Transcript amino asitler depolanmaz

Amino Asitlerin
Metabolizması
Yrd. Doç. Dr. Ahmet GENÇ
Adıyaman Üniversitesi
Sağlık Hizmetleri Meslek
Yüksekokulu
Aminoasit Metabolizması


Hücresel proteinlerinin tümünde sürekli yıkım ve yapım
bütün yaşam formlarında görülmektedir
İnsanlar her gün total vücut proteinlerinin,




Özellikle kas proteini kaynaklı olarak %1-2’sini yıkarlar
Serbest aminoasitlerden %75-80’i protein sentezinde
kullanılır
Geri kalan %20-25’i üre oluşturur
Diyetle günlük 30-60 g protein (serbest amino asit) alması
gerekir
Amino asitlerden organizmanın faydalanacağı
yerler
 Doku ve kan proteinleri ile enzim, hormonların
yapımında
 Nükleik asit, kreatin gibi protein niteliğinde olmayan ve
içerisinde azot bulunan maddelerin yapımında
 Amonyak ve üre sentezinde
 Endojen amino asit sentezinde
 Enerji elde edilmesinde
 Karbohidratların yapımında
Aminoasit Metabolizması

Hayvanlarda, amino asitler üç farklı metabolik durumla
oksidatif yıkıma uğrar.
1. Proteinlerin yıkımıyla açığa çıkan bazı amino asitler eğer
yeni protein sentezi için gereksinim yoksa, oksidatif
parçalanmaya uğrar.
2. Bir diyet proteince zenginse ve alınan amino asitler
vücudun protein sentezi gereksinimi aşıyorsa, fazlası
yıkılır; amino asitler depolanmaz.
3. Karbohidratların ya hiç olmadığı veya uygun
yararlanılmadığı , açlıkta veya diyabetes mellitusta (DM)
yakıt olarak hücresel proteinler kullanılır.
 Proteinlerin yapısındaki C ve H atomlarından son ürün
olarak H2O ve CO2 oluşmaktadır
 Proteinlerde %16 oranında bulunan azot, sadece proteinlere
özgü olan atılım ürünlerinin (amonyak ve üre) oluşumuna yol
açmaktadır
 Protein yıkılımı sonrasında amino asitlerin yapısındaki
karbon ve hidrojenden CO2 ve H2O oluşmakta, azot
atomundan ise memeli için toksik olan amonyak oluşmaktadır
 Amonyak, enerji gerektiren bir dizi tepkime ile toksik
olmayan üreye dönüştürülerek vücuttan atılmaktadır.
Aminoasit Metabolizması


Tüm bu metabolik durumlarda amino
asitler amino gruplarını kaybederek,
amino asitlerin “karbon iskeletlerini”
koruyarak α-keto asitleri oluşturur.
α-keto asitler oksidasyona uğrayarak
CO2 ve H2O’ya dönüşür, veya sıklıkla
glukoneogenezle beyin, iskelet kası ve
diğer dokuların yakıtı olan glukoza
çevrilebilen 3 veya 4 C’lu birimleri
sağlar.
Hücreiçi protein
Diyet proteini
Amino asitler
Karbon iskeletleri
Amino asitler, nükleotidler ve
biyolojik aminlerin biyosentezi
Karbamoil fosfat
Üre
döngüsü
Üre
Sitrik asit
döngüsünün
aspartatarginino
süksinat
şantı
Sitrik
asit
döngüsü
Oksaloasetat
(azot atım ürünü)
Glukoz
Glukoneogenezle
sentezlenen
AMİNOASİT YIKILIMI





Glutamat ve glutamin azot metabolizmasında kritik rol oynar
Hepatositlerin sitozolünde, çoğu amino asitlerin amino
grupları glutamat oluşturmak için α-ketoglutarata transfer
edilir
Glutamat sonra amino grubunun NH4+ oluşturmak için
uzaklaştırıldığı mitokondri içine taşınır
Çoğu dokuda oluşan fazla amonyak glutaminin amid
azotuna çevrilir, karaciğere geçerek, karaciğer mitokondrisine
girer.
Kasta fazla amino grupları genellikle piruvata transfer
edilerek, karaciğere amino gruplarının taşınmasındaki diğer
önemli molekül, alanin oluşur
Hücre proteini
Karaciğer
Sindirilen
proteinlerin
amino
asitleri
Glutamin
Alanin
(kastan)
(kas ve diğer
dokulardan)
1. TRANSAMİNASYON




