Proteiny požívané s jídlem jsou hydrolyzovány v žaludku a tenkém střevě za vzniku volných aminokyselin a oligopeptidů. Tyto produkty jsou absorbovány buňkami tenkého střeva a vlévány zpět do krevního oběhu; většina aminokyselin je proto používána různými orgány a tkáněmi pro procesy obnovy buněk (obrat proteinů).
DEGRADACE AMINOVÝCH KYSELIN
Aminokyseliny podléhají degradaci:
1) pro normální proteinový obrat
2) když je jejich dietní příjem příliš vysoký
3) v nedostatku sacharidů
První stupeň katabolismu aminokyselin zahrnuje odstranění aminoskupiny. Karbonová kostra se tedy používá v Krebsově cyklu nebo v glukoneogenezi.
Aminotransferázy nebo transaminázy představují klíčové enzymy při odstraňování aminoskupiny aminokyselin.
Transaminační reakce spočívají v přenosu aminoskupiny z donorové aminokyseliny na alfa-ketoglutarát za vzniku glutamátu. Během této reakce se donorová aminoskupina převede na a-keto kyselinu. Glutamát vede aminoskupiny směrem k cyklu močoviny nebo k biosyntetickým drahám aminokyselin.
Koenzymem transamináz je pyridoxal fosfát, enzym produkovaný z pyridoxinu (vitamín B6).
Transaminace jsou reverzibilní a mohou pracovat v obou směrech v závislosti na potřebách buňky.
VYSVĚTLENÍ DUSÍKA
Nadbytečné aminoskupiny se obvykle vylučují nebo se používají k syntéze sloučenin dusíku.
Důležitým procesem, se kterým se aminokyseliny setkávají, je oxidační deaminace. Vyskytuje se v mitochondriích a je katalyzován glutamátdehydrogenázou, enzymem, který odstraňuje aminoskupinu z glutamátu a nahrazuje ji kyslíkem z vody.
Vzniklý amonný ion reaguje s glutamátem za vzniku glutaminu, který působí jako transportér aminoskupin do jater. Enzym, který umožňuje tuto ATP-závislou reakci, je glutamin syntetáza.
Glutamin vstupuje do krevního oběhu a dosahuje jater, kde je uvnitř jaterních mitochondrií přeměněn zpět na glutamát s uvolněním amonného iontu NH4 +.
Alanin je hlavní transportér aminoskupin ze svalů do jater. Vzniká přenosem aminoskupiny z glutamátu na kyselinu pyrohroznovou nebo pyruvát. Podobně tomu, co se děje pro glutamin, jakmile se uvnitř jaterních mitochondrií, uvolní alanin svůj vlastní amoniový ion generující glutamát a pyruvát. Pyruvát je potřebný v játrech v procesu nazývaném glukoneogeneze.
NH4 + amonný ion je toxický pro buňky těla a zejména pro mozek. Jak jsme viděli, v extrahepatických případech je amonný ion neutralizován vazbou s glutamátem nebo pyruvátem. V játrech je NH4 + inkorporován do netoxické močovinové molekuly. Močovina produkovaná játry je transportována krví do ledvin pro vylučování moči.
CYKL UREA
Cyklus močoviny začíná tvorbou karbamyl fosfátu enzymem karbamyl fosfátsyntáza. Během této reakce jsou použity dvě molekuly ATP.
Následující reakce cyklu močoviny jsou uvedeny na obrázku.
Cyklus močoviny vyžaduje velké množství energie (4 ATP pro každou vyrobenou molekulu močoviny).
KATABOLISMUS KARBONSKÉHO SKELETONU AMINOVÝCH KYSELIN
Karbonová kostra aminokyselin se používá v Krebsově cyklu k výrobě energie.
Jak je ukázáno na obrázku, uhlíkové kostry se sbíhají do sedmi sloučenin schopných přímo nebo nepřímo vstoupit do Krebsova cyklu: pyruvát, acetylCoA, acetoacetylCoA, a-ketoglutarát, sukcinylCoA, fumarát, oxalacetát.
Aminokyseliny, které jsou degradovány na acetylCoA nebo acetoacetylCoA, se nazývají ketogenetika a jsou prekurzory ketonových těl.
Ostatní jsou glukogenní a mohou po přeměně na pyruvát a oxalacetát vytvořit glukózu prostřednictvím glukoneogeneze.
Viz také: Aminokyseliny, pohled na chemii
Protein, pohled na chemii
