Chuong IV-SỰ BIẾN DƯỠNG PROTEIN VÀ AMINO ACID

sự biến dưỡng protein và aminoacid

SỰ BIẾN DƯỠNG PROTEIN

VÀ AMINO ACID

(Metabolism of protein and amino acids)

CHƯƠNG VI

TS ĐỖ HIẾU LIÊM

1.ĐẠI CƯƠNG

2.SỰ BIẾN DƯỠNG TRUNG GIAN CỦA AMINO ACID

2.1.Sự vận chuyển nhóm amin của amino acid

2.2.Sự oxid hoá khử amin của amino acid

2.3.Sự khử độc ammonia tự do trong máu

2.4.Sự khử carboxyl của amino acid

3.TIẾN TRÌNH SINH TỔNG HỢP PROTEIN

3.1.Sự tổng hợp DNA, RNA

3.2.Sự hoạt hoá amino acid

3.3.Các giai đoạn trong tiến trình tổng hợp protein

3.4.Cơ chế kiểm soát tiến trình tổng hợp

- Sự biến dưỡng nội tại và trao đổi với môi trường

- Cung cấp 10-15% nhu cầu năng lượng cho cơ thể

(2) Đặc điểm biến dưỡng protein và amino acid

- Vai trò tạo hình, tổng hợp chất cấu tạo tế bào, mô bào

- Không được dự trữ trong cơ thể động vật

3

Nguồn

gốc Enzyme Y.T K.H Cơ chất Sản phẩm

Dạ dày Pepsins (pepsinogens) HCl Proteins và Polypeptides Cắt lk peptide của AA nhân vòng

Proteins and Polypeptides Cắt lk peptide ở đầu carboxyl tận cùng

Carboxypeptidase B (procarboxypeptidase B) Trypsin

Proteins and Polypeptides Cắt lk peptide ở đầu carboxyl tận cùng

Bảng 1 Các enzyme phân giải protein (Sự tiêu hóa)

Enteropeptidase Trypsinogen Trypsin

Aminopeptidases Polypeptides Cắt lk peptide ở đầu amin tận cùng của

polypeptide

Carboxypeptidases Polypeptides Cắt lk peptide ở đầu carboxyl tận cùng của

polypeptide

Endopeptidases Polypeptides Cất lk peptide ở giữa của polypeptide

Dipeptidases Dipeptides Cắt lk peptide giữa 2 amino acids

Bảng 1 Các enzyme phân giải protein (Sự tiêu hóa)

Sự hấp thu và vận chuyển protein và amino acid phụ thuộc vào các yếu tố tuổi, loại amino acid, đường cung cấp

Cơ chế hấp thu:

-Sự ẩm bào

- Sodium dependent co-transporters

- H+ ion dependent co-transporter

1 2 3

Hình 1 Sự hấp thu amino acid và peptid

Peptide lớn Protein

Amino acid Peptide nhỏ

1.Ẩm bào (pinocytosis) 2 Sodium dependent co-transporters

(Đồng hành phụ thuộc vào sodium)

3 H+ ion dependent co-transporter (Đồng hành phụ thuộc vào H+ )

Cường độ biến dưỡng protein - Cân bằng nitrogen

Cân bằng Nitrogen = Số N thu – Số N thải

Nitrogen index N income N output

Bảng 1 Lượng protein tối thiểu

Loài động vật Lượng Protein tối thiểu

2.SỰ BIẾN DƯỠNG TRUNG GIAN CỦA AMINO ACID

2.1.Sự chuyển nhóm amin của amino acid (Transamination)

SGOT-Serum Glutamate-Oxaloacetate Transaminase

SGPT-Serum Glutamate-Pyruvate Transaminase

CH3CH- COOH

Alanine

Pyruvate

Glutamate Pyruvate Transaminase

CHO HO

2.2.Sự oxid hoá khử amin của amino acid (Oxidative deamination)

2.2.1.Sự oxid hoá khử amin trực tiếp

R

C -COOH

R C-COOH

H N H

R C-COOH O

2.2.2 Sự oxid hoá khử amin gián tiếp

Chuyển hoá N vô cơ N hữu cơ

CH2

CH2C=O COOH

COOH

CH2

CH2CH-

2.3 Sự vận chuyển và khử độc ammonia tự do trong máu

• Trúng độc kiềm (Alkalosis)

• Sự khử độc ở não: Tổng hợp glutamine và asparagine

• Sự khử độc ở gan: Chu trình Urea (chu trình

Ornithine)

O C-

Sự khử độc ở gan – chu trình urea (ornithine)

