بیوسنتز اسید آمینه
بیوسنتز اسید آمینه جنبه آنابولیک متابولیسم اسید آمینه است: ساخت اسیدهای آمینه از پیشسازهای سادهتر که عمدتاً از مسیرهای متابولیک مرکزی به دست میآیند. در انسان، این ظرفیت جزئی است، به همین دلیل برخی اسیدهای آمینه غیرضروری هستند و در داخل بدن ساخته میشوند، در حالی که برخی دیگر ضروری هستند و باید از طریق رژیم غذایی تأمین شوند.
Definition
بیوسنتز اسید آمینه عبارت است از سنتز اسیدهای آمینه از اسکلتهای کربنی که توسط متابولیسم مرکزی تأمین میشوند، همراه با یک گروه آمینو که توسط سایر حاملهای نیتروژن اهدا میشود، که در انسان اسیدهای آمینه غیرضروری را تولید میکند، در حالی که اسیدهای آمینه ضروری باید از طریق رژیم غذایی به دست آیند.
Scope
این مدخل به چگونگی سنتز اسیدهای آمینه غیرضروری از واسطههای گلیکولیز و چرخه اسید سیتریک، نقش اهداکنندگان نیتروژن مانند گلوتامات و گلوتامین، و تمایز بین اسیدهای آمینه ضروری و غیرضروری در انسان میپردازد. خواندن و مونتاژ اسیدهای آمینه در پروتئینها در مدخل ترجمه، و تجزیه آنها در مدخل کاتابولیسم پوشش داده شده است.
Core questions
- کدام اسکلتهای کربنی به عنوان پیشساز برای اسیدهای آمینه غیرضروری عمل میکنند؟
- نیتروژن چگونه در طول بیوسنتز تأمین میشود؟
- چرا انسانها میتوانند برخی اسیدهای آمینه را بسازند اما برخی دیگر را نه؟
Key concepts
- اسیدهای آمینه ضروری در مقابل غیرضروری
- پیشسازها از گلیکولیز و چرخه اسید سیتریک
- گلوتامات و گلوتامین به عنوان اهداکنندگان گروه آمینو
- ترانسآمیناسیون در جهت سنتزی
- واکنشهای آمیداسیون (سنتز گلوتامین و آسپاراژین)
- اسیدهای آمینه ضروری مشروط
Mechanisms
اسیدهای آمینه غیرضروری از تعداد انگشتشماری از متابولیتهای مرکزی ساخته میشوند. پیرووات، اگزالواستات و آلفا-کتوگلوتارات از طریق ترانسآمیناسیون، که در جهت سنتزی انجام میشود، به ترتیب به آلانین، آسپارتات و گلوتامات تبدیل میشوند، که گلوتامات اغلب به عنوان اهداکننده گروه آمینو عمل میکند. 3-فسفوگلیسرات گلیکولیز پیشساز سرین است که از آن گلیسین و سیستئین میتوانند مشتق شوند. واکنشهای آمیداسیون یک نیتروژن دوم را برای ساخت گلوتامین از گلوتامات و آسپاراژین از آسپارتات اضافه میکنند، که دومی توسط آسپاراژین سنتتاز کاتالیز میشود. در مقابل، اسکلتهای کربنی و مسیرهای بیوسنتزی اسیدهای آمینه ضروری در انسان وجود ندارند، بنابراین اینها باید از طریق رژیم غذایی تأمین شوند؛ این مرز ممکن است تحت استرس یا در شرایط خاص تغییر کند و منجر به اسیدهای آمینه ضروری مشروط شود.
Clinical relevance
وابستگی برخی بافتها به تأمین اسید آمینه، از جمله نیاز به اسیدهای آمینه ضروری رژیم غذایی، زیربنای علم تغذیه است و به توضیح اینکه چرا برخی تومورها که نمیتوانند اسیدهای آمینه خاصی را بسازند، به کاهش آنها حساس هستند، کمک میکند. این مدخل بیوشیمی را توصیف میکند و مبنایی برای تصمیمات فردی رژیم غذایی یا درمانی نیست.
Evidence & guidelines
مسیرهای بیوسنتزی بیوشیمی تثبیت شدهای هستند که در متون و بررسیهای استاندارد تثبیت شدهاند؛ این یک موضوع مرجع است تا یک حوزه راهنمای بالینی.
History
مسیرهای بیوسنتزی به اسیدهای آمینه منفرد از طریق آنزیمشناسی و ژنتیک میکروبی اواسط قرن بیستم ترسیم شدند، از جمله استفاده از جهشیافتههای بیوسنتزی برای ترتیب دادن مراحل مسیرها، کاری که مشخص کرد کدام اسکلتهای کربنی و اهداکنندگان نیتروژن هر اسید آمینه را تغذیه میکنند.
Key figures
- David Greenberg
- Bernard Davis
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- lomelino-2017
Frequently asked questions
- چه چیزی یک اسید آمینه را ضروری میکند؟
- یک اسید آمینه زمانی ضروری است که بدن فاقد مسیرهای لازم برای سنتز آن به مقدار کافی باشد، بنابراین باید از طریق رژیم غذایی به دست آید؛ اسیدهای آمینه غیرضروری را میتوان در داخل بدن از سایر متابولیتها ساخت.
- اسکلتهای کربنی برای اسیدهای آمینه غیرضروری از کجا میآیند؟
- آنها عمدتاً از واسطههای گلیکولیز و چرخه اسید سیتریک، مانند پیرووات، اگزالواستات، آلفا-کتوگلوتارات و 3-فسفوگلیسرات میآیند که با افزودن یک گروه آمینو به اسیدهای آمینه تبدیل میشوند.