Oxidation of amino acids

Prof. Dr. İzzet Hamdi Öğüş
Yakın Doğu Ünversitesi Tıp Fakültesi
Tıbbi Biyokimya Anabilim Dalı, Lefkoşa, KKTC
AMİNO ASİTLERİN KARBON İSKELETLERİNİN YIKIM YOLLARI
AMİNO ASİTLERİN KARBON İSKELETLERİNİN YIKIM YOLLARI
• Glukojenik amino asitler
– Piruvat, α-ketoglutarat, süksinil-CoA, fumarat ve/ya
okzaloasetata yıkılan ve glukoneogenezle glukoza
çevrilme ve glikojen sentezi olanağı veren amino
asitlerdir.
• Ketojenik amino asitler
– Tümüyle ya da kısmen asetil-CoA ya da asetoasetilCoA’ya yıkılan ve karaciğerde keton bileşiklerinin
sentezine katılan amino asitlerdir.
 Leu ve Lys saf ketojenik amino asitlerdir.
 Beş amino asit (Phe, Ile, Thr, Trp, Tyr) hem ketojenik
ve hem de glukojeniktir.
Akılda kolay kalması için: Saf ketojenik
: LEYLAK (2L)
Karışık olanlar : FİTTT (F İle 3T)

Geriye kalan amino asitler ise saf glukojeniktir.
Amino asit metabolizmasında ortak bir tepkime
Bir-karbonlu (1C) grup transferi
• Biyotin
- en fazla okside durumdaki 1C grubu (CO2)
• Tetrahidrofolat (THF, H4 folat)
- Her düzeyde okside ya da redükte
durumdaki 1C grupları
• S-Adenozilmetiyonin
- en fazla redükte durumdaki 1C grubu (CH3)
Biyotin
• Biyotin en fazla okside
durumdaki bir-karbonlu
grubu (CO2) moleküle
aktarmada aracı olur.
• Aktif şekli, enzimin aktif
merkezindeki lizinin amino grubuna bağlı
(biyositin) biçimidir.
Tetrahidrofolat (FH4)
Orta derecede
okside
Fazla okside
gruplar
En fazla
redükte
Tetrahidrofolat (FH4)
Tetrahidrofolat ile taşınan
Bir-karbonlu (1C) Gruplar
Oksidasyon durumu
Grup
En fazla indirgenmiş
(=metanol)
-CH3
Metil
Orta derecede indirgenmiş
(=formaldehit)
-CH2-
Metilen
Fazla okside
(=formik asit)
-CHO
-CHNH
-CH=
Formil
Formimino
Metenil
S-Adenozilmetiyonin (SAM)
• Biyolojik metil grubu aktarımlarında tercih edilen bir
kofaktördür. Metil grubu karbonun en fazla indirgenmiş
biçimidir.
Metiyonin homosisteinden sentezlenir ve metil grubunu, Vit
B12 kullanılan bir tepkimede 5-metitetrahidrofolattan alır.
S-Adenozilmetiyonin (SAM)
S-Adenozilmetiyonin
(SAM)
S-Adenozilhomosistein
Özgül
metil transferazlar
Metil grubu alıcısı
Guanidinoasetat
Norepinefrin
Fosfatidiletanolamin
N-Asetilserotonin
Metillenmiş ürün
Kreatin
Epinefrin
Fosfatidilkolin
Melatonin
Altı amino asit piruvata çevrilir






Glisin katabolizması için diğer yol seçenekleri


Primer hiperokzalüri :
Glisinin deaminasyonla
metabolize edilememesi ile
görülür. Böbrekte okzalat
taşları oluşur (Ürolityazis >
Nefrokalsinozis > Böbrek
yetmezliği).
Beş amino asit α-ketoglutarata dönüştürülür
Arginin ve Prolin



Glutamin ve Histidin
Figlu


 Histidaz (eksikliği > Histidinemi)
 Ürokanaz (eksikliği > Ürokanik asidüri)
 İmidazolone propiyonat hidrolaz
 Glutamat formimino transferaz
Threonine (Minör seçenek, 10-30%)
Treonin
Treonin
dehidrogenaz
2-Amino-3-ketobütürat
CoA-SH
Aminoaseton
Acetyl-CoA
Glisin
Piruvat
Yedi amino asit asetil-CoA’ya yıkılır
Triptofan
Fenilalanin
Aromatik amino asitler
Tirozin
Treonin
İzolösin
Lösin
Lizin
Dallı zincirli amino asitler
Saf ketojenik





Triptofan önemli bileşiklerin öncülüdür.
Fenilalanin


Fenilalanin katabolizması bozuklukları
Fenilalanin hidroksilaz yetersizliğinde, fenilalanin yıkımı için ikinci
bir metabolik yola başvurulur.
Fenilalanine ve fenilpirüvik asit
düzeyi kanda artar ve dokularda
birikmeye başlar. İdrarla atılımı artar.
Hastalık adını buradan alır :
“Fenilketonüri (PKU)“.
Alkaptonuria:
PKU’dan daha az ciddidir.
Büyük miktarlarda homo gentisik asit atılır ve
oksidasyonu idrarın rengini
siyaha döndürür.
Hastalarda artrit gelişir.

İzolösin ve Valin


Metiyonin ve Treonin
Metiyonin ve Treonin
(Ana yıkım yolu
Dallı-zincirli amino asitlerin yıkımı
• Dallı-zincirli amino asitler (Leu, Ile, Val) KC’de yıkılamazlar.
• Bu amino asitler kas, yağ dokusu, böbrek ve beyinde yakıt olarak
•
•
•
•
•
kullanılırlar.
Bu KC-dışı dokular amino asitlerin keto asidini oluşturacak dallızincirli transaminazlar içerirler (KC tipinden farklıdır).
Dallı-zincirli α-keto asit dehidrogenaz kompleksi daha sonra her
üç keto asidin oksidatif dekarboksilasyona girmesini katalize
eder.
Bu dehidrogenaz kompleksi diyetle alınan dallı-zincirli amino asit
düzeyine göre kovalan modülasyonla düzenlenir.
Bu enzim kompleksindeki defektler, “Akçaağaç kokulu idrar
hastalığı (maple syrup urine disease)” adı verilen bir hastalığa
yol açar.
Tedavi edilmeyen hastalıklar; beyinde anormal gelişme, zeka
geriliği ve erken bebeklik çağında ölümle sonuçlanır.
Dallı-zincirli amino asitlerin yıkımı
* Akçaağaç kokulu idrar hastalığı (maple syrup urine disease)
Aspartat ve Asparagin okzaloasetata çevrilir
Kaynaklar
• Lehninger Principles of Biochemistry, Fifth edition
David L. Nelson, Michael M. Cox (Ed.s) 2008, W.H.
Freeman and Company, NY