CHUYỂN HÓA PROTEIN VÀ ACID AMIN (HÓA SINH SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng Font VNI-Times, tải về xem bình thường)

Viết được các phản ứng khử amin, khử carboxyl, trao đổi amin của các acid amin cùng các cơ chế của chúng.. Trình bày được sự thoái hóa riêng biệt của các acid amin.. 1.1.3- Enzym thủy

CHUYỂN HÓA PROTEIN

VÀ ACID AMIN

MỤC TIÊU

1 Trình bày được các enzym thủy phân protein và cơ chế tác động của chúng.

2 Viết được các phản ứng khử amin, khử carboxyl, trao đổi amin

của các acid amin cùng các cơ

chế của chúng.

3 Mô tả được các giai đoạn của chu trình urê.

4 Mô tả được sự biến hóa của acid α-cetonic.

5 Trình bày được sự thoái hóa

riêng biệt của các acid amin.

6 Trình bày được nguyên tắc chung để tổng hợp acid amin.

7 Trình bày được các yếu tố và

thành phần tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein.

8 Mô tả được ba giai đoạn của sự sinh tổng hợp protein ở ribosom.

1-BIẾN HÓA PROTEIN

1.1- Tiêu hóa protein- Các enzym thủy phân protein

1.1.1-Endopeptidase

1.1.2- Exopeptidase

PEPTID PROTEIN

ACID AMIN

CO 2 , H 2 O URE, Q

Sản phẩm sinh học đặc biệt

Tiêu hóa Hấp thu

PROTEIN

(các tổ chức)

Oáng tiêu

hóa

Tế bào

(dạ dày)

Trypsin

(tụy tạng)

Chymotrypsi n

(tụy tạng)

pH=1,7 -2

e : Tyr-CO-NH…

(Phe,Try,Met,L eu)

Các Endopeptidase

H2N COOH

aa N

tận

aa C tận

1.1.3- Enzym thủy phân protein ở

các tổ chức

- Có các Catepsin : A,B,C

- Carboxypeptidase và Aminopeptidase

- Các enzym được chứa trong các

lysosome

Sự có mặt của các enzym này

giải thích hiện tượng tự tiêu của tế bào khi tế bào chết

1.2- Cân bằng động của protein

Nitơ trong cơ thể liên tục chuyển hóa nhưng vẫn đảm bảo sự cân bằng đạm

Cân bằng đạm

Nitơ nhập = Nitơ xuất Nitơ nhập > Nitơ xuất Nitơ nhập < Nitơ xuất

Các trường hợp bệnh lý:

Giảm Protein/huyết thanh

do giảm nhập hoặc giảm sản xuất

do tăng mức phân hủy

do mất protein

do loãng máu Tăng protein/huyết thanh

do máu cô đặc xuất hiện protein bất thường suy vỏ thượng thận (Addison)

2- THOÁI HÓA ACID AMIN

2.1- Những quá trình chung của sự thoái hóa acid amin

2.1.1- Khử amin

- Phóng thích Nitơ dưới dạng NH 3

- 4 con đường khử amin

Acid tương ứng

Acid không

no tương ứng

2.1.1.3- Khử amin thủy phân

Oxy acid

2.1.1.4- Khử amin – oxy hóa

+1/2 O2-NH3

Cơ chế: 2 giai đoạn

Đối với acid glutamic

N H

COOH

CH2

CH2C COOH O

L-Glutamat dehydrogena se

Amin hóa-khử oxy : cố định NH3 vào hợp chất hữu cơ (α-ceto glutaric thành

a glutamic)

nhóm amin dễ dàng chuyển sang a α-cetonic khác nhờ phản ứng

chuyển amin

Glutamat dehydrogenase:

- Ở động vật cao cấp :

+ giử vai trò thoái dưỡng ( khử

amin-oxy hóa ) với coenzym là NAD

+ kết hợp với các transaminase để thoái dưỡng các aa ≠

+ NH 3 tạo ra được dùng làm nguyên liệu tổng hợp urê

- Ởû vi sinh vật :

