarwienie
niebieskie 
• mocz ciemnieje na powietrzu

skutek metaboliczny niewielki
• niemożność wytwarzania produktów katabolizmu
Fen i Tyr i straty energetyczne
• brak syntezy glukozy z am. aromatycznych
• w późniejszym okresie  artretyzm

Alkaptonuria

TYROZYNA

ALBINIZM

• brak tyrozynazy w melanocytach; w innych
tkankach

aktywność prawidłowa

• synteza amin katecholowych (adrenaliny i
dopaminy)

prawidłowa

• upośledzona pigmentacja
• jest 10 postaci albinizmu oczno-skórnego
• tyrozynazo ujemni - całkowity brak widocznego
barwnika
• tyrozynazo dodatni - mają nieco barwnika
• Bielactwo oczne i zabarwienie włosów i skóry
normalne
• U wszystkich albinosów - prawidłowe pole widzenia
lecz

brak widzenia stereoskopowego;

światłowstręt

Albinizm

TRYPTOFAN

• egzogenny
• transaminacja  „ślepa uliczka”  -ketokwas
musi ulec ponownej aminacji
•

główny

szlak degradacji  rozerwanie pierścienia

-

dioksygenaza

tryptofanowa

  alanina 

glukogenny
•  kwas nikotynowy (wit.PP)
•  hormony -

tryptamina

,

serotonina

,

melatonina

•  w jelicie i bakterie

skatol

i

indol

- toksyczne -

zaparcia
•  w śluzówce jelita grubego - utlenianie do

indoksylu

- oksydaza indolowa

•  w wątrobie - estryfikacja przez aktywny siarczan


kwas indonylosiarkowy -

indykan

-

diagnostyka
• u roślin -

auksyny

np.kwas indoilooctowy

Katabolizm

Szlak kinureninowo-antranilowy

TRYPTOFAN

Dioksygenaza

oksydaza tryptofanowa

(Cu)

FORMYLOKINURENINA

+ H

2

O  mrówczan  HCO-H4folian

KINURENINA  kwas kiniureninowy



monooksygenaza

3-HYDROKSYKINURENINA  kwas ksanturenowy



kinureinaza

(zależna od wit. B

6

; niedobór B

6

- test

obciążeniowy Trp  wzrost kwasu

ksanturenowego

KWAS 3-HYDROKSYANTRANILOWY +

ALANINA

 rozerwanie pierścienia, -CO

2

TRYPTOFAN

Kwas -AMINO--KARBOKSYMUKONOWY

 -CO

2

KWAS

PIKOLINOWY



KWAS 2-AMINOMUKONOWY

NAD

+

 +NADH+H

+

KWAS 2-OKSOADYPINOWY

 -CO

2

GLUTARYLO-CoA

Ligand wiążący Zn

KWAS

PIKOLINOWY

• ligand wiążący Zn (Zn-LB)
• niedobór  zaburzone wchłanianie Zn
• szlak syntezy kwasu pikolinowego  egzokrynna
cześć

trzustki  wydzielenie do przewodu

pokarmowego
• niewydolność trzustki   synteza kwasu
pikolinowego
• u dzieci do 4 m życia - niska synteza
• drugie miejsce syntezy - gruczoł mleczny -

karmienie piersią

mleko kobiece 300 M
mleko krowie < 20 M

• potrzebna wit.B

6

 objaw niedoboru B

6

Objawy niedoboru
• Acrodermatitis enteropathica
• biegunka, zmiany skórne w dystalnych częściach
kończyn (dłonie, stopy), łysienie, zaburzenia rozwoju
fizycznego

