Katabolizam aminokiselina i transaminacija

Katabolizam aminokiselina je skup metaboličkih puteva koji razgrađuju aminokiseline kada su u viška ili kada dolazi do obnavljanja proteina. Prvi zajednički korak za većinu aminokiselina je transaminacija — prenos amino-grupe na keto-kiselinu — kojom se azot odvaja od ugljeničnog skeleta kako bi se svaki od njih mogao zasebno obrađivati.

Definition

Katabolizam aminokiselina je razgradnja aminokiselina, koja počinje uklanjanjem alfa-amino-grupe (tipično transaminacijom) i njenim naknadnim oslobađanjem u obliku amonijaka, nakon čega sledi pretvaranje ugljeničnog skeleta u glukogene ili ketogene intermedijere.

Scope

Ova odrednica pokriva načine uklanjanja i sakupljanja amino-grupa, pretežno posredstvom aminotransferaza i glutamat dehidrogenaze, te usmeravanje preostalih ugljeničnih skeleta u centralni metabolizam. Obrađuje razgradnu stranu metabolizma aminokiselina; sinteza je obrađena u srodnoj odrednici, a eliminacija azota u odrednicama o ciklusu uree i azotu.

Core questions

• Kako se amino-grupa odvaja od ostatka aminokiseline?
• Kako se sakupljeni azot usmerava prema eliminaciji?
• U koje centralne metabolite ulaze ugljenični skeleti?

Key concepts

• Transaminacija
• Aminotransferaze (transaminaze) i piridoksal-fosfat
• Glutamat kao centralni носilac azota
• Oksidativna deaminacija posredstvom glutamat dehidrogenaze
• Glukogene nasuprot ketogenim aminokiselinama
• Katabolizam aminokiselina razgranatog lanca

Mechanisms

U transaminaciji, aminotransferaza prenosi alfa-amino-grupu sa aminokiseline na alfa-ketoglutarat, stvarajući glutamat i odgovarajuću keto-kiselinu; reakcija zavisi od kofaktora piridoksal-fosfata koji prenosi amino-grupu kroz intermedijer baze Šifove. Time se azot iz brojnih aminokiselina usmerava na glutamat. Glutamat zatim može podleći oksidativnoj deaminaciji posredstvom glutamat dehidrogenaze, regenerišući alfa-ketoglutarat i oslobađajući amonijak za eliminaciju. Deaminovani ugljenični skeleti klasifikuju se kao glukogeni — kada daju piruvat ili intermedijere ciklusa limunske kiseline koji mogu formirati glukozu — ili ketogeni — kada daju acetil-CoA ili acetoacetat; neke aminokiseline su oboje. Aminotransferaze aspartata i alanina klinički su poznate jer njihov izlazak u krv ukazuje na oštećenje tkiva.

Clinical relevance

Aktivnosti serumskih aminotransferaza, poput alanin- i aspartat-aminotransferaze, naširoko su mereni pokazatelji oštećenja tkiva, posebno jetre, а katabolička sudbina aminokiselina podloga je razumevanja njihovog doprinosa energiji i snabdevanju glukoze. Ova odrednica objašnjava osnovnu biohemiju i ne predstavlja osnovu za individualne dijagnoze ili lečenje.

Evidence & guidelines

Ovde opisane reakcije su utvrđena enzimologija konsolidovana u standardnim udžbenicima biohemije i preglednim radovima; ovo je referentni materijal, а не domen kliničkih smernica.

History

Transaminacija je okarakterisana tridesetih godina 20. veka od strane Aleksandra Braunštejna i saradnika, а uloga piridoksal-fosfata kao kofaktora aminotransferaza razjašnjena je sredinom dvadesetog veka radom Esmonda Snela i других, čime je transaminacija utvrđena kao centralni ulazni korak razgradnje aminokiselina.

Key figures

• Alexander Braunstein
• Esmond Snell
• Hans Krebs

Seminal works

• wu-2009

Frequently asked questions

Zašto je transaminacija obično prvi korak u razgradnji aminokiseline?

Njome se čisto odvaja amino-grupa koja nosi azot od ugljeničnog skeleta prenosom na keto-kiselinu, što ćeliji omogućava da zasebno eliminiše azot i ponovo iskoristi ugljenik.

Koja je razlika između glukogenih i ketogenih aminokiselina?

Glukogene aminokiseline razgrađuju se do intermedijera koji se mogu pretvoriti u glukozu, dok ketogene aminokiseline daju acetil-CoA ili prekursore ketonskih tela; neke aminokiseline su oboje.