Zestaw88
1. Metabolizm aminokwasów zasadowych.
Aminokwasy glukogenne: arginina i histydyna.
Arginina jest przekształcana do ornityny przez arginazę (z udziałem wody; wydziela się mocznik), funkcjonującą w cyklu mocznikowym. Uwolniona ornityna pod wpływem δ-aminotransferazy ornitynowej przekształca się (odłączenie grupe NH2) w semialdehyd glutaminowy, utleniany (z udziałem NAD+) do glutaminianu (aa glukogennego).
Histydyna w wyniku działania histydynazy (histydazy) przekształca się (-grupa NH3) do urokanianu, a ten pod wpływem urokanazy przechodzi (z udziałem H2O) w 4-imidazolono-5-propionian. Imidazolopropionaza przekształca ten produkt (+H2O) w N5-formiminoglutaminian.Odłączanie grupy formiminowej i przeniesienie jej na THF uwalnia glutaminian (i formimino-THF),, aa glukogenny.
Histydynemia - wrodzony brak histydynazy. Zostają uruchomione boczne tory przemian tego aa. Odłącznie grupy aminowej drogą transaminacji prowadzi do powstania imidazolopirogronianu, który ulega oksydacyjnej dekarboksylacji do imidazolooctanu. Te dwa metabolity wraz z nadmiarem nieprzetworzonej histydyny przechodzą do moczu. Następuje zahamowanie wzrostu, niedorozwój umysłowy. Niekiedy przebiega bezobjawowo.
Aminokwas keogenny: lizyna.
Lizyna nie podlega procesowi transaminacji. Chociaż przekazuje swoja grupę ε-aminową na α-ketoglutaran z wytworzeniem glutaminianu, to mechanizm tej reakcji jest zupełnie inny. Jest nieodwracalna. NADPH+H+ redukuje grupę ketonową α-ketoglutaranu z wytworzeniem H2O, a szkielety węglowodorowe obydwu substratów zespalają się poprzez azot grupy ε-aminowej lizyny. Powstaje sacharopina, która rozpada się z udziałem NAD+ i H2O do glutaminianu i semialdehydu α-aminoadypinowego. Ten ostatni w wyniku wielu reakcji pośrednich* (utleninia,redukcji,hydratacji) zmienia się w acetoacetylo-CoA (który jest aktywną postacią ciała ketonowego -acetooctanu). Końcowe etapy tego procesu odpowiadają β-oksydacji kwasów tłuszczowych.
*(utlenianie: semialdehyd α-aminoadypiny (+ NAD+) => (NADPH+H+) α-aminoadypinian
transaminacja: α-aminoadypinian + α-ketoglutaran => glutaminian + α-ketoadypinian
α-ketoadypinian (+ NAD+ + CoA-SH) => (NADH+H+ + CO2) glutarylo-CoA
glutarylo-CoA (+FAD) => (FADH2) glutakonylo-CoA
glutakonylo-CoA (-CO2)=> krotonoilo-CoA
krotonoilo-CoA (+H2O) => β-hydroksybutyrylo-CoA
β-hydroksybutyrylo-CoA (+ NAD+) => (NADH+H+) acetoacetylo-CoA)
2. Efekt energetyczny metabolizmu glukozy w warunkach tlenowych i beztlenowych.
Glikoliza tlenowa:
glukoza + ATP + ATP + (NAD+ + ADP+Pi +ADP+Pi)*2 => 2pirogronian + 2(ADP+Pi) + 4ATP + 2NADH+H+
po skróceniu: glukoza + 2Pi +2NAD+ + 2ADP =. 2pirogronian + 2ATP + 2NADH+H+
fosforylacja oksydacyjna 2NADH+H+ = 2*2,5 = 5ATP
2 + 5 = 7ATP - to jest zysk glikolizy tlenowej
Glikoliza beztlenowa:
tylko 2 ATP (bez 5 cząteczek zyskiwanych z NADH+H+ w tlenowej,bo odtwarzanie NAD+ w warunkach beztlenowych możliwe tylko poprzez redukcję pirogronianu do mleczanu).
3. Rola GTP.
-regulator allosteryczny (inhibitor allosteryczny dehydrogenazy glutaminianowej odpowiedzialnej za oksydacyjna deaminacje glutaminianu)
-w cyklu kwasu cytrynowego
bursztynylo-CoA +GDP+PiGTP+bursztynian (reakcja katalizowana przez syntetazę bursztynylo-CoA)
-w glukoneogenezie
w reakcji szczawiooctan+GTP=>fosfoenolopirogronian+GDP+CO2 (enzym katalizujący to przekształcenie to karboksykinaza fosfoenolopirogronianowa)
-w przekazywaniu sygnału
1)w aktywacji cyklazy adenylowej(połączony z podjednostką α białka G)
*białko G ze związanym GDP jest nieaktywne;zaktywowany receptor współpracujący z białkiem G (aktywowany np. przez glukagon i adrenalinę) powoduje uwolnienie GDP i podsawienie w jego miejsce GTP,przestawiając białko G w stan aktywny;zaktywowane białko G oddsysocjowuje od receptora,wiąże się z enzymem eżektorowym <np.cyklazą adenylową> i aktywuje go do wytwarzania wtórnych cząsteczke informacyjnych <np.cAMP);następnie białko G hydrolizuje związany GTP przechodząc z powrotem w stan nieaktywny
2)pod wpływem cyklazy guanylowej przechodzi w cGMP (wtórna cząsteczka informacyjna)
-w splicingu autokatalitycznym (u orzęska)
-w syntezie czapeczki (kap) (dojrzewanie końca 5' pre-mRNA) =>jedna reszta fosforanowa nukleotydu (trifosforanowego) 5' końcowego jest odłączana przez hydrolizę;tak powstały 5' końcowy nukleotyd difosforanowy wchodzi w reakcję z GTP,od którego odłącza pirofosforan;powstały GMP wytwarza wiązanie pirofosforanow z 5'-końcowym nukleotydem difosforanowym i guanina staje się zasadą tworzącą szczyt czapeczki; azot tej guaniny ulega metyzacji w N7 - jest to kap0
-w translacji (biosynteza białek)
1)inicjacja
do mniejszej podjednostki rybosomy w obecności IF1,IF2,GTP zostaje przyłączony formylometionylo-tRNA
2)elongacja
wchodzi w skład kompleksu trójskładnikowego (EF1,GTP,aminoacylo-tRNA),który jest wiązany przez rybosom i jeżeli interakcja kodonu z antykodonem jest poprawna,aminoacylo-tRNA zajmuje pozycję w miejscu A,GTP hydrolizuje do GDP i Pi a kompleks EF1-GDP dysocjuje
jego hydroliza do GDP i Pi dostarcza energii do translokacji mRNA o npeptydylo-tRNA przez EF2 z miejsca A do miejsca P
-puryny => w reakcji IMP+GTP=>AMP+GDP+Pi (syntetaza adenylobursztynianowa)