+ tác dụng theo hướng sinh tổng

hợp ( amin hóa-khử oxy) với coenzym khử là NADPH

CH N

2.1.2- Phản ứng trao đổi amin

Braustein và Krisman (1937) (n/cứu

CH2C COOH

OH POH2C

-N CH3

OH POH2C

CH2-NH2

CH3CO

3

OH POH2C

CHO

COOH

CH N

Transaminase : có ở cơ, gan, thận, tim, ruột

Hai loại phổ biến và hoạt động mạnh

+ glutamic oxaloacetic transaminase (GOT)

= Aspartic transaminase (ASAT)

Glu + a oxaloacetic a α-cetoglutaric + a aspartic

+ glutamic pyruvic transaminase (GPT)

= Alanin transaminase (ALAT)

Glu + a pyruvic a α-cetoglutaric + Alanin

GOT

GPT

Giá trị bình thường trong huyết

thanh :

GOT từ 15 – 29 U/l

GPT từ 11 – 26 U/l

-Viêm gan cấp tính : tăng GOT,

nhưng chủ yếu tăng GPT (có khi

gấp 100 lần) ngay cả trước khi

xuất hiện vàng da có giá trị dịch tể học

- Sự tăng GPT cho thấy một tác

động phân hủy của tế bào gan

-Viêm gan mãn : transaminase tăng

ít, biểu thị sự tổn thương nhu mô gan do hoại tư ûtế bào gan

Nhồi máu cơ tim :

+ tăng rất cao GOT, GPT tăng ít

hơn

+ Khi nhồi máu cơ tim, GOT bắt

đầu tăng từ giờ thứ 6 trở đi

kéo dài cho đến giờ thứ 36 và

trở về bình thường sau 5 – 6 ngày + Tỷ số De Ritis = GOT/GPT > 1

+ sự gia tăng của cả GOT và GPT cho một chỉ số về độ tổn thương của gan có thể kéo ngay sau suy tim do nhồi máu

GOT cũng tăng trong nghẽn mạch phổi, nhồi máu thận

Sự liên quan giữa phản ứng trao đổi amin và sự khử amin-oxy hóa

- Các aa đều có thể trao đổi amin

- Nhiều enzym khử amin-oxy hóa

của các aa thì hoạt động yếu trừ

Glutamat dehydrogenase

- Các transaminase thì hoạt động

mạnh và phổ biến

Phần lớn aa khử amin-oxy hóa gián tiếp qua các transaminase

cùng với a α-cetoglutaric và glutamat dehydrogenase

2.1.3- Khử carboxyl

- Khá phổ biená ở động vật

- Phổ biến ở VSV

R CH2 NH2 ½ O2 R- CHO + NH 3

mono amino oxydase diamino oxydase

Glutamat descarboxylase

Thiosemicarbazid

Hydrazid

INH

Ức chế glutamat decarboxylase

Giảm GABA, gây co giật

Reserpin giảm lượng GABA/ TKTƯ

ngưởng kích thích của tế bào thần kinh với sốc điện

2.2- Sản phẩm cuối cùng của sự

biến hóa acid amin

2.2.1- Chuyển hóa của NH 3

2.2.1.1-Sự tạo thành GlutaminCO-NH

2

CH2

CH2CH COOH

N

H2

Glutamin synthetase ATP Glutaminas e

Glutamic acid Glutamin

- Dạng vận chuyển không

độc của NH3

- 60-100mg/l máu

- Có hầu hết ở các tổ

chức Glutami

n

2.2.1.2 Sự tạo thành urê (chu trình Ornitin của Krebs và Henseleit:

Máu tĩnh mạch cửa đến gan chứa nhiều NH 3 hơn máu ở gan ra.

Nồng độ urê của máu ở gan

ra cao hơn máu tới gan.

Ở động vật đã cắt gan, nồng độ urê trong máu hạ.

