استقلاب الأحماض الأمينية والبروتينات
يغطي استقلاب الأحماض الأمينية والبروتينات كيفية تحويل البروتينات الغذائية وبروتينات الجسم، وكيفية تصنيع وتفكيك الأحماض الأمينية العشرين، وكيفية التعامل مع النيتروجين والكربون الخاصين بها. نظرًا لأن الأحماض الأمينية تحمل النيتروجين الذي لا يستطيع الجسم تخزينه على هذا النحو، فإن استقلابها يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتخلص من النيتروجين من خلال دورة اليوريا وباستخدام الهياكل الكربونية للطاقة أو التخليق الحيوي.
Definition
استقلاب الأحماض الأمينية والبروتينات هو المجموعة المتكاملة من المسارات التي تحكم تخليق وتفكيك البروتينات والأحماض الأمينية، بما في ذلك نقل والتخلص من نيتروجين الأمين واستخدام الهياكل الكربونية للأحماض الأمينية للطاقة أو التخليق الحيوي.
Scope
يغطي هذا المدخل تحول البروتين وتوازن النيتروجين، وهدم الأحماض الأمينية مع نقل الأمين ونزع الأمين، ودورة اليوريا، وتخليق الأحماض الأمينية غير الأساسية، والتمييز بين الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية. إنه موضوع مرجعي ضمن الكيمياء الحيوية الغذائية، وليس إرشادات سريرية أو غذائية.
Key concepts
- تحول البروتين وتوازن النيتروجين
- الأحماض الأمينية الأساسية وغير الأساسية
- نقل الأمين ونزع الأمين
- دورة اليوريا والتخلص من الأمونيا
- الأحماض الأمينية المولدة للجلوكوز والمولدة للكيتون
- التخليق الحيوي للأحماض الأمينية
- تدفق الكربون الواحد والنيتروجين
Mechanisms
يتم تخليق بروتينات الجسم وتفكيكها باستمرار، وتنضم الأحماض الأمينية الحرة الناتجة إلى تلك القادمة من النظام الغذائي في مجموعة مشتركة. عندما يتم هدم الأحماض الأمينية، تتم إزالة مجموعتها الأمينية عن طريق نقل الأمين ونزع الأمين المؤكسد، مما يطلق الأمونيا التي يتم إزالة سميتها في الكبد من خلال دورة اليوريا وتفرز على شكل يوريا. تصنف الهياكل الكربونية المتبقية على أنها مولدة للجلوكوز، أو مولدة للكيتون، أو كليهما، وتدخل في استحداث الجلوكوز أو دورة حمض الستريك وفقًا لذلك. يمكن تخليق الأحماض الأمينية غير الأساسية من المركبات الوسيطة الشائعة، بينما يجب توفير الأحماض الأمينية الأساسية عن طريق النظام الغذائي. يحكم التدفق الكلي عبر هذه المسارات توازن النيتروجين والحالة الهرمونية والغذائية، مع الكبد كموقع رئيسي يدمج التخلص من الأحماض الأمينية مع بقية استقلاب الوقود.
Clinical relevance
يرتكز استقلاب الأحماض الأمينية والبروتينات على مفاهيم مثل متطلبات البروتين، وتوازن النيتروجين، وعواقب ضعف التخلص من الأمونيا. يقدم هذا المدخل هذه الآليات كمعرفة أساسية ولا يقدم أهدافًا غذائية فردية أو نصائح علاجية.
History
وصف هانز كريبس وكورت هينسيليت دورة اليوريا في عام 1932، موفرين أول دورة استقلابية وشرحين كيفية تخلص الجسم من النيتروجين الزائد. كشفت دراسات رودولف شونهايمر للنظائر في ثلاثينيات القرن الماضي عن التحول الديناميكي والمستمر لبروتينات الجسم، مما أطاح بالرأي القائل بأن بروتينات الأنسجة كانت ثابتة.
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Rudolf Schoenheimer
- Guoyao Wu
Related topics
Seminal works
- wu-2009
Frequently asked questions
- لماذا يجب أن تأتي بعض الأحماض الأمينية من النظام الغذائي؟
- لا يمكن للجسم البشري تخليق الأحماض الأمينية الأساسية، أو لا بكميات كافية، لذلك يجب الحصول عليها من البروتين الغذائي؛ بينما يمكن تصنيع الأحماض الأمينية غير الأساسية من المركبات الأيضية الشائعة.
- كيف يتخلص الجسم من النيتروجين الناتج عن الأحماض الأمينية؟
- تشكل المجموعات الأمينية التي يتم إزالتها أثناء تفكك الأحماض الأمينية الأمونيا، والتي يحولها الكبد إلى يوريا من خلال دورة اليوريا للإفراز، لأن النيتروجين لا يمكن تخزينه مثل الكربوهيدرات أو الدهون.