Aminosav-bioszintézis

Az aminosav-bioszintézis az aminosav-anyagcsere anabolikus oldala: az aminosavak felépítése egyszerűbb, nagyrészt a centrális anyagcsere-utakból származó előanyagokból. Az emberben ez a kapacitás részleges, ezért egyes aminosavak nem esszenciálisak és belső forrásból előállíthatók, míg mások esszenciálisak és táplálékból kell fedezni őket.

Definition

Az aminosav-bioszintézis az aminosavak szintézise a centrális anyagcsere által biztosított szénváz-részekből és más nitrogénhordozók által donált aminocsoportokból; az emberben ez a nem esszenciális aminosavakat állítja elő, míg az esszenciális aminosavakat táplálékból kell bejuttatni.

Scope

Ez a szócikk azt tárgyalja, hogyan szintetizálódnak a nem esszenciális aminosavak a glikolízis és a citromsav-ciklus köztestermékeiből, milyen szerepet töltenek be a nitrogéndonorok, mint a glutamát és a glutamin, valamint mi a különbség az esszenciális és nem esszenciális aminosavak között az emberben. Az aminosavak fehérjébe épülése a transzlációs szócikkben, lebontásuk a katabolizmus szócikkben szerepel.

Core questions

• Melyek a nem esszenciális aminosavak szénváz-részének előanyagai?
• Hogyan történik a nitrogén biztosítása a bioszintézis során?
• Miért képes az ember egyes aminosavakat szintetizálni, másokat nem?

Key concepts

• Esszenciális és nem esszenciális aminosavak
• Előanyagok a glikolízisből és a citromsav-ciklusból
• Glutamát és glutamin mint aminocsoport-donorok
• Transzamináció a szintetikus irányban
• Amidinálási reakciók (glutamin- és aszparagin-szintézis)
• Feltételesen esszenciális aminosavak

Mechanisms

A nem esszenciális aminosavak néhány centrális metabolitból épülnek fel. A piruvát, az oxálacetát és az alfa-ketoglutarát transzaminációval – a szintetikus irányban futtatva – alanint, aszpartátot és glutamátot ad, ahol a glutamát gyakran aminocsoport-donorként szerepel. A glikolízis 3-foszfoglicerinaldehidje a szerin előanyaga, amelyből glicin és cisztein is képződhet. Amidinálási reakciók glutamátból glutamint, aszpartátból pedig aszparagint állítanak elő, utóbbit az aszparagin-szintetáz katalizálja. Ezzel szemben az esszenciális aminosavak szénváz-részei és bioszintetikus útjai az emberben nem adottak, ezért ezeket a táplálékból kell fedezni; a határvonal stressz vagy bizonyos állapotok esetén eltolódhat, aminek eredményeként feltételesen esszenciális aminosavak jönnek létre.

Clinical relevance

Egyes szövetek aminosav-ellátástól való függősége – beleértve a diétás esszenciális aminosavak szükségletét – a táplálkozástudomány alapját képezi, és részben megmagyarázza, hogy bizonyos daganatok, amelyek nem képesek előállítani egyes aminosavakat, érzékenyek azok deplécióra. Ez a szócikk a biokémiai mechanizmusokat írja le, és nem alapja egyéni diétás vagy kezelési döntéseknek.

Evidence & guidelines

A bioszintetikus útvonalak a standard tankönyvekben és összefoglalókban konszolidált, megalapozott biokémiai ismeretek; ez referenciaterület, nem klinikai irányvonal-tartomány.

History

Az egyes aminosavakhoz vezető bioszintetikus utakat a huszadik század közepének enzimológiai és mikrobiális genetikai kutatásai feltérképezték, beleértve a bioszintetikus mutánsok alkalmazását az útvonalok sorrendjeinek meghatározásához – e munkák azonosították, milyen szénváz-részek és nitrogéndonorok táplálják az egyes aminosavakat.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

Mitől lesz egy aminosav esszenciális?

Egy aminosav akkor esszenciális, ha a szervezet nem rendelkezik elegendő kapacitással a szintéziséhez, ezért táplálékból kell fedezni; a nem esszenciális aminosavak más metabolitokból belső forrásból előállíthatók.

Honnan származnak a nem esszenciális aminosavak szénváz-részei?

Nagyrészt a glikolízis és a citromsav-ciklus köztestermékeiből, mint a piruvát, az oxálacetát, az alfa-ketoglutarát és a 3-foszfoglicerát, amelyeket aminocsoport hozzáadásával aminosavakká alakítanak.