Οι πρωτεΐνες που λαμβάνονται με τροφή υδρολύονται στο στομάχι και το λεπτό έντερο για να παράγουν ελεύθερα αμινοξέα και ολιγοπεπτίδια. Αυτά τα προϊόντα απορροφώνται από τα κύτταρα του λεπτού εντέρου και χύνεται πίσω στην κυκλοφορία του αίματος. τα περισσότερα από τα αμινοξέα χρησιμοποιούνται συνεπώς από τα διάφορα όργανα και τους ιστούς για διαδικασίες ανανέωσης κυττάρων (κύκλο πρωτεϊνών).
ΔΙΑΘΕΣΗ ΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΥΩΝ
Τα αμινοξέα υποβάλλονται σε υποβάθμιση:
1) για τον φυσιολογικό κύκλο πρωτεϊνών
2) όταν η διατροφή τους είναι υπερβολική
3) στην έλλειψη υδατανθράκων
Το πρώτο στάδιο καταβολισμού αμινοξέων περιλαμβάνει την αφαίρεση της αμινομάδας. Ο σκελετός άνθρακα χρησιμοποιείται έτσι στον κύκλο Krebs ή στη γλυκονεογένεση.
Οι αμινοτρανσφεράσες ή οι τρανσαμινάσες αντιπροσωπεύουν τα βασικά ένζυμα στην απομάκρυνση της αμινομάδας των αμινοξέων.
Οι αντιδράσεις διαμεταγωγής αποτελούνται από τη μεταφορά μιας αμινομάδας από ένα αμινοξύ δότη σε άλφα-κετογλουταρικό για να σχηματίσει γλουταμικό άλας. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης η αμινομάδα του δότη μετατρέπεται σε α-κετο οξύ. Το γλουταμινικό μεταφέρει αμινομάδες προς τον κύκλο ουρίας ή προς τις βιοσυνθετικές οδούς αμινοξέων.
Το συνένζυμο των τρανσαμινασών είναι φωσφορική πυριδοξάλη, ένα ένζυμο που παράγεται από πυριδοξίνη (βιταμίνη Β6).
Οι διατομές είναι αναστρέψιμες και μπορούν να λειτουργήσουν και στις δύο κατευθύνσεις, ανάλογα με τις ανάγκες του κυττάρου.
ΕΚΦΡΑΣΗ ΑΖΩΤΟΥ
Συνήθως οι περίσσεια αμινομάδων εκκρίνονται ή χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση ενώσεων αζώτου.
Μια σημαντική διαδικασία που αντιμετωπίζουν τα αμινοξέα είναι η οξειδωτική αφαίρεση. Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια και καταλύεται από την γλουταμική αφυδρογονάση, ένα ένζυμο που αφαιρεί την αμινομάδα από το γλουταμικό και αντικαθιστά το με οξυγόνο από το νερό.
Το ιόν αμμωνίου που σχηματίζεται αντιδρά με το γλουταμινικό για να σχηματίσει γλουταμίνη, η οποία δρα ως μεταφορέας αμινομάδων στο ήπαρ. Το ένζυμο που επιτρέπει αυτή την αντίδραση που εξαρτάται από την ΑΤΡ είναι η συνθετάση της γλουταμίνης.
Η γλουταμίνη εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και φθάνει στο ήπαρ όπου, μέσα στα ηπατικά μιτοχόνδρια, μετατρέπεται πάλι σε γλουταμικό με απελευθέρωση του ιόντος αμμωνίου NH4 +.
Η αλανίνη είναι ο κύριος μεταφορέας αμινομάδων από μυϊκό έως συκώτι. Δημιουργείται με μεταφορά της αμινομάδας από γλουταμινικό σε πυροσταφυλικό οξύ ή πυροσταφυλικό. Παρόμοια με ό, τι συμβαίνει για τη γλουταμίνη, όταν εισέλθει στα ηπατικά μιτοχόνδρια, η αλανίνη απελευθερώνει το δικό της γλουταμινικό που παράγει ιόντα αμμωνίου και το πυροσταφυλικό. Το πυρουβικό οξύ χρειάζεται στο ήπαρ στη διαδικασία που ονομάζεται γλυκονεογένεση.
Το ιόν αμμωνίου NH4 + είναι τοξικό για τα κύτταρα του σώματος και ιδιαίτερα για τον εγκέφαλο. Όπως έχουμε δει, σε εξωηπατικές περιπτώσεις το ιόν αμμωνίου εξουδετερώνεται μέσω του δεσμού με γλουταμικό ή με πυροσταφυλικό. Στο ήπαρ, το NH4 + ενσωματώνεται στο μη τοξικό μόριο ουρίας. Η ουρία που παράγεται από το ήπαρ μεταφέρεται μέσω του αίματος στα νεφρά για εκκρίσεις ούρων.
Ο ΚΥΚΛΟΣ ΤΗΣ ΟΥΡΑΣ
Ο κύκλος της ουρίας αρχίζει με το σχηματισμό φωσφορικού καρβαμυλίου από το ένζυμο συνθάση καρβαμυλ φωσφορικού άλατος. Κατά τη διάρκεια αυτής της αντίδρασης δαπανώνται δύο μόρια ΑΤΡ.
Οι επόμενες αντιδράσεις του κύκλου ουρίας φαίνονται στο σχήμα.
Ο κύκλος ουρίας απαιτεί υψηλή ποσότητα ενέργειας (4 ATP για κάθε παραγόμενο μόριο ουρίας).
ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΚΑΡΒΟΝΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΝ ΑΜΙΝΟ ΟΞΕΩΝ
Ο σκελετός άνθρακα των αμινοξέων χρησιμοποιείται στον κύκλο του Krebs για την παραγωγή ενέργειας.
Όπως φαίνεται στο σχήμα, οι ανθρακούχοι σκελετοί συγκλίνουν σε επτά ενώσεις ικανές να εισέλθουν άμεσα ή έμμεσα στον κύκλο Krebs: πυροσταφυλικό, ακετυλCοΑ, ακετοακετυλCοΑ, α-κετογλουταρικό, ηλεκτρυλCοΑ, φουμαρικό, οξαλικό άλας.
Τα αμινοξέα που αποικοδομούνται σε ακετυλCοΑ ή ακετοακετυλCοΑ καλούνται κετογενετικά και είναι οι πρόδρομοι των κετονικών σωμάτων.
Οι άλλοι είναι γλυκογόνοι και μπορούν, μετά τη μετατροπή τους σε πυροσταφυλικό και οξαλικό άλας, να σχηματίσουν γλυκόζη μέσω της γλυκονεογένεσης.
Δείτε επίσης: Αμινοξέα, μια ματιά στη χημεία
Πρωτεΐνη, μια ματιά στη χημεία