Trong 1 số trường hợp bệnh về gan như xơ gan, [NH 3 ] trong máu cao.

Gan là nơi sản xuất urê từ những gốc NH 3

Krebs và Henseleit đã chứng minh bằng thực nghiệm sự tạo thành urê

Sau đó Ratner và Cohen đã xác định chi tiết các phản ứng enzym của quá trình tổng hợp

urê.

Giai đoạn 1 : Chuyển ORNITIN thành

CITRULIN

Gồm 2 bước:

- Bước 1: Tạo thành carbamyl phosphat

không bền.Glutam

at

Glutamin

H2N-C-O ~ PO3H2

O carbamyl phosphat

Xảy ra trong ty thể TB gan

- Bước 2 : chuyển nhóm Carbamyl P tới Ornitin để tạo thành Citrulin

COOH

|

NH CH

|

)

(CH

|

NH CH

2

2 2

2 2

−

−

2 3

2

H PO

~ O

|

O

C

|

NH

=

COOH

|

NH

CH

|

)

(CH

|

PO H CH

|

NH

|

O

C

|

NH

2

2 2

4 3 2

2

− +

Giai đoạn 2 : chuyển CITRULIN thành

|

CH

N H

| COOH

|

CH

| COOH

COOH

|

NH CH

|

)

(CH

|

NH

|

NH C

||

NH

2

2

3 2

Citrulin Aspartat Arginosuccinat

Enzym : Argino succinat synthetase

Pyrophosphatase

Bước 1: kết hợp citrulin với a aspartic

 tạo thành Arginosuccinic

Bước 2: tách Arginosuccinic thành

Arginin và acid fumaric

|

|

CH

| COOH

+

Arginosuccinat lyase

Arginosuccinat Arginin Fumarat

Fumarat Malat Oxaloacetat

Giai đoạn 3 : Thủy phân Arginin

COOH

|

NH

CH

|

)

(CH

|

NH

|

NH

C

|

NH

2

3 2 2

−

COOH|

NH

CH|

)

CH (|

NH CH

NH

NH

\

/ C O

2

2 2

2 2

2 2

−

−

=

Arginas e

+H2O

Arginin

Ornitin Ure â

2NH 3 + CO 2 + 3ATP + 2H 2 O Urê + 2ADP + AMP + 4Pi

-Ty thể Tế bào chất

Urê huyết

Tăng - viêm thận kinh niên

( 3g/l)

- viêm thận cấp ( 5g/l)

- tiêu chảy, dịch tả, choáng (do mất nước)

Giảm - các bệnh về gan (gan

thoái hóa mỡ, xơ gan, ung thư giai đoạn cuối)

Urê/ nước tiểu

- Trạng thái sinh lý : đối với

phụ nữ có thai

-Tuổi : trẻ em bài tiết > người lớn tính theo mmol urê/24h/kg cân nặng)

- Bệnh lý : bài tiết / đái tháo đường, sốt ( thoái hóa protid)

2.2.2 Biến hóa của a α cetonic

Thoái hóa thành các chất trung gian /chu trình a citric

CO 2 và H 2 O.

Chuyển hóa trở lại thành acid amin (trao đổi amin hoặc amin hóa)

Tạo thành glucid:

các α cetonic acid a pyruvic

α-ceto glutaric succinyl CoA a.oxaloacetic

Tổng hợp glucose hay

glycoge

n (gan)

Theo con đường của các acid béo sau khi khử carboxyl

Acetyl CoA tổng hợp các acid béo

tạo thành các

amin tạo ceton)

Vừa tạo đường vừa tạo ceton (vừa tạo oxaloacetat vừa tạo acetyl CoA: Phenylalanin, Tyrosin, Tryptophan, Isoleucin và Lycin)

