Aminohappojen ja proteiinien aineenvaihdunta

Aminohappojen ja proteiinien aineenvaihdunta kattaa sen, miten ravinnon ja elimistön proteiinit vaihtuvat, miten kahdenkymmenen aminohapon synteesi ja hajoaminen tapahtuu sekä miten niiden typpi ja hiili käsitellään. Koska aminohapot kuljettavat typpeä, jota elimistö ei sellaisenaan voi varastoida, niiden aineenvaihdunta on tiiviisti yhteydessä typen poistamiseen ureasyklissä ja hiiliraakaaineiden käyttöön energiana tai biosynteesiin.

Definition

Aminohappojen ja proteiinien aineenvaihdunta on integroitu joukko reittejä, jotka säätelevät proteiinien ja aminohappojen synteesiä ja hajoamista, mukaan lukien aminotypen siirtäminen ja poistaminen sekä aminohappojen hiiliraakaaineiden käyttö energiana tai biosynteesiin.

Scope

Tässä artikkelissa käsitellään proteiinien vaihtuvuus ja typpitasapaino, aminohappojen hajoaminen transaminaation ja deaminaation kautta, ureasykli, ei-välttämättömien aminohappojen synteesi sekä välttämättömien ja ei-välttämättömien aminohappojen ero. Aihe kuuluu ravitsemusbiokemian viitteistöön, eikä se ole kliininen tai ravitsemuksellinen ohje.

Key concepts

• Proteiinien vaihtuvuus ja typpitasapaino
• Välttämättömät ja ei-välttämättömät aminohapot
• Transaminaatio ja deaminaatio
• Ureasykli ja ammoniakin poistaminen
• Glukogeeeniset ja ketogeeeniset aminohapot
• Aminohappojen biosynteesi
• Yksihiilen ja typen virtaus

Mechanisms

Elimistön proteiinit syntetisoidaan ja hajotetaan jatkuvasti, ja syntyvät vapaat aminohapot liittyvät ravinnosta peräisin oleviin yhteiseen pooliin. Kun aminohappoja hajotetaan, niiden aminoryhmä irrotetaan transaminaation ja oksidatiivisen deaminaation kautta vapauttaen ammoniakkia, joka detoksikoidaan maksassa ureasyklissä ja erittyy ureana. Jäljelle jäävät hiiliraakaaineet luokitellaan glukogeeniksi, ketogeeniksi tai molemmiksi, ja ne ohjataan glukoneogeneesiin tai sitruunahappokiertoon. Ei-välttämättömät aminohapot voidaan syntetisoida yleisistä välituotteista, kun taas välttämättömät aminohapot on saatava ravinnosta. Näiden reittien kokonaisvuota säätelevät typpitasapaino sekä hormonaalinen ja ravitsemuksellinen tila, ja maksa on keskeinen paikka, jossa aminohappojen hajoaminen integroidaan muuhun aineenvaihduntaan.

Clinical relevance

Aminohappojen ja proteiinien aineenvaihdunta on proteiinintarpeen, typpitasapainon ja heikentyneen ammoniakinkäsittelyn seurausten käsitteiden perusta. Artikkeli esittää nämä mekanismit taustietona eikä tarjoa yksilöllisiä ravitsemuksellisia tavoitteita tai hoito-ohjeita.

History

Hans Krebs ja Kurt Henseleit kuvasivat ureasyklissä 1932, tarjoten ensimmäisen aineenvaihduntakierron ja selittäen, miten elimistö poistaa jätteenä muodostuvaa typpeä. Rudolf Schoenheimerin isotooppitutkimukset 1930-luvulla paljastivat elimistön proteiinien dynaamisen, jatkuvan vaihtuvuuden, kumoten käsityksen kudosproteiineista staattisina rakenteina.

Key figures

• Hans Krebs
• Kurt Henseleit
• Rudolf Schoenheimer
• Guoyao Wu

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

Miksi osa aminohapoista on saatava ravinnosta?

Välttämättömiä aminohappoja ihmiskeho ei kykene syntetisoimaan tai ei riittävässä määrin, joten ne on saatava ravintoproteiiinista; ei-välttämättömät aminohapot voidaan valmistaa yleisistä aineenvaihdunnan välituotteista.

Miten elimistö poistaa aminohapoista peräisin olevan typen?

Aminohappojen hajotuksessa irrotettavat aminoryhmät muodostavat ammoniakkia, jonka maksa muuntaa ureaksi ureasyklissä eritystä varten, sillä typpeä ei voida varastoida kuten hiilihydraatteja tai rasvaa.