1

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

2

METIONINA

Główny szlak przemian - powstawanie SAM

3

4

METIONINA

+CH

3

5

METIONINA

+CH

3

6

METIONINA

Po demetylacji powstaje S-adenozylohomocysteina

• z seryną  nowe tioaminokwasy -

homoseryna

i

cysteina

• metabolitem pośrednim

cystatotionina

7

METIONINA

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

homoseryna

i

cysteina

• metabolitem pośrednim

cystatotionina

8

METIONINA

Homoseryna

 





-liaza cystatotioninowa

2-oksomaślan
NAD+ 

oksydacyjna dekarboksylacja

HS-CoA



propionylo-CoA

+ CO

2

+ NADH+H

+

9

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)

10

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 homocysteiny  metionina; enzymy
–

syntaza

metioniny

i

reduktaza

metylenotetrahydrofolianu

(

MTHFR

); koenzymy – wit.

B

12

i kwas foliowy

5. Nagromadzanie homocysteiny przy upośledzonym

metabolizmie

Homocysteina (HCY)

11

Reduktaza
metylenotetrahydrofolianu
(MTHFR);

PRZEMIANA METIONINY

I HOMOCYSTEINY

Nagromadzanie
homocysteiny
przy
upośledzonym
metabolizmie

Demetylacja

Transsulfuracja

Remetylacja

12

Hiperhomocystynemia

 Norma

< 16 mmol/l

zależy

od metody

 Umiarkowana 16-30 mmol/l
 Pośrednia

30-100 mmol/l

 Ciężka

> 100 mmol/l00

Homocysteina (HCY)

13

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

14

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

15

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

16

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 - nie

chorują na miażdżycę

17

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

tiolaton

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

.

18

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

19

CYSTEINA

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

20

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

21

CYSTEINA

Synteza koenzymu-A

cysteina + kwas fosfopantotenowy



pantofenylocysteina
-CO

2



tioetanolamid kwasu fosfopantotenowego) 

+2ATP

 PP

i

+ ADP

białko

przenoszące acyl (ACP)

koenzym A

Synteza glutationu

• syntetaza



-glutamylocysteinowa

• syntetaza gluationowa

22

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

23

CYSTEINA

24

TREONINA

• Jedyny egzogenny hydroksy-aminokwas

TREONINA

•

aldolaza treoninowa

 glicyna + aldehyd octowy



- cykl aminoacetonowy
- + FH4  seryna

aldehyd octowy  dehydrogenaza octanowa (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

25

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

26

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

27

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

28

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

29

FENYLOALANINA

Reduktaza dihydrofolianowa

Reduktaza dihydropterynowa

30

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

31

FENYLOALANINA

• od 4 miesiąca inna droga przemiany
fenyloalaniny

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

32

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

33

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

34

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

35

TYROZYNA

Częściowo egzogenna

• prekursor

hormonów

tyraminy, DOPA-aminy, adrenaliny, noradrenaliny,
trójodotyroniny, tyroksyny

Tyramina

 dekarboksylacja tyrozyny

36

TYROZYNA

utlenienie i dekarboksylacja 

DOPA-amina

37

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

38

BIOSYNTEZA ADRENALINY

I NORADRENALINY

• Komórki rdzenia nadnerczy - adrenalina

• zakończenia nerwów sympatycznych - noradrenalina

39

BIOSYNTEZA ADRENALINY

I NORADRENALINY

40

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

41

TYROZYNA

SYNTEZA MELANINY

melanosomy w melanocytach

TYROZYNA



oksydaza o-dwufenylowa (tyrozynaza

)

DOPA



oksydaza katecholowa

DOPA-chinon



DOPA-chrom



indochinon



polimeryzacja

MELANINA (EUMELANINY, FEOMELANINY)

Albinizm

42

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

43

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;