Takie same objawy - niedobór Trp, B6, kwasu
pikolinowego

TRYPTOFAN

TRYPTOFAN

SYNTEZA NAD

Kwas -AMINO--KARBOKSYMUKONOWY



KWAS CHINOLINOWY



+ fosforybozylodifosforan (PRPP)



mononukleotyd kwasu nikotynowego

• W warunkach diety normalnobiałkowej 1/60
Trp może być przekształcona do niacyny;
pokrywa

zapotrzebowanie

Pelagra - u ludzi odżywiających się małą ilością
białka

lub białkiem niepełnowartościowym

• przetworzona kukurydza ma b. mało Trp

TRYPTOFAN

SYNTEZA SEROTONINY

POCHODNE 5-HYDROKSYTRYPTOFANU

•Przemiana o dużym znaczeniu ilościowym

• w wielu tkankach; ważna w mózgu i szyszynce

• Hydroksylaza - enzym o wysokim Km dla tryptofanu

Degradowana nieodwracalnie



oksydaza monoaminowa MAO

(flawina)

aldehyd 5-OH-indolooctowy + amoniak

 utlenienie

kwas 5-OH indolooctowy



usuwany z moczem - oznaczanie !!

hydroksylaza

dekarboksylaza

TRYPTOFAN

SEROTONINA

• Wytwarzanie: komórki APUD (przewód pokarmowy, głównie

jelito cienkie, drzewo oskrzelowe, szyszynka

• Przekaźnik w OUN

• zwęża naczynia krwionośne, stymuluje skurcz m. gładkich

• w rakowiaku (srebrzak) guz chromochłonny jelita -

zwiększone wytwarzanie serotoniny

• zamiast 1%, 60% tryptofanu zamienia się w serotoninę

• następstwem brak tryptofanu do przekształcenia w kwas

nikotynowy

POCHODNE 5-HYDROKSYTRYPTOFANU

TRYPTOFAN

SYNTEZA MELATONINY

5-HYDROKSYTRYPTOFAN

POCHODNE 5-HYDROKSYTRYPTOFANU

• Wydzielana przez szyszynkę

• działanie antygonadotropowe

antymelanotropowe
antykortykotropowe

TRYPTOFAN

DEKARBOKSYLACJA  TRYPTAMINA

TRYPTOFAN

TRYPTOFAN

HISTYDYNA

• Częściowo egzogenna; głównie do syntezy białek

Katabolizm

HISTYDYNA



deaminacja; amoniako liaza histydynowa

KWAS UROKANOWY



hydrataza

urokanianowa

 -H

2

O; wewnątrzcząsteczkowa oksydoredukcja

4-IMIDIAZOLONO-5-PROPIONIAN



hydroliza (imidazolonopropionaza)

N-FORMININOGLUTAMINIAN (FIGLU)



formininotransferaza

 N-5-formininotetrahydrofolian

KWAS GLUTAMINOWY  -ketoglutaran

niedobór kwasu foliowego  wzrost FIGLU

HISTYDYNA

katabolizm

Histydynemia

• brak amoniako-liazy histydynowej

• autosomalna, recesywana

• w moczu dużo imidiazolopirogronianu

• opóźnienie rozwoju umysłowego, wady wymowy

HISTYDYNA

Ergotioneina

• krwinki, wątroba

• dzięki -SH czynnik przeciwutleniajacy

KWAS GLUTAMINOWY

Źródła: pokarm i transaminacja -ketoglutaranu

pośrednio - z histydyny, argininy, proliny

• aminacja -

syntaza

glutaminowa

 glutamina

• dekarboksylacja  kwas

-aminomasłowy

(4-

aminomasłowy)

transaminacja  kwas pirogronowy

kwas bursztynowy + alanina

• kwas glutaminowy i glicyna + kwas glutaminowy 

cykl - glutamylowy   

• glutaminian sodu  dodatek do potraw; podnosi

smak

GLUTAMINA

• rezerwa azotu aminowego  do syntez 

nukleotydy

purynowe i pirymidynowe,

aminosacharydy

• łatwo przenika do pmr

CYKL -GLUTAMYLOWY

-glutamylotranspeptydaza

-glutamylocyklotransferaza

5-oksoprolinaza

syntetaza

-glutamylocysteiny

syntetaza glutationu

-glutamylocyklotransferaza

5-oksoprolinaza

UDZIAŁ CYKLU -glutamylowego w transporcie aminokwasów

Przemiana pośrednia

aminokwasów

monoaminodikarboksylo

wych

KWAS ASPARAGINOWY

• Transaminacja  szczawiooctan
• aminacja -

syntaza asparaginowa

 asparagina

• dekraboksylacja -alanina (1-dekarboksylaza)

alanina (4-dekraboksylaza)