Karaciğere ulaşan L-aminoasitlerin katabolizmasında 1.
Basamak aminoasitlerden amino grubunun aminotransferaz
veya transaminaz olarak adlandırılan enzimlerle
uzaklaştırılmasıdır.
Transaminazlar (aminotransferaz) insan organizmasında yaygın
olarak dağılmışlardır ve özellikle kalp kası, karaciğer, iskelet
kası ve böbrekte aktiftirler.
Amin aktarmalar geri dönüşümlü bir reaksiyon olduğundan,
transaminazlar amino asitlerin hem katabolizmasında hem de
biyosentezlerinde işlev görürler
Transaminasyon (amin aktarma), genelde bir α-aminoasit ve bir
α-keto asit şeklinde olan bir amino asit çifti ile bir keto asit çiftini
birbirine çevirir
Aminoasit
Ketoasit
H
H3N+
C
R1
H
COO-
C
R1
AMİNOTRANSFERAZ
H
H
C
R1
Ketoasit
COO-
COO-
H3N+
C
R2
Aminoasit
COO-




-Ketoglutarat / L-glutamat çifti tüm transaminasyon
reaksiyonlarında amino grup alıcı / verici çiftini
oluşturur.
Bu transaminasyon reaksiyonunda -amino grubu ketoglutaratın -C atomuna aktarılır ve -ketoasit ve Lglutamat oluşur. Glutamatta biyosentetik
reaksiyonlarda amino grubu vericisi olarak rol oynar.
Tüm aminoasitlerin amino grupları bu reaksiyon
sayesinde -ketoglutaratta toplanıp, glutamat
oluşmaktadır.
-ketoglutaratın amino asit metabolizmasındaki tek
rolü amino asitlerden amino grubu alarak glutamat
haline geçmektir.
Hücreler çeşitli aminotransferaz enzimleri
içermektedir:


En önemli iki tanesi AST ve ALT’dir.
Tüm aminotransferazlar prostetik grup olarak
piridoksal fosfata (PP) bağlıdır.
ALT: Glutamat pirüvat transaminaz (SGPT). Bir çok
dokuda yer alır. Alaninin amino grubunu -Ketoglutarata
aktarır. Sonuçta piruvat ve glutamat oluşur.
pirüvat + glutamat
Alanin + -ketoglutarat
ALT+PP



AST: Glutamat oksaloasetat transaminazda
(SGOT)
Bu enzimin katalizlediği reaksiyon diğer aminotransferazlardan
farklı olarak, glutamat oluşum yönünde değil, aspartat oluşum
yönünde işler.
AST aminoasit katabolizması sırasında amino gruplarını
glutamattan oksaloasetata transfer eder ve oluşan aspartat bir
azot kaynağı olarak üre döngüsüne girer.
Üre molekülünün 2 tane azotu vardır. Bunlardan biri serbest
amonyaktan diğeri aspartattan sağlanmaktadır.
2. DEAMİNASYON




Aminoasitlerin çoğunun -amino grubu -ketoglutarat ile
transaminasyona girerek glutamatta toplanır.
Hepatositte glutamat sitozolden mitokondriye glutamat taşıyıcıları
ile taşınır ve mitokondride glutamat dehidrogenaz ile oksidatif
deaminasyona uğrar ve -ketoglutarat ve amonyak (amonyum
iyonları) oluşur.
Aminotransferaz ve glutamat dehidrogenazın etkisi
transdeaminasyon olarak adlandırılır. Çok az bir aminoasit
transdeaminasyonu atlar ve direkt olarak oksidatif deaminasyona
uğrar.
Glutamatın deaminasyonu ile oluşan -ketoglutaratda TCA’da
(Krebs çemberi, Trikarboksilik asit döngüsü) glukoz sentezinde
kullanılır.
H
H3N+
C
COOH
Aminoasitin
karboniskeleti
veya ketoasit
R
Amino grubu
amonyak
kaynağıdır
 Amonyak, hayvansal dokular için oldukça
toksiktir.
 Hayvanların çoğunda amonyak,
ekstrahepatik dokulardan kana ve oradan da
karaciğer ve böbreklere gönderilmeden önce
nontoksik bileşik haline dönüştürülür.