Succinyl CoA

Fumarat

Oxaloacetat

Ile Met Val Citrat

Arg His Gln Pro Glutamat

Tyr Phe

Asn Aspartat

Chu trình acid citric

Sự thoái hóa của sườn carbon của các acid amin

2.3 Thoái hóa riêng biệt của các acid amin

2.3.1 Các acid amin tạo oxaloacetat

Aspartat và Asparagin2.3.2.Các acid amin tạo pyruvat

Thréonin, Alanin, Cystein

2.3.3 Các acid amin tạo succinyl CoA: (cũng có thể tạo glucid)

Met, Val, Ile, Leu2.3.4 Các acid amin tạo α cetoglutarat

Glu, Gln, His, Pro, Arg

2.3.5 Các acid amin tạo Acety CoA

Thr, Gly, Ser, Ala, Cys, Phe, Tyr, Trp, Lys, Leu

-Tạo Taurin

- Tạo pyruvat và SO2

Taurin + acid mật Muối mật

S Adenosyl homo cystein

HomocysteinCystathioninSuccinyl CoA

Homocystein Methionin

CH 3

5 metyl tetrahydrofolat Vit B12

Homocystein niệu:

HomocysteinCystathionin

Cystathionin synthetase

Xuất hiện Homocystein trong nước tiểu (trẻ bị đần độn)

Điều trị sớm:

-Vitamin B6 liều cao

- Tăng Cystein (do thiếu Cys), giãm Methionin

Phenylalanin và Tyrosin

a acetoacetic

a fumaric

Acetyl CoAAcetat

β cetothiolase CoASH

Krebs

Phenyl ceton niệu (thiếu Phe

Glutamin

2H

CO 2 [O]

Ph

e

- Phe và các chất thoái

hóa xuất hiện trong nước

tiểu

-Trẻ đần độn, điều trị sớm

bằng chế độ ăn giảm Phe

-Cũng làm thiếu Tyr nên

thiếu Melanin

Thiếu enzym oxydase: Tyrosin niệu

Acid para hydroxy phenyl pyruvic

acid homogentisic

- p-hydroxy phenyl pyruvat và tyrosin

bị ứ đọng trong máu và bài xuất nhiều trong nước tiểu.

- Sử dụng vitamin C có thể đưa sự chuyển hóa trở lại bình thường.

Thiếu acid homogentisic

oxydase ≡ bệnh Alcapton

niệu.

- Bệnh bẩm sinh do thiếu

enzym oxy hóa acid

homogentisic làm acid này

không thoái hóa được, ứ đọng lại và đào thải ra

nước tiểu

-Khi tiếp xúc với không khí

sẽ bị oxy hóa cho 1 sắc tố

- Ởû người bình thường,

acid homogentisic bị oxy hóa ngay khi tạo thành cho acid acetyl acetic và không xuất hiện trong nước tiểu.

Sự thành lập Melanin

Tyrosinase

Dopaquinon

2-carboxyl-2,3-dihydro indol quinon

–5,6-Indol-5,6-quinon

Melanin Polymer hóa

- Tạo hormon giáp trạng

- Tạo các Catecholamin

Sự tạo thành creatin

Glycin+ Arginin Ornitin + Acid

Sự tạo thành glutathion

Glutamat + Cystein γ Glutamyl cystein

-γ -Glutamyl cystein + Glycin

Glutathion

Glutathion đóng vai trò của 1 hệ thống oxy hoá khử (vận chuyển hydro).

3 TỔNG HỢP ACID AMIN

- Động vật cao cấp :

- aa cần thiết (8aa) (Rose và cộng sự)

- aa bán cần thiết (Arg, His)

Acid amin caàn

thieát Acid amin khoâng caàn thieát

Acid aspartic Asparagin

Tyrosin Prolin Serin

Nguyeân taéc chung :

Acid α-cetonic acid amin

Glycin : được tổng hợp từ CO 2 và NH 3

chuyển amin từ glutamat

hóa α-cetoglutarat.

tác bởi glutamat synthetase.

ứng chuyển amin từ glutamat

tác bởi asparagin synthetase.

phenylalanin.

3-phosphoglycerat.