1 / 103

Biosyntéza aminokyselin

Biosyntéza aminokyselin. 1. Fixace dusíku 2. Tvorba aminokyselin z meziproduktů citrátového cyklu a dalších hlavních metabolických drah 3. Regulace biosyntézy aminokyselin zpětnou vazbou 4. Aminokyseliny jako prekurzory dalších biomolekul. Fixace dusíku (redukce N 2 na NH 3 ).

jela
Télécharger la présentation

Biosyntéza aminokyselin

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Biosyntéza aminokyselin 1. Fixace dusíku 2. Tvorba aminokyselin z meziproduktů citrátového cyklu a dalších hlavních metabolických drah 3. Regulace biosyntézy aminokyselin zpětnou vazbou 4. Aminokyseliny jako prekurzory dalších biomolekul

  2. Fixace dusíku (redukce N2 na NH3) • Schopnost fixovat dusík mají bakterie, vyšší organismy ne !! • Anorganický průmysl, výroba NH3 – Fritz Haber (1910). Vodík, katalyzátory (Fe), 500oC a tlak 300 atm. • Trojná vazba dusíku je velmi rezistentní vůči chemickým reakcím (225 kcal/mol)

  3. Nitrogenasový komplex: reduktasa a nitrogenasa. Účast ATP. Komplex je extrémně citlivý na kyslík. Motýlokvěté rostliny chrání nitrogenasu v kořenových hlízách leghemoglobinem, který váže kyslík.

  4. Redukce N2 na NH3 je šestielektronový proces. • Biologický proces obvykle vede ke tvorbě 1 molu H2 při tvorbě 2 molů NH3 z každého molu N2. V tom případě je nutný vstup osmi elektronů. • N2 + 8 e- + 8 H+ = 2 NH3 + H2 • Zdrojem elektronů je redukovaný ferredoxin (vzniká při fotosyntéze nebo při oxidacích). • K transportu každého elektronu se hydrolyzují 2 ATP, tedy celkem 16 ATP na jednu molekulu N2.

  5. NH4+ je asimilován do aminokyselin přes Glu a Gln • Enzym: glutamátdehydrogenasa (nerozlišuje mezi NADH a NADPH). NADPH je redukční činidlo. • NH4+ + a-oxoglutarát + NADPH + H+ = Glutamát + NADP+ + H2O • Reakce probíhá ve dvou stupních: tvorba Schiffovy báze a potom po protonaci, redukce přenosem hydridového iontu z NADPH.

  6. Reakce glutamátdehydrogenasy je stereospecifická. Vzniká jen L-glutamát.

  7. Glutaminsynthetasa. Vstup druhého NH4+do Glu.

  8. Glutamátdehydrogenasa a glutaminsynthetasa jsou přítomny ve všech organismech. • Většina prokaryot obsahuje enyzm glutamátsynthasu, která katalyzuje reduktivní aminaci a-oxoglutarátu za účasti Gln jako donoru dusíku: a-Oxoglutarát + Gln + NADPH + H+ = 2 Glu + NADP+ Za situace, kdy je nedostatek NH4+ probíhá následná reakce glutaminsynthetasy a glutamátsynthasy – sumárně: NH4+ + a-oxoglutarát + NADPH + ATP = Glu + NADP+ + ADP + Pi.

  9. Stechiometrie této reakce se liší od glutamátdehydrogenasové. Při této je hydrolyzováno ATP. • Proč prokaryonti někdy využívají tuto dražší alternativu ? • KM glutamátdehydrogenasy pro NH4+ je vysoké (asi 1 mM) a enzym není saturován za situace nedostatku NH4+. Na rozdíl, glutaminsynthetasa má vysokou afinitu k NH4+. Proto je nutná hydrolýza ATP k zachycení nedostatkového NH4+.

  10. Tvorba aminokyselin z meziproduktů citrátového cyklu a dalších hlavních metabolických drah (glykolýzy a pentosafosfátové dráhy). Hlavní prekursory. Esenciální aminokyseliny tištěny tučně.

  11. Společný krok určuje chiralitu všech aminokyselin. • Tři a-ketokyseliny mohou být převedeny v jednom kroku na aminokyseliny (pyruvát, a-oxoglutarát a oxaloacetát. • Katalyzováno pyridoxalfosfát dependentními transaminasami. • Njdůležitějším krokem transaminace je protonizace chinoidního meziproduktu za vzniku externího aldiminu. • Chiralita vznikající aminokyseliny je určována směrem ze kterého se proton připojuje na chinoidní formu.

  12. Adenylátový meziprodukt je nutný pro tvorbu Asn z Asp.

  13. Glu je prekursorem Gln, Pro a Arg.

  14. Ser, Cys a Gly se tvoří z 3-fosfoglycerátu.

  15. TETRAHYDROFOLÁT –TF4 (také tetrahydropteroylglutamát) –je universální přenašeč jednouhlíkatých jednotek. Savci umí syntetizovat pteridinový skelet, ale nedokáží ho spojit se dvěma dalšími součástmi a proto ho získávají z potravy nebo z mikroorganismů střevní mikroflóry.

  16. Jednouhlíkatá jednotka přenášená TF4 je vázána do poloh N-5 a N-10 (označeno N5 a N10 nebo do obou. • Jednotka může existovat ve třech oxidačních stavech: • Redukovaná – CH3 • Částečně oxidovaná - -CH2- (methylen) • Více oxidovaná: formyl, formimino a methenyl. • Plně oxidovaná je CO2 – přenáší biotin. • Jednotlivé formy jsou vzájemně převoditelné. • N10 –formyltetrahydrofolát může být také syntetizován z tetrahydrofolátu, mravenčanu a ATP.

  17. Využití derivátů tetrahydrofolátu: • Regenerace Met z homocysteinu přenosem methylu N5-methyltetrahydrofolátu. • Biosyntéza purinových nukleotidů. • Methylskupina Thyminu je z N5, N10-methylentetrahydrofolátu. • Alternativní syntéza Gly (glycinsynthasa): • CO2 + NH4+ + N5, N10-methylentetrahydrofolát + NADH = Gly + tetrahydrofolát + NAD+. • TF4 je akceptorem jednouhlíkatých zbytků při degradacích. • Hlavním zdrojem jednouhlíkatých skupin je snadná konverze Ser na Gly poskytující N5, N10-methylentetrahydrofolát.

  18. Methioninsynthasa, také homocysteinmethyltransferasa. Koenzymem je methylkobalamin, prekurzorem vitamin B12

  19. Aktivovaný cyklus methylu.

  20. Methylace DNA.Methylace DNA chrání bakteriální DNA před štěpením restrikčními enzymy. Struktura DNAmethylasy

  21. SAM jako prekursor ethylenu.Zrání plodů.

  22. Cys je syntetizován ze Ser a homocysteinu.Enzym:cystathionin-b-synthasa.Atom síry Cys je zhomocysteinu a uhlíkatý skelet ze Ser

  23. Biosyntéza aromatických aminokyselin – šikimátová dráha. • Prekurzory: 2 x fosfoenolpyruvát a 1 x erythrosa-4-fosfát • Významné meziprodukty: Šikimát a chorismát.

  24. Glyfosát (Raundup) inhibuje enzym tvorby 5-enoylpyruvylšikimát-3-fosfátu.Zvířata tento enzym nemají a proto je Raundup pro ně netoxický.

  25. Anthranilát – odbočka na Trp

More Related