• biosynteza mocznika  + cytrulina  kwas arginobursztynowy
• biosynteaza nukleotydów purynowych i pirymidynowych

ALANINA

Powstaje:
• transaminacja kwasu pirogronowego z kwasem

glutaminowym; asparaginowym; 4-

aminomasłowym
• dekarboksylacja kwasu asparaginowego
• pośrednia przemiana kwasu glutaminowego i
asparaginowego

Alanina + oksykwas 

pirogronian

Dekarboksylacja

 etanolamina

-ALANINA

• powstawanie -

dekarboksylacja

kwasu

asparaginowego (1-
dekarboksylaza)
• składnik koenzymu A, karnozyny i anseryny

-alanina + histydyna 

karnozyna

syntetaza karnozynowa

metylacja karnozyny 

anseryna

N-metylotransferaza

(S-metylometionina)

karnozyna - ludzkie mięśnie szkieletowe; anseryna - u gatunków o
szybkim skurczu mięśni (królik-kończyny; ptaki-mięśnie piersiowe)

U roślin i mikroorganizmów -alanina

bierze udział w biosyntezie kwasu

pantotenowego

Przemiana pośrednia seryny i alaniny

GLICYNA

• Transaminacja (-ketoglutarnan)  kwas
glioksylowy +
kwas glutaminowy
• sprzęganie ze związkami aromatycznymi

glicyna + kwas benzoesowy  kwas hipurowy
glicyna + kwas fenylooctowy  kwas
fenaceturowy

• sprzęganie z kwasami żółciowymi

kwas cholowy + glicyna  kwas glikocholowy

• glicyna +

sukcynylo-CoA

 biosynteza pierścienia

hemowego

• biosynteza glutationu
• biosynteza kreatyny

Główny szlak przemian to

Odwracalna przemiana glicyny z

udziałem

mitochondrialnego

kompleksu

syntazy glicynowej

wątroba

GLICYNA

Cykl bursztynianowo-glicynowy

• rozkład glicyny do CO

2

i NH

3

• metabolity pośrednie - kwas -aminolewulinowy  PORFIRYNY

SERYNA

• Udział w biosyntezie : sfingozyny, homoseryny,
cysteiny,

metioniny i tryptofanu

• seryna + palmitoilo-CoA 

sfingozyna

• -OH - centrum aktywne wielu enzymów,
szczególnie

hydrolaz

• produkty

dekarboksylacji

(kolamina) i metylacji

kolaminy (cholina) - skład fosofolipidów

i

sfingomieliny

• dekarboksylacja  etanolamina (kolamina) 

metylacja  monometylo-,

dimetylo-,

trójmetyloetanolamina -

cholina
• cholina + acetylo-CoA 

acetylocholina

•

dehydratacja  seryna  kwas pirogronowy + NH

3

; u człowieka

nie ma

dehydratazy

SERYNA

Hydroksymetylotransferaza serynowa

SERYNA

GLICYNA

H

4

folian

N

10

-OCH

2

-H

4

folian

 -H

2

O

N

5

,N

10

-CH

2

-H

4

folian

Główna droga u człowieka

SERYNA

Metabolit glikolizy

3-fosfoglicerynian



utlenienie



dehydrogenaza

(NAD+)

3-fosfohydroksypirogronian



transaminacja

z glutaminianem

3-fosfoseryna



hydroliza

,

fosfataza

SERYNA

WALINA, LEUCYNA, IZOLEUCYNA

Przeniesienie grupy aminowej

• aminotransferazy swoiste dla leucyny i
izoleucyna, inna dla waliny; AA + kwas -
ketoglutarowy  glutamina + odpowiedni -
ketokwas
•

odwracalne

Dekarboksylacja

• ketoizokapronian i ketometylowalerian - ten sam
enzym
 izowalerylo-CoA i metylobutyrylo-CoA
• ketoizowalerian - swoisty enzym  izobutyrylo-
CoA

