CH 2

Amino asid azotunun Metabolizması ve
ÜRE SİKLUSU
Prof.Dr.Tülay AKÇAY
Aminoasit azotunu, üre siklusuna hazırlayan
işlevler:
 A) Transaminasyon
 B) Oksidatif dezaminasyon
 C) Amino grubunun taşınması
Üre Siklusu:









A) Genel hatları
B) Enzimatik reaksiyonları
C) TCA siklusu ile bağlantısı
D) Net sonucu
E) Enerji bilançosu
F) Enzimlerinin hücre içi yerleşimi
G) Siklusa etkili faktörler
H) Ürenin organizmadan atılımı
I) Kalıtsal bozukluklar

COOH
H
C
R
Amino asit
NH2
O
NH2
C
Üre
NH2
 Üreotelik organizmalar:
(insan ve memeli hayvanlar)
üre
 Ürikotelik organizmalar:
(sürüngenler,kuşlar)
ürik asit
 Ammonotelik organizmalar:
(kemikli balıklar)
amonyak
amino asit-1+ α-keto asit
transaminasyon
α-keto asit + amino asit-2
COO-
COOHC
NH3+
R1
Amino asit
(1)
+
C
Transaminaz
O
R2
Keto asit
(2)
COOC
(piridoksal
fosfat)
R1
Keto asit
(1)
O
COO-
+
HC
R2
Amino asit
(2)
NH3+
Transaminasyona uğramayan amino asitler:
 Lizin
 Treonin
 Halkalı imino asitler, prolin ve hidroksi prolin’dir.
Piruvat + α-amino asit
Alanin transaminaz
Alanin + α-keto asit
α-keto glutarat + α-amino asit
Glutamat transaminaz
glutamat + α-keto asit
NH3’ ün, vücutta bulunması
hücre membranından geçebildiği için önemlidir.
NH3, böbrek tubul’ünden idrara geçer,
protonlara bağlanarak NH4 oluşturur.
NH4 oluştuktan sonra membrandan geçemez.
NH3+
H C
O
COO-
CH2
CH2
COO-
Glutamat
C
+ NAD+
(veya NADP)
+
H2O
NH4+
+
Glutamat
dehidrogenaz
COO-
CH2
CH2
+
(veya NADPH)
COOα-Ketoglutarat
Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
NADH
+ H+
O
O
C
NH4
+
+
H
OH
ADP + Pi
ATP
NH2
C
CH2
Mg2+
CH2
CH2
Glutamin
sentetaz
CH2
C
NH2
COOH
H
C
NH2
COOH
L-Glutamik
asit
Glutamin sentetaz reaksiyonu
L-Glutamin
Glutaminaz reaksiyonu:
L-glutamin
H2O
Glutaminaz
NH4+
L-glutamik asit
O
O
NH2
C
NH4+
H2O
C
CH2
CH2
H
C
OH
CH2
Glutaminaz
NH2
CH2
H
COOH
C
NH2
COOH
L-Glutamin
L-Glutamik
asit
Glutaminaz reaksiyonu
KARACİĞER
KAS
Üre
Amino asitler
Glutamin
NH4+
Glutamat
Pirüvat
NH4+
α -Ketoglutarat
Alanin
α -Ketoglutarat
Alanin
Glutamat
Pirüvat
GLÜKOZ-ALANİN
DÖNGÜSÜ
Glükoz
Glükoz
NH3+
H C
O
COO-
CH2
CH2
C
+ NAD+
+
H2O
NH4+
+
(veya NADP)
CH2
CH2
COO-
Glutamat
COO+
(veya NADPH)
COOα-Ketoglutarat
Glutamat’ ın Oksidativ Deaminasyonu
NADH
+ H+
O
O
C
NH4
+
+
H
OH
ADP + Pi
ATP
NH2
C
CH2
Mg2+
CH2
CH2
Glutamin
sentetaz
CH2
C
NH2
COOH
H
C
NH2
COOH
L-Glutamik
asit
Glutamin sentetaz reaksiyonu
L-Glutamin
O
O
NH2
C
NH4+
H2O
C
CH2
CH2
H
C
OH
CH2
Glutaminaz
NH2
CH2
H
COOH
C
NH2
COOH
L-Glutamin
L-Glutamik
asit
Glutaminaz reaksiyonu
Sitrulin
+NH4+
+NH4
+CO2
 Ornitin
arginaz
üre
Arginin
Alanin (Kas Kökenli)
Amino Asitler
α -Ketoglutarat
α –Keto asit
Ekstrahepatik
Glutamin
Glutamat
