PROTEİN METABOLİZMASI Protein Metabolizması Konu Başlıkları

PROTEİN METABOLİZMASI
Protein Metabolizması Konu Başlıkları
 Protein metabolizmasının işleyişinde önemli farklılıklar
 Besinsel proteinlerin hidrolizi ve amino asitlerin dokulara dağılımı
 Protein eksikliğine bağlı durumlar
 Amino asitlerin genel metabolik yolları (transaminasyon, dezaminasyon, dekarboksilasyon)
 Amonyak metabolizması, amonyak intoksikasyonu
 Üre sentezi, sentez defektleri, hiperamonyemiler
 Amino asitlerin karbon iskeletinin akıbeti, glikojenik ve ketojenik amino asitler
 Endojen amino asitlerin sentez yolları
 Amino asitlerin özel metabolik yolları
 Amino asit metabolizması enzim kusurları ve buna bağlı gelişen hastalıklar
 Biyolojik aminler ve poliaminlerin sentez ve fonksiyonları
Kaynak kitap: Biyokimya, Nobel Tıp Kitabevi.
Protein Metabolizmasına Genel Bakış (14. Bölüm)
Amino asitlerin Özel Metabolik Yolları (15. Bölüm).
Derslerde kitaba ek olarak verilen bilgiler aşağıdadır.
Amonyak Metabolizması
Hepatik lobül şeması. Karaciğerde periferden gelen kanın toplandığı periportal bölgede glutaminaz, parenkim
hücrelerinin %5’ini oluşturan perivenöz bölgede ise glutamin sentetaz aktiviteleri baskındır. Böylece perivenözperiportal bölgeler arasında bir döngü oluşur. Bu döngü, amonyağın perifere “kaçmasını” önler.
Amonyak toksisitesinin nedenleri:
Toplam [NH4+]un %1.5 kadarı NH3 halinde bulunur ve mitokondride GDH reaksiyonunu glutamat
yönüne çeker. Substrat olan -ketoglutarat TCA siklusundan sağlandığı için siklus yarıda kesilir.
Mitokondride ATP ve NADH düzeyleri azalır. Piruvatın bir kısmı oksalasetata dönüştürülerek siklus
yeniden başlatılsa da ancak -ketoglutarat basamağına kadar ilerleyebilir.
1. Mitokondride GDH reaksiyonu ile oluşan glutamat, glutamin sentetaz aracılığıyla bir molekül
amonyak bağlayarak glutamine dönüşür. Bu durum, glutamin konsantrasyonunun artmasıyla
sonuçlanır. Dokuda glutamin birikimi ozmotik basıncı arttırır.
2. Beyinde glutamat, eksitatör (uyarıcı) nörotransmiterdir; ayrıca -amino butirik asit (GABA) adlı
inhibitör nörotransmiterin ön maddesidir. Amonyak artışı, glutamat ve GABA düzeylerinin azalmasına
yol açar. Böylece GABA’dan oluşan süksinil KoA üzerinden TCA siklusuna katılım da ortadan kalkar
(GABA shunt’ı kesintiye uğrar).
3. Amonyak, glutaminazı inhibe eder. Bunun sonucunda glutamin birikir ve transaminasyona girerek
-ketoglutaramik aside dönüşür (Şekil 14.20). Amonyak zehirlenmesinde BOS’da -ketoglutaramik
asit saptanır.
4. Amonyak hücre membranının K+ ve Cl-’ye geçirgenliğini arttırır. İyonik dengeyi bozar. Amonyak
fazlalığı nedeniyle potasyum ve su kanalları (akuaporin ve konneksin) bozulur.
5. Amonyak, aromatik amino asitlerin kan-beyin bariyerini geçmesini kolaylaştırır. Beyinde serotonin
düzeyi artar. (Hiperamonyemide görülen anoreksinin sebebi beyinde serotonin fazlalığıdır).
6. NMDA (N-metil D-aspartat) reseptörlerinin amonyak tarafından uyarılması sonucunda konvülsiyon
görülür. NMDA reseptörleri Na+-K+-ATPaz’ı aktifler. Bunun sonucunda [ATP] ve fosforilasyon
reaksiyonları azalır.
TCA siklusu
glutamat
dehidrojenaz
NADPH + H+
NADP+
Keto glutarat
Glutamat
NH3
NH3
ATP
glutamin
sentetaz
ADP+ Pi
COO
C
Keto glutarat
O
COO
+
H3N
O
(CH2)2
C
Glutamat
glutamin
aminotransferaz
NH2
Keto glutaramat
CH
(CH2)2
C
O
NH2
Glutamin
Amonyak fazlalığında ketoglutaramat oluşumu.
Amino Asit Metabolizması Bozuklukları (kaynak kitaba ek)
Lizinürik Protein İntoleransı (LPI)
Katyonik amino asidüri olarak da bilinir. Katyonik amino asit transport proteininde genetik defekt
vardır. Bu bozuklukta birçok sistem etkilenir (çoklu organ hastalığı).
Otozomal resesiftir. Bebekler sütten kesildikten sonra belirtiler ortaya çıkar. Ornitin, lizin ve argininin
böbrekten geri emilimi bozulur ve bu amino asitler (özellikle lizin) idrarla atılır.
Bulgular: Kusma, diyare, hepatosplenomegali, hipotoni , gelişme geriliği, hematolojik bulgular,
proteinli besinlerden tiksinme, akut hiperamonyemi krizleri görülür. Akciğer komplikasyonları
(alveolar proteinozis).
Plazmada ornitin, lizin ve arginin düzeyleri düşüktür.
Tedavi: Diyette protein kısıtlanır, sitrülin verilir. Böylece üre siklusuna destek sağlanır.
Propiyonik asidemi (CH3- CH2-COOH)
Bu bozukluk,
•
Propiyonil KoA karboksilaz enziminde defekt
•
Bağırsakta biotinidaz eksikliği
•
Holokarboksilaz sentetaz eksikliği
durumlarında görülür.
Kanda Propiyonik asit birikir  Ketoasidoz
Biotinidaz nedir?
Besinle alınan biotin, çoğunlukla proteinlere bağlı haldedir. Sindirim sırasında lizin ile kompleks
halinde ayrılır. Buna biositin denir. Biotinidaz, biotini bağlı olduğu lizin amino asidinden ayıran
(biotini serbestleştiren) enzimdir. Serbest biotin, karboksilaz enzimlerine bağlanarak onları aktif hale
getirir.
Biotin ile aktiflenen karboksilazlar:
 Piruvat karboksilaz (Oksalasetat oluşumunda)

Propiyonil KoA karboksilaz (Süksinil KoA oluşumunda)

Metilkrotonil KoA karboksilaz (Lösin metabolizmasında görevli)
Biotinidaz’ın biotini serbestleştirmesi.
Metil malonik asidemi
Kanda ve idrarda metil malonik asit bulunur.
Metilmalonil KoA mutaz eksikliğinde görülür. Bazı olgular B12 verilmesiyle düzelebilir. Bazılarında
ise vitamin tedavisi etkisizdir.