•

jednokierunkowe

,

nieodwracalne

•

mechanizm podobny do oksydacyjnej dekarboksylacji

pirogronianu

ketoizokapronian + CoA + NAD+



izowalerylo-CoA + CO

2

+

NADH+H

+

WALINA, LEUCYNA, IZOLEUCYNA

Aminotransferazy

• Wątroba pozbawiona aktywności
• Mózg i mięsień sercowy maja największa aktywność
•

I etap przemian poza wątrobą

Dekarboksylazy

• największa aktywność w

wątrobie

• Całość przemian wewnątrz mitochondrium

Końcowe produkty

leucyna



acetylo-CoA i acetooctan

izoleucyna



propionylo-CoA i acetylo-CoA

walina



metylomalonylo-CoA

WALINA



transaminacja

2-OKSOWALERIAN



oksydacyjna dekarboksylacja

IZOBUTYRYLO-CoA



wprowadzenie wiązania podwójnego (FAD



FADH

2

)

METYLOAKRYLOILO-CoA



+H

2

O

3-HYDROKSYIZOBUTYRYLO-CoA



utlenienie (-HSCoA

)

ANION KWASU OKSOMETYLOMALONOWEGO



-CO

2

PROPIONYLO-CoA

WALINA, LEUCYNA, IZOLEUCYNA

WALINA, LEUCYNA, IZOLEUCYNA

LEUCYNA



transaminacja

2-OKSOIZOHEKSANIAN



oksydacyjna dekarboksylacja

IZOWALERYLO-CoA



utlenienie

3-METYLOKROTONYLO-CoA

 karboksylacja

3-METYLOGLUTANOLYLO-CoA



uwodnienie

3-HYDROKSY-3-METYLO-G;UTARYLOCoA





ACETOOCTAN ACETYLO-CoA

WALINA, LEUCYNA, IZOLEUCYNA

IZOLEUCYNA



transaminacja

3-METYLO-2-OKSOWALERIAN



oksydacyjna dekarboksylacja

3-METYLOBUTYRYLO-CoA



utlenienie

2-METYLOKROTONYLO-CoA

 +H

2

O

3-HYDROKSY-3-METYLOBUTYRYLO-CoA



utlenienie (NAD > NADH+H+)

2-METYLOACETYLO-CoA



PROPIONYLO-CoA+

ACETYLO-CoA

Bloki metaboliczne

MSD

METYLOMALO-

NYLOACYDURIA

• recesywna, autosomalna
• mocz o zapachu syropu klonowego (100
przypadków)
4 postacie
• klasyczna, ciężka, kilka dni po urodzeniu
• zaburzenia neurologiczne, trudności połykania,
drgawki - zgon

w pierwszych tygodniach

• we krwi    leu, izo, wal i ketoanalogów  

  pirogronianu, ketoglutaranu, mleczanu
  hydroksykwasów (zapach) powstających
przez redukcję ketoanalogów

• o rozpoznaniu decyduje badanie enzymatyczne;
używa się krwinek białych (metabolizują
wszystkie 3 am i ich

ketoanalogi) lub

fibroblasty skóry w hodowli

KETOAMINOACYDURIA

KETOAMINOACYDURIA

Mechanizm
• nagromadzajacy się we krwi i tkankach kwas
ketoizokapronowy

 silny inhibitor

dehydrogenazy

pirogronianowej

• mózg - glukoza - podstawowe źródło pirogronianu


 zahamowanie procesów

metabolicznych
• leucyna 

hipoglikemizująco

 pobudza

wydzielanie insuliny
•  alaniny - ketoanalogi leu i izoleu  hamują

aminotransfearzę

alaninową

•

leczenie

- dieta eliminująca leu, izoleu i wal

METYLOMALONYLOACYDURIA

PROPIONYLO-CoA

 +ATP

 + CO

2

karboksylaza

biotynozależna

D-METYLOMALONYLO-CoA

 racemizacja

L-METYLOMALONYLO-CoA

 mutaza (koenzym

B

12

)