Amonyağın organlar arasında taşınması işinde glutamin
önemli rol oynar.
Beyin dahil birçok dokuda amonyak, glutamin sentetaz
etkisiyle glutamat ile kombine olarak glutamin oluşturur.




Glutamin, amonyağın
nontoksik bir transport
şeklidir; normalde kanda diğer
amino asitlerden çok daha
yüksek derişimde bulunur.
Glutamin biyosentetik
tepkimelerin bir kısmında
amino grubu kaynağı olarak da
işlev görür.
Glutamin kanla karaciğer ve
böbreğe taşınır
Glutaminaz enzimiyle
glutamini glutamat ve NH4+’e
çevirir.
 Alanin amino gruplarını,
glukoz-alanin döngüsü
olarak adlandırılan bir yolla,
nontoksik bir yapıda
karaciğere taşıyarak önemli
bir rol oynar.
 Kas ve diğer bazı
dokularda yakıt olarak yıkılan
amino asitlerin amino
grupları transaminasyonla
glutamat yapısında toplanır.
 Glutamat Karaciğere
taşınmak için glutamine
çevrilebilir veya α-amino
grubunu alanin amino
transferaz aktivitesiyle, kas
glikolizinin hazır kullanılabilir
bir ürünü olan piruvata
transfer edilebilir.
 Böylece oluşan alanin kana
geçer ve karaciğere ulaşır.
 Hepatositlerin sitozolünde
alanin amino transferaz amino
grubunu alaninden αketoglutarata taşır, piruvat ve
glutamat oluşur.



Glutamat mitokondriye girebilir, glutamat dehidrogenaz
tepkimesi NH4+ açığa çıkarır veya oksaloasetatla
transaminasyona uğrayarak, üre sentezinin diğer azot vericisi
olan aspartat oluşur.
Kuvvetli kasılan iskelet kasları anaerobik olarak çalışır,
glikolizden piruvat ve laktat ürettiği gibi protein yıkımından
amonyak üretir.
Piruvat ve laktat glukoza dönüşerek kasa geri dönerken,
amonyak atılım için üreye çevrilir
Azot atımı ve Üre Döngüsü




Amin grupları, eğer yeni amino asitlerin sentezi veya diğer
azotlu ürünlerin üretimi için yeniden kullanılmayacaksa tek
bir son atım ürününe yönlendirilir.
Suda yaşayan çoğu türlerde (kemikli balıklar gibi) amino
azotu amonyak şeklinde atıldığından ammonotelik
hayvanlar olarak adlandırılır; çoğu hayvanlar üreotelik olup
amino azotunu üre şeklinde atar; kuşlar ve sürüngenler
ürikotelik’tir, amino azotunu ürik asit olarak atar.
Üreotelik organizmalarda amonyak hepatositlerin
mitokondrisi içine depolanarak üre döngüsü içinde üreye
çevrilir.
Üre yapımı daima karaciğerde gerçekleşir. Üre kan akımına
geçerek böbreğe gelir ve idrara geçer.
Üre Döngüsü



Üre döngüsüne azot akışı bir organizmanın diyetine göre
değişir.
Diyet başlıca proteinse amino asitlerin karbon iskeletleri yakıt
olarak kullanılarak fazla amino gruplarından daha çok üre
yapılır.
Uzun süreli açlık durumlarında organizmanın metabolik
enerjisini sağlamak için kas protein yıkımı başladığında üre
üretimi de önemli ölçüde artar.
Karaciğer



