Chuyển hóa Protein và Axit Amin

Chuyển hóa protein và axit amin là một nhánh của quá trình chuyển hóa điều chỉnh cách hai mươi axit amin tạo protein được tạo ra, liên kết thành protein, bị phân hủy và cách nitơ mà chúng mang được thải bỏ. Nó liên kết các chỉ dẫn di truyền để tổng hợp protein với nền kinh tế năng lượng của tế bào và việc xử lý chất thải chứa nitơ của cơ thể.

Definition

Chuyển hóa protein và axit amin bao gồm quá trình tổng hợp axit amin và protein, sự phân hủy axit amin với sự chuyển giao và thải bỏ nitơ amin của chúng, và sự tích hợp các con đường này với chuyển hóa năng lượng và bài tiết nitơ.

Scope

Lĩnh vực này định hướng người đọc về các quá trình chính xử lý axit amin và các protein được tạo ra từ chúng: quá trình dị hóa và chuyển nhóm amin của chúng, tổng hợp các axit amin không thiết yếu, lắp ráp các chuỗi polypeptide trong quá trình dịch mã, chuyển đổi nitơ dư thừa thành urê và xử lý nitơ và amoniac rộng hơn. Nó coi đây là hóa sinh tham khảo, không phải là hướng dẫn lâm sàng.

Sub-topics

• Tổng hợp sinh học axit amin
• Dị hóa axit amin và chuyển nhóm amin
• Chuyển hóa nitơ và xử lý amoniac
• Tổng hợp và Dịch mã Protein
• Chu trình Ure

Core questions

• Các axit amin được tổng hợp như thế nào, và những axit amin nào phải được lấy từ chế độ ăn uống?
• Khung carbon của một axit amin được thu hồi để tạo năng lượng hoặc sinh tổng hợp như thế nào sau khi nhóm amin của nó được loại bỏ?
• Mã di truyền được dịch thành một trình tự axit amin xác định như thế nào?
• Nitơ được giải phóng từ sự phân hủy axit amin được chuyển đổi thành dạng không độc hại, có thể bài tiết như thế nào?

Key concepts

• Axit amin thiết yếu và không thiết yếu
• Chuyển amin và khử amin oxy hóa
• Mã di truyền và dịch mã
• Cân bằng nitơ
• Chu trình urê
• Axit amin sinh đường và sinh ketone

Mechanisms

Các axit amin nằm ở ngã tư của quá trình chuyển hóa. Các nhóm amin của chúng được dẫn, chủ yếu thông qua quá trình chuyển amin, đến một vài chất mang như glutamate, từ đó nitơ được giải phóng dưới dạng amoniac và, ở động vật có vú, được chuyển đổi thành urê để bài tiết. Khung carbon của chúng đi vào các con đường trung tâm dưới dạng tiền chất glucose (sinh đường) hoặc acetyl-CoA và tiền chất thể ketone (sinh ketone). Theo hướng ngược lại, các axit amin không thiết yếu được xây dựng từ các chất trung gian này, và tất cả hai mươi axit amin được gắn vào RNA vận chuyển và đọc từ khuôn mẫu RNA thông tin trong quá trình dịch mã để tạo thành protein.

Clinical relevance

Hiểu biết về các con đường này là nền tảng để các bác sĩ lâm sàng diễn giải các rối loạn xử lý nitơ và các lỗi bẩm sinh trong chuyển hóa axit amin, cũng như cách đánh giá dinh dưỡng và sự luân chuyển protein. Mục này là một tổng quan tham khảo mô tả cách các con đường hoạt động, không phải là cơ sở cho các quyết định chẩn đoán hoặc điều trị cá nhân.

Evidence & guidelines

Hóa sinh được tóm tắt ở đây là kiến thức sách giáo khoa đã được thiết lập, được củng cố trong các tài liệu tham khảo và đánh giá tiêu chuẩn. Khi các con đường này giao thoa với thực hành lâm sàng, chẳng hạn như các rối loạn chu trình urê, các hướng dẫn đồng thuận chuyên nghiệp tồn tại và được mô tả trong các mục chủ đề liên quan chứ không phải ở đây.

History

Lĩnh vực này phát triển từ các nghiên cứu về bài tiết nitơ và hóa học protein vào thế kỷ XIX và XX. Mô tả chu trình urê năm 1932 của Hans Krebs và Kurt Henseleit đã đưa ra chu trình trao đổi chất đầu tiên và một khuôn khổ để thải bỏ nitơ; việc giải mã mã di truyền vào những năm 1960 đã kết nối trình tự axit amin với các khuôn mẫu axit nucleic, và hàng thập kỷ enzym học đã lập bản đồ tổng hợp và phân hủy các axit amin riêng lẻ.

Key figures

• Hans Krebs
• Kurt Henseleit
• Marshall Nirenberg

Seminal works

• wu-2009
• rennie-tipton-2000

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa axit amin thiết yếu và không thiết yếu là gì?

Các axit amin không thiết yếu có thể được cơ thể tổng hợp từ các chất chuyển hóa khác, trong khi các axit amin thiết yếu không thể được tạo ra với số lượng đầy đủ và phải được cung cấp từ chế độ ăn uống.

Điều gì xảy ra với nitơ khi một axit amin bị phân hủy?

Nhóm amin được chuyển và cuối cùng được giải phóng dưới dạng amoniac, ở động vật có vú, amoniac được chuyển đổi thành urê thông qua chu trình urê và được bài tiết, giữ mức amoniac độc hại ở mức thấp.