Chu trình urea (Ornithine)

ATP

Arginosuccinate synthetase

H2N-CH-COOH

CITRULINE

CH-NH (CH2)2

H2N-CH-COOH

ARGINOSUCCINATE

CH-NH (CH2)2

H2N-CH-COOH

ARGININE

CH-NH (CH2)2

H2N-CH-COOH

COOH

CH2 -CH-COOH

Aspartate

COOH

CH2 -CH-COOH

H2N

UREA

H2N- C- NH2 O

N

2.4 Sự khử nhóm carboxyl của amino acid

Decarboxylase (Pyridoxal phosphate)

3.TIẾN TRÌNH SINH TỔNG HỢP PROTEIN

1

2

Transcription (Replication) - Sao chép mật mã di truyền

2

1 Duplication (Nhân đôi DNA)

RNA Processing (Sửa chữa RNA)

Translation - Giải mã (tổng hợp protein)

TRANSCRIPTION - TRANSLATION

CÁC YẾU TỐ THAM GIA TIẾN TRÌNH SINH TỔNG HỢP PROTEIN (prokaryotic cell)

IF-1 9 Kết hợp 2 đơn vị 50 S và 30 S ribosome

IF-2 97 Liên kết Methionyl - t.RNA và GTP

IF-3 22 Liên kết đơn vị 30 S với codon AUG trên m.RNA

EF-Tu 43 Liên kết amino acyl - t.RNA và GTP

EF-Ts 74 Tách GDP từ tổ hợp EF-Tu

EF-G 77 Thúc đẩy sự chuyển vị của ribosome trên m.RNA

RF-1 36 Xác định codon chấm dứt UAA và UAG trên m.RNA

RF-2 38 Xác định codon chấm dứt UAA và UGA trên m.RNA

RF-3 46 Kích thích sự liên kết RF-1 và RF-2

IF Initiation factor RF Releasing factor

EF Elongation factor

21

RIBOSOME: r.RNA + Protein

Prokaryotic cell Eukaryotic cell

30 S

P: Peptidyl site A: Amino acyl site

50 S

R

H2N-CH- CO

R OC-CH-NH2

α-Amino acid

Amino t.RNA synthetase

Amino acyl-t.RNA

t.RNA

3.5 Cơ chế điều hoà

CÁC CHẤT ỨC CHẾ TIẾN TRÌNH SINH TỔNG

HỢP PROTEIN Ở VI KHUẨN

Chất ức chế Tác động

Quinolon I và II Ức chế Gyrase tháo vòng DNA vi khuẩn

Exotoxin Corynebacterium diptheria Ức chế EF-2 (eukaryotic cell)

Chloraphenicol Ức chế peptidyl transferase trên đơn vị 50S

Erythromycin Ức chế sự chuyển dịch đơn vị 50S

Fusidic acid Ức chế sự liên kết EF-G với đơn vị 50S

Streptomycin Ức chế sự khởi dẫn tổng hợp

Tetracycline Ức chế sự liên kết amino acyl-t.RNA với đơn

vị 30S

27

NHÓM AMINOGLYCOSIDES PHONG BẾ TIỂU ĐƠN VỊ 30S RIBOSOME

GIAI ĐOẠN KHỞI DẪN

NHÓM AMINOGLYCOSIDES PHONG BẾ TIỂU ĐƠN VỊ 30S RIBOSOME

NGĂN CHẬN PEPTIDTYL-t.RNA TỪ VÙNG A SANG P

(GIAI ĐOẠN NỐI DÀI CHUỖI PEPTIDE)

NHÓM MACROLIDES PHONG BẾ TIỂU ĐƠN VỊ 50S RIBOSOME

ỨC CHẾ PEPTIDYLTRANSFERASE HÌNH THÀNH PEPTIDE

NHÓM MACROLIDES PHONG BẾ TIỂU ĐƠN VỊ 50S RIBOSOME

NGĂN CHẬN PEPTIDYL t.RNA TỪ VÙNG A SANG P

(GIAI ĐOẠN NỐI DÀI CHUỖI PEPTIDE)

NHÓM TETRACYCLINES PHONG BẾ TIỂU ĐƠN VỊ 30S

RIBOSOME NGĂN CHẬN AMINOACYL t.RNA SANG VÙNG A

(GIAI ĐOẠN KHỞI DẪN)

NHÓM OXAZOLIDINONES NGĂN CHẬN HÌNH THÀNH PHỨC HỢP f-met-t.RNA

VỚI 50S RIBOSOME (GIAI ĐOẠN KHỞI DẪN)