świtłowstręt

Albinizm

44

45

TRYPTOFAN

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

główny

szlak degradacji  rozerwanie pierścienia

-

oksygenaza

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

46

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

47

TRYPTOFAN

Kwas -AMINO--KARBOKSYMUKONOWY

 -CO

2

KWAS

PIKOLINOWY



KWAS 2-AMINOMUKONOWY

NAD

+

 +NADH+H

+

KWAS 2-OKSOADYPINOWY

 -CO

2

GLUTARYLO-CoA

Ligand wiążący Zn

48

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

49

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

50

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

51

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

52

TRYPTOFAN

SYNTEZA MELATONINY

5-HYDROKSYTRYPTOFAN

POCHODNE 5-HYDROKSYTRYPTOFANU

• Wydzielana przez szyszynkę

• działanie antygonadotropowe

antymelanotropowe
antykortykotropowe

53

TRYPTOFAN

DEKARBOKSYLACJA  TRYPTAMINA

54

TRYPTOFAN

55

TRYPTOFAN

56

HISTYDYNA

• Częściowo egzogenna; głównie do syntezy białek

Katabolizm

HISTYDYNA



deaminacja; amoniako liaza histydynowa

KWAS UROKANIANOWY



hydrataza

urokanianowa

 -H

2

O; wewnątrzcząsteczkowa oksydoredukcja

5-IMIDIAZOLONO-5-PROPIONIAN



hydroliza

N-FORMININOGLUTAMINIAN (FIGLU)



formininotransferaza

 N-5-formininotetrahydrofolian

KWAS GLUTAMINOWY  -ketoglutaran

niedobór kwasu foliowego  wzrost FIGLU

57

HISTYDYNA

katabolizm

Histydynemia

• brak amoniako-liazy histydynowej

• autosomalna, recesywana

• w moczu dużo imidiazolopirogronianu

• opóźnienie rozwoju umysłowego, wady wymowy

58

HISTYDYNA

Ergotionina

• krwinki, wątroba

• dzięki -SH czynnik przeciwutleniajacy

59

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

60

CYKL -GLUTAMYLOWY

-glutamylotranspeptydaza

-glutamylocyklotransferaza

5-oksoprolinaza

syntetaza

-glutamylocysteiny

syntetaza glutationu

61

-glutamylocyklotransferaza

5-oksoprolinaza

UDZIAŁ CYKLU -glutamylowego w transporcie aminokwasów

62

Przemiana pośrednia

aminokwasów

monoaminodikarboksylo

wych

63

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

64

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

65

-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)

66

U roślin i mikroorganizmów -alanina

bierze udział w biosyntezie kwasu

pantotenowego

67

Przemiana pośrednia seryny i alaniny

68

GLICYNA

• Transaminacja (a-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

69

Główny szlak przemian to

Odwracalna przemiana glicyny z

udziałem

mitochondrialnego

kompleksu

syntazy glicynowej

wątroba

GLICYNA

70

Cykl bursztynianowo-glicynowy

• rozkład glicyny do CO

2

i NH

3

• metabolity pośrednie - kwas -aminolewulinowy  PORFIRYNY

71

72

SERYNA

• Udział w biosyntezie : sfingozyny, homoseryny,
cysteiny,

metioniny i tryptofanu

• seryna + aldehyd palmitynowy 

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

73

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

74

SERYNA

Metabolit glikolizy

3-fosfoglicerynian



utlenienie



dehydrogenaza

(NAD+)

3-fosfohydroksypirogronian



transaminacja

z glutaminianem

3-fosfoseryna



hydroliza

,

fosfataza

SERYNA

75

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-Co
• ketoizowalerian - swoisty enzym  izobutyrylo-
CoA

•

jednokierunkowe

,

nieodwracalne

•

mechanizm podobny do oksydacyjnej dekarboksylacji

pirogronianu

ketoizokapronian + CoA + NAD+



izowalerylo-CoA + CO

2

+

NADH+H

+

76

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

77

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

78

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

79

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

80

Bloki metaboliczne

MSD

METYLOMALO-

NYLOACYDURIA

81

• 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

82

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

83

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

84

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

85

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 hamujące działanie
acetylo-

CoA na karboksylazę pirogronianową

86

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

87

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

88

•

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

89

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

90

PROLINA

Prolina  -ketoglutaran

Hyperprolinemia

•Hydroksylaza prolinowa



4-hydroksyprolina

• kwas askorbinowy, Fe

2+

, -ketoglutaran

• posttranslacyjna modyfikacja kolagenu