Catabolismul aminoacizilor și transaminarea

Catabolismul aminoacizilor este ansamblul căilor care descompun aminoacizii atunci când aceștia sunt în exces față de necesități sau când proteinele sunt supuse turnover-ului. Prima etapă comună pentru majoritatea aminoacizilor este transaminarea, transferul grupării amino la o cetoacid, care separă azotul de scheletul carbonic, astfel încât fiecare poate fi gestionat independent.

Definition

Catabolismul aminoacizilor este degradarea aminoacizilor, debutând cu îndepărtarea grupării alfa-amino (de regulă prin transaminare) și eliberarea sa ulterioară ca amoniac, urmată de conversia scheletului carbonic în intermediari glucogeni sau cetogeni.

Scope

Această intrare acoperă modul în care grupările amino sunt îndepărtate și colectate, în principal prin aminotransferaze și glutamat dehidrogenază, și cum scheletele carbonice rămase sunt direcționate în metabolismul central. Tratează latura degradativă a metabolismului aminoacizilor; sinteza este acoperită într-o intrare complementară, iar eliminarea azotului în intrările dedicate ciclului ureei și metabolismului azotului.

Core questions

• Cum este separată gruparea amino de restul aminoacidului?
• Cum este orientat azotul colectat spre eliminare?
• În care metaboliți centrali se integrează scheletele carbonice?

Key concepts

• Transaminare
• Aminotransferaze (transaminaze) și fosfat de piridoxal
• Glutamat ca purtător central de azot
• Dezaminare oxidativă de către glutamat dehidrogenază
• Aminoacizi glucogeni versus cetogeni
• Catabolismul aminoacizilor cu lanț ramificat

Mechanisms

În transaminare, o aminotransferază transferă gruparea alfa-amino de la un aminoacid la alfa-cetoglutarat, producând glutamat și cetoacidul corespunzător; reacția depinde de coenzima fosfat de piridoxal, care navetează gruparea amino printr-un intermediar de tip bază Schiff. Prin aceasta, azotul provenind din numeroși aminoacizi este concentrat pe glutamat. Glutamatul poate apoi să sufere dezaminare oxidativă catalizată de glutamat dehidrogenază, regenerând alfa-cetoglutaratul și eliberând amoniac pentru eliminare. Scheletele carbonice dezaminate sunt clasificate ca glucogene, când produc piruvat sau intermediari ai ciclului acidului citric ce pot forma glucoză, sau cetogene, când produc acetil-CoA sau acetoacetat; unii aminoacizi sunt ambele. Aminotransferazele aspartatului și alaninei sunt clinic cunoscute deoarece scurgerea lor în sânge marchează leziunile tisulare.

Clinical relevance

Activitățile serice ale aminotransferazelor — precum alanin aminotransferaza și aspartat aminotransferaza — sunt indicatori larg utilizați ai leziunilor tisulare și în mod special hepatice, iar soarta catabolică a aminoacizilor stă la baza contribuției proteinelor la aportul energetic și la aprovizionarea cu glucoză. Această intrare explică biochimia subiacentă și nu constituie baza pentru diagnosticul sau tratamentul individual.

Evidence & guidelines

Reacțiile descrise aici reprezintă enzimologie consacrată, consolidată în texte și recenzii standard de biochimie; acesta este material de referință și nu un domeniu al ghidurilor clinice.

History

Transaminarea a fost caracterizată în anii 1930 de Alexander Braunstein și colaboratori, iar rolul fosfatului de piridoxal ca și coenzimă a aminotransferazelor a fost elucidat prin cercetările de la mijlocul secolului al XX-lea ale lui Esmond Snell și ale altora, stabilind transaminarea ca etapă centrală de intrare în degradarea aminoacizilor.

Key figures

• Alexander Braunstein
• Esmond Snell
• Hans Krebs

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

De ce transaminarea este de regulă prima etapă în degradarea unui aminoacid?

Separă clar gruparea amino purtătoare de azot de scheletul carbonic, transferând-o la o cetoacid, astfel încât celula poate elimina azotul și reutiliza carbonul independent.

Care este diferența dintre aminoacizii glucogeni și cei cetogeni?

Aminoacizii glucogeni sunt degradați la intermediari care pot fi convertiți în glucoză, în timp ce aminoacizii cetogeni produc acetil-CoA sau precursori ai corpilor cetonici; unii aminoacizi sunt ambele.