Aminoasit katabolizmasında major rol oynayan organdır.
Lösin, izolösin ve valin hariç tüm aminoasitlerin
katabolizmasına katılır. Ayrıca nonesansiyel aminoasitlerin
uygun karbon zincirlerinden de sentezinden sorumludur.
Gastrointestinal sistemde ve diğer dokularda çeşitli
deaminasyon reaksiyonları ile oluşan amonyak karaciğerde
üreye çevrilip detoksifiye edilir ve idrarla atılır.
Üre siklusu reaksiyonları sadece karaciğer mitokondrilerinde
gerçekleşmektedir
İskelet kası:


Vücutta en fazla yer kaplayan dokulardan biridir ve
nonhepatik aminoasit katabolizmasının önemli bir
kısmını gerçekleştirir.
Kas doku, dolaşımdan aminoasitleri spesifik
proteinlerinin sentezi için alır ve alanin, aspartat,
glutamat ve dallı zincirli amino asitlerin
katabolizmasına katılır.
Diyet protein
Doku protein
A. asitler
Azotlu
bileşikler
Keton
cisimleri
karbohidratlar
Glutamattaki amino
grubu
Asetil CoA
ÜRE
Amino asit metabolizmasının özeti
Plazma Üresi:
Üre
Amino asitler
Ürik asit
Kreatinin
Kreatin
amonyak
Proteinler dışında
kalan azotlu
bileşikler
Üre, protein dışındaki azotlu bileşiklerin yaklaşık yarısını oluşturur.
Ürenin %90’ından fazlası idrar ile atılır. Ürenin glomerül filtrasyonu
tamdır.
Kandaki üre konsantrasyonu 2.14 ile bölünürse BUN (kan üre azotu)
konsantrasyonu elde edilir.
BUN, glomerül fonksiyonunu gösteren bir parametredir.
Normal BUN değeri: 10-20 mg/dL. (< 20 mg/dL)
Artmış BUN düzeyleri (150-200 mg/dL) ciddi glomerül
fonksiyon bozukluğunu gösterir
Düşük BUN düzeyleri (6-8 mg/dL) su fazlalığı (emilim
bozukluğu) durumlarında görülür.
Böbrek hastalıkları
Plazma üre düzeyleri
tanısında kullanılır
-Yüksek protein diyeti
-GIS kanamaları (artmış protein yıkımı)
-Travma, cerrahi girişim, yanıklar
- Su dengesi bozuklukları
- Kas kitlesi kaybı
- İdrar yolu tıkanıklıkları
- Üretral tıkanıklık
Kreatin biyosentezinde kullanılan amino
asitler
Kreatin, glisin ve arjinin
amino asitlerinden oluşur;
S-adenozil metionin (SAM)
de sentez sırasında metil
vericisi olarak önemli rol
oynar.
Kreatin, bütün dokularda meydana gelir ve gerektiğinde ATP
oluşturmak için kullanılmak üzere kreatin fosfat haline geçerek
kısmen depolanır.
Kreatin fosfat, kaslarda bol miktarda bulunan yüksek enerjili fosfat
bileşiğidir; kas kasılması sırasında kreatin kinaz (CK) etkisiyle
hemen kullanılabilecek bir yüksek enerjili fosfat sağlayarak
ADP’den ATP oluşturur ve böylece kasılan kastan ATP’nin hızla
eksilmesini önler.
Ağır aktivite
patlamaları
Laktat
Kas Glikojeni
Hafif aktivite veya
dinlenme hali
Yağ asitleri,
keton
cisimleri, kan
glukozu
Fosfokreatin
Ağır aktivite patlamaları
Kreatin
Kas
kasılması
 Kreatinin idrarla atılım şeklidir.
 Kreatinin, glomerüllerden süzülür; geri emilmez; tubuluslerden
az miktarda sekrete edilir.
 Kreatinin böbreklerden tamamen atıldığından glomerüler
filtrasyon hızını ölçmek için kreatinin klirensi çok değerli bir
ölçüdür.
 Kreatinin klirensi, böbrekler tarafından kreatininden 1
