Fizjologicznie
ważne produkty
pochodzące z
aminokwasów
Fizjologicznie
ważne produkty
pochodzące z
aminokwasów
Do fizjologicznie ważnych
pochodnych aminokwasów zaliczamy:
•
Hem
•
Puryny i pirymidyny
•
Hormony
•
Neuroprzekaźniki
Hem – pochodna glicyny
Hem jest grupą
prostetyczną wielu
enzymów, występuje
m.in. w hemoglobinie,
mioglobinie oraz w
cytochromach.
Biosynteza hemu
Dwoma związkami wyjściowymi w syntezie hemu i innych
porfiryn są: sukcynylo-CoA, pochodzący z cyklu kwasu
cytrynowego i glicyna. Produktem reakcji kondensacji tych
substratów jest kwas α-amino-β-ketoadypinowy, który
natychmiast jest dekarboksylowany do kwasu δ-
aminolewulinowego (ALA).
Reakcje te katalizuje syntaza ALA.
Przy udziale syntazy porfobiligenowej (dehydrataza ALA) dwie
cząsteczki ALA kondensują ze sobą, tworząc porfibilinogen (PGB)
i dwie cząsteczki wody.
Cztery cząsteczki PGB kondensują liniowo, tworząc łańcuchowy
tetrapirol – hydroksymetylenobilan. Katalizatorem tej reakcji jest
syntaza uroporfirygenowa I (deaminaza PGB).
Następnie:
•
Hydroksymetylenobilan uroporfirynogen III (cyklizacja
pod wpływem syntazy uroporfirygenowej III)
•
Uroporfirynogen III koproporfirynogen III (dekarboksylacja
łańcuchów kwasu octowego do grup metylowych –
katalizatorem jest dekarboksylaza uroporfirygenowa)
•
Koproporfirynogen III protoporfirynogen III
(dekarboksylacja i utlenienie dwóch łańcuchów kwasy
propionowego pod wpływem oksydazy
koproporfirygenowej)
•
Protoporfirynogen III protoporfiryna III (utlenianie pod
wpłyem oksydazy protoporfirygenowej)
Końcowy etap syntezy hemu polega na wbudowaniu żelaza(II)
do protoporfiryny w reakcji katalizowanej przez syntazę
hemową, czyli ferrochelatazę.
Puryny i pirymidyny
•
W biosyntezie puryn de novo dawcami atomów są
m.in. glicyna, asparaginian (N1) i glutamina (N3
oraz N9).
•
Z kolei do prekursorów pirymidyn należą m.in.
glutamina i asparaginian.
Hormony aminokwasowe
•
Adrenalina i noradrenalina
•
Tyroksyna
•
Melatonina
Adrenalina i noradrenalina
•
Wpływają na różne tkanki i narządy za pośrednictwem
receptorów adrenergicznych, powodując m.in.
•
przyspieszenie częstości skurczów serca i wzrostu ich siły,
skurcz tętniczek krążenia skórnego, nerkowego i trzewnego z
jednoczesnym rozkurczem tętniczek mięśniowych i
wieńcowych,
•
pobudzenie glikogenolizy w wątrobie, wzmożenie lipolizy,
pobudzenie glukoneogenezy,
•
pobudzenie wydzielania glukagonu i zahamowanie uwalniania
insuliny,
•
zwiększenie wentylacji płuc, hamowanie agregacji płytek krwi,
regulowanie uwalniania reniny i pobudzanie aktywności
ośrodkowego układu nerwowego.
•
Aminy katecholowe powstają w komórkach
chromochłonnych kory nadnerczy w szeregu reakcji:
tyrozyna → DOPA → dopamina → noradrenalina (NA) →
adrenalina (A).
Katalizatorami w poszczególnych reakcjach są:
1. 3-monooksygenaza tyrozynowa
2. Dekarboksylaza DOPA
3. β-oksydaza dopaminowa
4. Transferaza N-metylofenyloaminowa
Tyroksyna
•
Pobudza procesy utleniania w tkankach
oraz rozpad tłuszczów do kwasów
tłuszczowych i glicerolu
•
Wzmaga wchłanianie glukozy z przewodu
pokarmowego i jej zużycie przez komórki
•
Zwiększa wydzielanie i efekty działania
somatotropiny i glikokortykoidów,
wpływa na czynność gruczołów
płciowych
•
Tyroksyna powstaje w komórkach
pęcherzykowych tarczycy, substratem
wyjściowym jest aminokwas – tyrozyna.
Melatonina
•
Jest hormonem koordynującym
pracę nadrzędnego zegara
biologicznego u ssaków
regulującego rytmy
okołodobowe, m.in. snu i
czuwania.
•
Powstaje z tryptofanu w
pinealocytach szyszynki. Jej
produkcja hamowana jest
działaniem światła słonecnego.
Neuroprzekaźniki pochadzące od
aminokwasów:
•
Kwas γ-aminomasłowy
•
Serotonina
•
Histamina
•
Dopamina, adrenalina i noradrenalina.
GABA
•
Pełni funkcję głównego neuroprzekaźnika o działaniu
hamującym w całym układzie nerwowym - odpowiada
za zmniejszenie pobudliwości i rozluźnienie mięśni.
•
Cząsteczka γ-aminomaślanu powstaje w wyniku
dekarboksylacji L-glutaminianu, w reakcji
katalizowanej przez enzym zależny od fosforanu
pirydoksalu, dekarboksylazę L-glutaminową. Enzym
ten znajduje się w tkankach ośrodkowego układu
nerwowego, głównie w substancji szarej.
Serotonina (5-
hydroksytryptamina)
•
Jest ważnym czynnikiem zwężającym naczynia krwionośne i
stymulatorem skurczu mięśni gładkich.
•
Serotonina powstaje na drodze enzymatycznych przemian
aminokwasu L-tryptofanu:
1.
Pierwszy krok, przeprowadzany przez hydroksylazę
tryptofanową, polega na addycji grupy hydroksylowej do
tryptofanu, przez co powstaje 5-hydroksytryptofan.
2.
Drugi krok polega na dekarboksylacji powstałego 5-
hydroksytryptofanu. Reakcję przeprowadza
dekarboksylaza 5-hydroksytryptofanu.
Histamina
•
Pełni funkcję mediatora procesów zapalnych,
neuroprzekaźnika oraz pobudza wydzielanie kwasu
żołądkowego.
•
W organizmie ludzkim powstaje w wyniku
dekarboksylacji (w obecności fosforanu pirydoksalu)
histydyny. Jej produkcja zachodzi w wielu miejscach.
Najwyższe stężenia obserwuje się w płucach, skórze,
błonie śluzowej nosa i żołądka.
Dopamina
Ważny katecholaminowy neuroprzekaźnik syntezowany i uwalniany
przez dopaminergiczne neurony ośrodkowego układu nerwowego.
TYROZYNA
Hydroksylaza tyrozyny
DOPA (dihydroksyfenyloalanina)
Dekarboksylaza DOPA
DOPAMINA
Odgrywa odmienną rolę w zależności
od miejsca swego działania:
• w układzie pozapiramidowym jest
odpowiedzialna za napęd
ruchowy, koordynację oraz
napięcie mięśni - w chorobie
Parkinsona występuje niedobór
dopaminy;
• w układzie limbicznym jest
odpowiedzialna za procesy
emocjonalne, wyższe czynności
psychiczne oraz w znacznie
mniejszym stopniu procesy
ruchowe;
• w podwzgórzu jest związana
głównie z regulacją wydzielania
hormonów, a szczególnie
prolaktyny i gonadotropin.