Aminosyrebiosyntese

Aminosyrebiosyntese er den anabole siden av aminosyremetabolismen: oppbygging av aminosyrer fra enklere forløpere hentet i stor grad fra sentrale metabolske veier. Hos mennesker er denne kapasiteten delvis, noe som er grunnen til at noen aminosyrer er ikke-essensielle og dannes internt, mens andre er essensielle og må tilføres via kostholdet.

Definition

Aminosyrebiosyntese er syntesen av aminosyrer fra karbonskjeletter levert av sentral metabolisme sammen med en aminogruppe donert av andre nitrogenærere, og produserer hos mennesker de ikke-essensielle aminosyrene, mens de essensielle aminosyrene må tilføres via kostholdet.

Scope

Dette emnet tar for seg hvordan de ikke-essensielle aminosyrene syntetiseres fra glykolytiske og sitronsyresyklusintermediater, rollen til nitrogendonorer som glutamat og glutamin, samt skillet mellom essensielle og ikke-essensielle aminosyrer hos mennesker. Avlesing og sammensetting av aminosyrer til proteiner er behandlet i translasjonsemnet, og nedbrytning i katabolismeemnet.

Core questions

• Hvilke karbonskjeletter tjener som forløpere for de ikke-essensielle aminosyrene?
• Hvordan tilføres nitrogen under biosyntesen?
• Hvorfor kan mennesker lage noen aminosyrer men ikke andre?

Key concepts

• Essensielle kontra ikke-essensielle aminosyrer
• Forløpere fra glykolysen og sitronsyresyklusen
• Glutamat og glutamin som aminogruppedonorer
• Transaminering i syntetisk retning
• Amidasjonsreaksjoner (syntese av glutamin og asparagin)
• Betinget essensielle aminosyrer

Mechanisms

De ikke-essensielle aminosyrene bygges fra en håndfull sentrale metabolitter. Pyruvat, oksaloacetat og alfa-ketoglutarat omdannes ved transaminering, som kjøres i syntetisk retning, til henholdsvis alanin, aspartat og glutamat, der glutamat hyppig tjener som aminogruppedonor. 3-fosfoglyserat fra glykolysen er forløperen til serin, fra hvilken glysin og cystein kan avledes. Amidasjonsreaksjoner tilføyer et andre nitrogen for å danne glutamin fra glutamat og asparagin fra aspartat, det siste katalysert av asparaginsyntetase. De essensielle aminosyrenes karbonskjeletter og biosyntetiske veier er derimot ikke til stede hos mennesker, slik at disse må tilføres via kostholdet; grensen kan forskyves under stress eller ved visse tilstander, noe som gir opphav til betinget essensielle aminosyrer.

Clinical relevance

Avhengigheten av aminosyretilgang hos enkelte vev, herunder behovet for kostmessig essensielle aminosyrer, er grunnlaget for ernæringsvitenskap og bidrar til å forklare hvorfor visse tumorer som ikke kan syntetisere bestemte aminosyrer, er følsomme for uttømming av disse. Dette emnet beskriver biokjemien og er ikke grunnlag for individuelle kost- eller behandlingsbeslutninger.

Evidence & guidelines

De biosyntetiske veiene er etablert biokjemi konsolidert i standardlæreverk og oversiktsartikler; dette er et referanseemne snarere enn et klinisk retningslinjedomene.

History

De biosyntetiske veiene til de individuelle aminosyrene ble kartlagt gjennom midtre tyvende århundres enzymologi og mikrobiell genetikk, herunder bruk av biosyntetiske mutanter for å ordne trinnene i veiene, et arbeid som fastslo hvilke karbonskjeletter og nitrogendonorer som mater hver aminosyre.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

Hva gjør en aminosyre essensiell?

En aminosyre er essensiell når kroppen mangler veiene for å syntetisere den i tilstrekkelige mengder, slik at den må tilføres via kostholdet; ikke-essensielle aminosyrer kan dannes internt fra andre metabolitter.

Hvor stammer karbonskjelettene for ikke-essensielle aminosyrer fra?

De stammer i stor grad fra intermediater i glykolysen og sitronsyresyklusen, som pyruvat, oksaloacetat, alfa-ketoglutarat og 3-fosfoglyserat, som omdannes til aminosyrer ved tilføring av en aminogruppe.