dakikada temizlenen kan volümüdür; mL/dakika olarak kreatinin
klirensi idrar ve serum kreatinin değerlerinden hesaplanır.
İdrarda kreatinin(%mg)
Kreatinin klirens   x dakika idrar volümü(mL)
Serumda kreatinin(%mg)
Plazma üre ve kreatinin konsantrasyonları genellikle
birlikte ölçülür:
Normal kreatinin düzeyi ile birlikte
artmış BUN/kreatinin oranı (prerenal
azotemi)
-Dehidrasyon
-Protein katabolizması artışı
-Kas kitlesinde 
- kortizol tedavisi
-GIS kanamaları sonrası proteinlerin
reabsorbsiyonu
Normal BUN/Kreatinin oranı ile birlikte yüksek
kreatinin ve BUN düzeyleri (Tipik böbrek
hastalıkları)
- İleri düzey böbrek hastalıkları
- Akut böbrek yetmezliği*
*Akut böbrek yetmezliği böbrek fonksiyonlarında saatler
veya birkaç gün içinde bozulmanın yol açtığı üre ve
kreatinin gibi nitrojen artık ürünlerinin birikmesi olarak
tanımlanır.
Amino asitler, Hepatositlerde protein sentezi için öncü
moleküller olarak görev yaparlar. Plazma proteinlerinin çoğu
karaciğerde sentezlenir.
Amino asitler karaciğerden kana, oradan da diğer organlara
geçerek doku proteinlerinin sentezinde rol alırlar.
Bazı amino asitler karaciğer ve diğer dokularda
nukleotidlerin, hormonların ve diğer azotlu bileşenlerin
sentezinde öncü moleküllerdir.
Karaciğer ve diğer dokularda protein sentezi için gerekli
olmayan amino asitler deaminasyona giderler. Asetil CoA ve
sitrik asit döngüsü ara ürünleri oluşturmak için yıkılırlar
 Sitrik asit döngüsü ara ürünleri glukoneogenez yoluyla
glukoz ve glikojene dönüşür
 Asetil CoA, sitrik asit döngüsü üzerinden ATP eldesi için
okside olur veya,
 Depo için lipidlere dönüşebilir
 Amino asitlerin yıkılmasından ortaya çıkan amonyak
hepatositler tarafından üreye çevrilir
 Uzun yemek arası periyotlarda kas proteinleri amino asitlere
yıkılır. Bu amino asitler amino gruplarını transaminasyonla
piruvata verirler ve alanin oluşur. Alanin karaciğere taşınır ve
deamine olur. Piruvat hepatositlerde glukoneogenez ile kan
glukozuna dönüşür. NH3 dışarıya atılmak üzere üreye dönüşür.
Glukoz kan glikojen depolarını yeniden doldurur (GLUKOZALANİN DÖNGÜSÜ)
Amino asitlerin karbon iskeletinin
akıbeti
 Amino asitlerden amino grubu transaminasyon veya deaminasyon
olayları sonucunda ayrıldıktan sonra oluşan α-ketoasitler, amino asitlerin
karbon iskeletidirler.
 Pirüvat ve sitrik asit döngüsünün ara maddeleri glikoneogenez yolunda
glukoza dönüşebilirler.
 Karbon iskeleti pirüvat ve sitrik asit döngüsünün ara maddelerini
oluşturan amino asitlere glikojenik amino asitler adı verilir.
 Pirüvat ve sitrik asit döngüsünün ara maddeleri
glikoneogenez yolunda glukoza dönüşebilirler.
 Karbon iskeleti pirüvat ve sitrik asit döngüsünün ara
maddelerini oluşturan amino asitlere glikojenik amino
asitler adı verilir.
 Asetoasetil KoA ve/veya asetil KoA üzerinden yağa
dönüşebilen aminoasitlere ketojenik amino asitlerdir.
Kırmızı: ketojenik
Mavi: glukojenik
Amino asitlerin karbon
iskeletinden, pirüvat, sitrik
asit döngüsünün ara
maddeleri veya asetil-KoA
meydana gelir.