Oksaloasetat
Glutamat
Glutamin
Glutaminaz
Aspartat
Aminotransferaz
Aspartat
Glutamat
Dehidrojenaz
α -Ketoglutarat
NH4+
Karbamoil Fosfat
Sentetaz I
Mitokondri
Sitozol
Karbamoil
fosfat
ÜRE
DÖNGÜSÜ
Aspartat
NH4+
Mitokondri
HCO3-
Karbamoil
fosfat
Aspartat
Ornitin
Sitrulin
Sitozol
Aspartat
Ornitin
ÜRE
DÖNGÜSÜ
Üre
Sitrulin
Arjinin
Arjininosuksinat
Fumarat
NH4+ + HCO3- + 2ATP
NAG
Karbamoil Fosfat Sentetaz I
O
H2N
C
OPO32-
+ 2ADP
+
Pi
+
2H+
Karbomoil fosfat oluşumunda
ön maddelerden biri
mitokondride ,solunum yolu ile üretilen
CO2 (HCO3 ¯ olarak) dir.
• Diğer ön madde, amonyum ise
karaciğer mitokondrisinde,
glutamik asidin,
glutamat dehidrogenaz etkisi altında
oksidatif dezaminasyonundan oluşur
tek yönlü olan bu reaksiyon 2 molekül ATP
gerektirmektedir.
Karaciğer mitakondrisinde
karbamoil fosfat oluşumu,
üre sentezi için özeldir.
Karbamil fosfat sentetaz enzimi
 Mitokondri:Karbamil fosfat sentetaz
(amonyak)
Karbamil fosfat sentetaz (I)=KFS (I)
 Sitozol:Karbamil fosfat sentetaz (glutamin)
Karbamil fosfat sentetaz (II)
NH2
O
H2N
C
OPO32-
+
NH4+
C
CH2
NH
CH2
CH2
CH2
Ornitin TransKarbamoilaz
O
CH2
CHNH3+
CH2
COO-
CHNH3+
COO-
Karbamoil
Fosfat
L-Ornitin
L-Sitrulin
+
Pi
NH2
C
NH
O
C
NH
CH2
COO-
CH2
CHNH3+
CH2
CHNH3+
+
CH2
COO-
COO-
L-Sitrulin
COONH+
CH
NH
CH2
CH2
COO-
CH2
+
ATP
Arjininosuksinat
Sentetaz
CH2
CHNH3+
COO-
L-Aspartat
L- Arjininosuksinat
+ AMP
+ PPi
+
H+
NH2
C
NH+
COONH2
CH
NH
CH2
CH2
COO-
C
NH
CH2
CH2
CHNH3+
COO-
NH2+
CH2
COO-
CH2
CH
CH2
Arjininosuksinat
Liyaz
CHNH3+
+
HC
COO-
COOL- Arjininosuksinat
L-Arjinin
Fumarat
NH2
C
NH2+
NH
NH3+
CH2
CH2
CH2
CH2
CHNH3+
NH2
+
C
H2O
Arjininaz
NH2
COO-
L-Arjinin
CH2
O
+
CH2
CHNH3+
COOÜre
L- Ornitin
Üre siklusu ile TCA siklusunun fumarat ve
aspartat aracılığıyla bağlanması
CO2+NH4+
α-keto asit
Karbamoil fosfat
Sitrulin
Ornitin
Arginino
süksinat
Aspartat
α-amino
asit
Oksalo Asetik Asid
Malat
üre
Arginin
Fumarat
transaminasyon
aspartik asit
Fumarat
OAA
OAA=Oksala asetik asit
glukoneogenez
glukoz
sitrat sentetaz
sitrat
Üre siklusunun sonucu:
2NH3+CO2+3ATP+3H2O
üre+2ADP+AMP+4Pi
Üre sentezi enerji kullanan bir kimyasal
işlevdir
Bir mol üre oluşumu için
3 mol ATP’ nin sağladığı
4 adet yüksek enerjili fosfat grubu
gerekmektedir..
Proteinlerin kalori değerlerinin,
eş miktardaki yağ ve karbonhidrat’ dan daha az
olmasının nedeni ,
• üre sentezinde ATP kullanılmasıdır
Aminoasit
substratı
Enzim
(CH2)4
H
Enzim
R
(CH2)4
C
H
COO-
R
NH3+
N
C
O
-O
P
-O
OH2C
C
COO-
N
H
C
O
OH
+
NH3+
CH3
N
H
Piridoksal fosfat
ile enzimin şif
bazı
-O
P
-O
OH2C
H
OH
+
CH3
N
H
Piridoksal fosfat
ile aminoasit
substratının şif
bazı
NH3+
H C
R1
COO-
C
NH3+
O
O
C
COO-
R1
R2
Transaminasyon
COO-
H
C
R2
COO-