SUKCYNYLO-CoA

Izoleucyna

uracyl

walina

reszta propylowa

metionina

cholesterolu

treonina

kwasy tłuszczowe

-alanina

nieparzyste

METYLOMALONYLOACYDURIA

W wątrobie  fosforylacja substratowa

sukcynylo-CoA + GDP + Pi  bursztynian + CoA +
GTP

W tkankach obwodowych

spalanie acetooctanu - mitochondrium
sukcynylo-CoA + acetooctan  acetoacetylo=CoA
+
bursztynianan

transferaza sykcynylo-CoA

• CoA ani jego acylopochodne nie przechodzą przez
błony

mitochondrialne - ważne w

patomechanizmie zaburzeń

Na każdym etapie przemian propionylo-CoA

(oprócz transferazy) wykazano niedobory

enzymów

 ostre zaburzenia metaboliczne - kwasica
metaboliczna i

hipoglikemia

METYLOMALONYLOACYDURIA

METYLOMALONYLOACYDURIA
• całkowity niedobór

mutazy metylomalonylo-CoA

•  ketoacydoza i  glicyny
• w moczu metylomalonian; letalna
Mechanizm hipoglikemii
•

błona mitochondrialna nie przepuszcza

metylomalonylo-CoA

• toksyczne działanie wewnatrzmitochondrialnego
• w mitochondrium - glukoneogeneza -
karboksylacja

pirogronianu  kwas

szczawiooctowy - aktywowana

przez acetylo-

CoA
• metylomalonylo-CoA znosi pobudzające działanie

acetylo-CoA na karboksylazę pirogronianową

LIZYNA

• Egzogenna > białka
PRZEMIANY
•

oksydacyjna deaminacja

 kwas 2-okso-6-

aminokapronowy
• 

cyklizacja

 kwas dehydropipekolinowy 

•

+H

2

O

 semialdehyd kwasu 2-aminoadypinowego 

•

utlenienie

 kwas 2-aminoadypinowy 

•

oksydacyjna deaminacja

•

oksydacyjna dekarboksylacja

• 

glutarylo-CoA >>> acetoacetylo-CoA

KATABOLIZM

- nietypowy

• reaguje z 2-oksoglutaranem (+ NADPH+H

+

) 

zredukowany

kompleks połączony grupą aminową 

• oksydacyjne rozerwanie kompleksu (NAD

+

) 

glutaminian +

semialdehyd 2-aminoadypinowy

• kolejne przemiany semialdehydu 

acetoacetylo-

CoA

Rozkład lizyny jako przykład

prawidłowości w metabolizmie AA

• pierwsza reakcja AA egzogennych -

nieodwracalna

• Wyjątkiem AA rozgałęzione - druga reakcja
nieodwracalna
•

Nieodwracalność pierwszej reakcji - reguluje

tempo

rozkładu AA egzogennych

• Enzymy -

wysokie K

m

;

rozkład dopiero gdy AA w

nadmiarze

LIZYNA

•

transaminacja

- nie znana

•

dekarboksylacja

 pentametylenodiamina

(1,5-diaminopentan, kadaweryna)

• oksypochodna -

hydroksylizyna

•

hydroksylaza lizylowa

- oksygenaza o funkcji

mieszanej

• utlenienie w obecności kwasu askorbinowego, O

2

,

Fe2+

i

2-

oksoglutaranu -

LIZYNA

PROLINA

• Endogenna

kwas glutaminowy



dehydrogenaza prolinowa

-semialdehyd kwasu glutaminowego

 

cyklizacja



DH prolinowa

kwas pirolino-karboksylowy kwas glutaminowy

 

DH (NAD)



transaminacja

PROLINA

2-oksoglutaran




-transaminacja

ornityna

Hyperprolinemia

Hyperprolinemia

PROLINA

Prolina  -ketoglutaran

Hyperprolinemia

•Hydroksylaza prolinowa



4-hydroksyprolina

• kwas askorbinowy, Fe

2+

, -ketoglutaran

• posttranslacyjna modyfikacja kolagenu