Biochimica e biologia molecolare - processo metabolico degli amminoacidi

PROTEASOMA

subiscono latransaminazione.α α-chetoacidi: -chetoglutarato, piruvato e ossalacetato 22Le transaminasi utilizzano il PLP come cofattore che viene convertito in piridossamina23TRANSALDIMMINAZIONEIn tutti gli enzimi dipendenti dal PLP il cofattore è legato, in assenza di substrato,ε-amminicoal gruppo di una lisina al sito attivo tramite una base di Schiff.Il riarrangiamento che porta alla formazione della base di Schiff con il substratoentrante è una reazione di transaldimminazione 24LA REAZIONE DELLE TRANSAMINASI SEGUE UN MECCANISMO A PING-PONGα ε1) il gruppo -amminico dell’amminoacido va a sostituirsi al gruppo -amminicobase di Schiffdell’enzima. La che si forma tra l’amminoacido e il PLP restatramite interazioni multiple non covalentifortemente legata all’enzima .α2) la stessa base perde un protone dall’atomo di carbonio dell’amminoacido eαsuccessivamente viene idrolizzata in -chetoacido e

PLP legato solo all'NH3.α-chetoacido3) un (secondo substrato) reagisce con il complesso E-PLP-NH3,formando un'altra base di Schiff4) si produce un amminoacido (secondo prodotto) e si rigenera il complessoE-PLP aa-NH3 …PLP-NH3-aa PLP-NH3 + chetoacidoPLP-E * *E E2°chetoacido aa-NH3 + PLP-PLP-NH3* *E E 25a) generica reazione ditransamminazioneb) transamminazioneglutammato-ossalacetato(GOT)Meccanismo cinetico a ping-pong26Transamminasi in medicina 27TRANSAMINASIAspartato amminotransferasi ( AST o GOT )α-chetoglutarato + aspartato glutammato + ossalacetatoAlanina amminotransferasi ( ALT o GPT )α-chetoglutarato glutammato + piruvato+ alanina 2829AST o GOT: miocardio- alta concentrazione nel , nel fegato e nel cervello- aumenta nel siero in seguito a necrosi cellulare (infarto delmiocardio)dopo 8-12h (liv. max dopo 24-48h; val. norm. dopo 4-7 giorni)La determinazione serve a 4 scopi:1. distinguere l'infarto del miocardio da una crisi di angina pectoris2.

diagnosticare un infarto nei casi di elettrocardiogramma dubbo

stabilire l'estensione dell'infarto del miocardio

seguire il decorso della malattia- aumento elevato di AST (100 volte sup. ai valori normali):epatite acutaavvelenamenti

ALT o GPT: fegato-localizzata nel , rene, miocardio, muscoli scheletrici, pancreas,milza-nell'epatite virale il suo aumento è sovrapponibile a quello della AST 30α-chetoglutaratoamminoacido+ ONH3I II- - -R-CH-COO + OOC-CH -CH -C-COO2 2 +O NH3III - - -R-C-COO + OOC-CH -CH -CH-COO2 2α-chetoacido glutammatoCon la reazione di transaminazione il gruppo amminico è stato solo trasferito.Il suo definitivo distacco avviene con la reazione di deamminazione. 31NAD(P)HNAD(P)++ ++ H NHNH 23 I II - -OOC-CH -CH -C-COO- -OOC-CH -CH -CH-COO 2 22 2glutammato α- imminoglutaratoH ODeamminazione ossidativa catalizzata 2dall'enzima glutammato deidrogenasi1) Questa reazione avviene all'interno dei +NH4mitocondri2)

ammineLe decarbossilasi sono enzimi piridossalfosfato-dipendenti 36AMMINE BIOGENECO 2 vasodilatatore, stimolanteistaminaistidina dell' attività gastricaCO 2 Potente vasocostrittore,serotonina5-idrossitriptofano neurotrasmetitoreCO 2tirosina tiramina Agente ipertensivoCO 23,4-diidrossifenilalanina dopaminaIntermedio della sintesidell'adrenalina 37CompostoCO Acido2 che svolgeγ-γ-amminobutirricoAcido glutammico importantiGABA funzioni alivellocerebraleCO 2aspartato β -alanina Costituente del CoALa decarbossilazione della lisina e della ornitina porta allaformazione delle diammine cadaverina e putrescina 38Decarbossilazione (piridossalfosfato dipendente)dell'acido glutammico: 39I TESSUTI PERIFERICI TRASPORTANO AZOTOAL FEGATO 40Esistono tre processi di incorporazione dell'NH3:1. Sintesi del glutammato2. Sintesi della glutammina3. Sintesi del carbamilfosfato 41α1. Sintesi del glutammato (amminazione riduttiva

dell’α-chetoglutarato)glutammato deidrogenasi

Questa reazione è un importante PUNTO DI INCONTRO tra il METABOLISMOαDELL’AZOTO E IL METABOLISMO ENERGETICO, essendo l’ -chetoglutarato un42intermedio del ciclo dell’acido citrico.

2. Sintesi della glutammina

Il più importante donatore di Nglutammina nella biosintesi di purine, pirimidinesintetasi e amminoacidi(glutammato) (glutammina) 43(intermediofosforilato)

3. Sintesi del carbamilfosfatoione bicarbonatoattivato 44Destino metabolicodell’ammoniaca 45Il ciclo dell’urea2 reazioni nel MT +3 reazioni nel citosoldelle cellule epatiche46Sintesi del carbamilfosfato 47Sintesi del carbamilfosfato O3- + --2 ATP + HCO + NH3 H N – C –OPO + 2 ADP + Pi2 3Carbamil fosfato sintetasi I (CPS I)-enzima mitocondriale-utilizza ammoniaca come donatote di azoto-richiede N-acetil glutammatoCPS II-sintesi pirimidine-enzima citosolico-utilizza glutammina-non necessita di N-acetil glutammato

48N-acetil-glutammato è l'attivatore allosterico della carbamil-fosfato sintetasi mitocondriale che utilizza come fonte di azoto l'NHL' N-acetil-glutammato si forma dall'acetil-CoA+ glutammato reazione sulla quale l'ARGININA esercita un controllo positivo

49Il carbamilfosfato reagisce con l'ornitina per formare citrullina. La reazione è catalizzata dalla ornitina carbamil trasferasi (OCT)

50argininosuccinato deidrogenasi In questa reazione viene introdotto il secondo atomo di azoto che si ritroverà nella molecola di urea

51Meccanismo d'azione della arginosuccinato sintetasi

52argininosuccinato liasi

53ciclo di Krebs

54arginasi