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1 Metabolismo degli amminoacidi. 2 3 Glicina, Serina, Alanina e Cisteina sono degradate a piruvato.

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Presentazione sul tema: "1 Metabolismo degli amminoacidi. 2 3 Glicina, Serina, Alanina e Cisteina sono degradate a piruvato."— Transcript della presentazione:

1 1 Metabolismo degli amminoacidi

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3 3 Glicina, Serina, Alanina e Cisteina sono degradate a piruvato

4 4 Il glutammato è un amminoacido glucogenico - OOC-C-CH 2 -CH 2 -C-NH 2 O NH 3 H - OOC-C-CH 2 -CH 2 -C-O - O NH 3 H - OOC-C-CH 2 -CH 2 -C-O - O O H2OH2O NH 3 NADP + NADPH + NH 3 glutammina glutammato -chetoglutarato

5 5 L -chetoglutarato è il punto di ingresso metabolico di molti amminoacidi che sono inizialmente trasformati in glutammato

6 6 glutammato decarbossilasi transaminasi deidrogenasi Nel tessuto nervoso il glutammato per decarbossilazione forma il GABA 2 1 Nel tessuto cerebrale questo processo è alternativo al ciclo di Krebs

7 7 Il GABA è il principale neurotrasmettitore inibitorio del cervello.

8 8 Degradazione della metionina S-adenosilmetionina è il principale donatore di metili (nel fegato) succinil CoA

9 9 La S-adenosil-metionina è il principale donatore di gruppi metilici

10 10 SAM metila le basi dei nucleotidi del DNA formando, nei vertebrati, metilcitosina. Metilazione del DNA I gruppi metilici si proiettano nella scanalatura maggiore del DNA dove interagiscono con le proteine che legano il DNA La loro funzione è quella di spegnere lespressione genica negli eucarioti.

11 11 Degradazione degli amminoacidi a catena ramificata: ISOLEUCINA, VALINA, LEUCINA La mancanza dellenzima -chetoacido deidrogenasi (decarbossilazione ossidativa) causa la malattia delle urine a sciroppo dacero (accumulo di -chetoacidi a catena ramificata nelle urine) valinaleucinaisoleucina ritardo fisico e mentale -chetoacido deidrogenasisi (unico enzima per i 3 amminoacidi)

12 12 Due vie di degradazione del triptofano: 1. formazione di acetoacetato

13 13 2. Formazione di serotonina importante neurotrasmettitore nel cervello Vie di degradazione del triptofano: Morbo di Hartnup: alterato trasporto transmembrana del triptofano melatonina: implicata nella regolazione dei ritmi circadiani. Inibisce la sintesi e la secrezione di altri neurotrasmettitori, quali DOPA e GABA * *

14 14 1 a b 2 La mancanza dellenzima fenilalanina idrossilasi o del coenzima tetraidrobiopterina provoca fenilchetonuria: in questo caso lunica via degradativa della Phe è quella che porta a fenilpiruvato (2).

15 15 Phe-idrossilasi= ossidasi a funzione mista poiché utilizza un cofattore e lossigeno molecolare per compiere la reazione di idrossilazione. Lossigeno necessario per la reazione di idrossilazione proviene dalla molecola biatomica dellO 2. Laltro atomo di ossigeno che rimane si unisce ai due atomi di idrogeno portati dalla tetraidrobiopterina formando acqua. Il ripristino della forma ridotta tetraidrobiopterina si ha con la reazione di riduzione catalizzata dalla diidrobiopterina reduttasi che usa NADH * Formazione, utilizzo e rigenerazione della tetraidrobiopterina nella reazione della fenilalanina idrossilasi *

16 16 Fenilchetonuria I soggetti colpiti tendono ad avere: ritardo mentale scarsa pigmentazione andatura e postura insolite crisi epilettiche Prevenzione per una diagnosi precoce: screening nei neonati dieta carente di Phe ma arricchita di Tyr per i primi 4-5 anni dieta a scarso contenuto proteico per tutta la vita aspartame = Asp-Phe-metilestere Le madri omozigoti per il difetto hanno una probabilità molto elevata di partorire bambini affetti dallerrore congenito e da ritardo mentale a meno che non venga controllata la loro assunzione di Phe.

17 17 Esistono casi di fenilalaninemia dovuti ad un difetto a livello della sintesi o della riduzione della bipterina, il cofattore dellenzima fenilalanina idrossilasi. Il deficit di diidrobiopterina è molto più grave poichè la biopterina è necessaria anche per la biosintesi delle catecolamine e della serotonina che agiscono da neurotrasmettitori Trattamento: somministrazione di biopterina nella dieta somministrazione di precursori della serotonina e delle catecolamine

18 18 Fenilalanina Fenilalnina idrossilasi Tirosina Tirosinasi Melanina [PKU][albinismo] DOPA Dopamina Noradrenalina Adrenalina Omogentisato Maleilacetoacetato Fumarilacetoacetato Fumarato Acetoacetato tetraidro biopterina diiidro biopterina omogentisato ossidasi [ALCAPTONURIA] tirosina idrossilasi

19 19 1 a b 2 In condizioni normali la Phe viene idrossilata a tirosina

20 20 Catabolismo della tirosina (a) tirosina idrossilasi tetraidrobiopterina DOPA decarbossilasi Piridossalfosfato (prodotto finale nella substantia nigra) Nella porzione midollare della ghiandola surrenale: SAM

21 21 Morbo di Parkinson (1817) tremori sempre più intensi che interferiscono con la funzionalità motoria di vari gruppi muscolari causa: degenerazione delle cellule presenti in piccoli nuclei cerebrali noti collettivamente come substantia nigra e locus coeruleus presente nei tossicodipendenti che utillizzavano MTPT (metil-fenil-tetraidro- piridina) tossico per le cellule produttrici di dopamina trattamento con L-DOPA, il precursore della dopamina: effetti collaterali quali nausea, vomito, ipotensione, aritmia cardiaca e vari sintomi a carico del SNC dovuti alla trasformazione della DOPA in dopamina in compartimenti diversi dal SNC gli effetti collaterali scompaiono con la contemporanea somministrazione di analoghi della DOPA che inibiscono lenzima DOPA decarbossilasi ma che non sono in grado di oltrepassare la BBB

22 22 1 a b 2 Catabolismo della tirosina (b)

23 23 omogentisato ossidasi: la sua deficienza provoca alcaptonuria b

24 24 Alcaptonuria soggetti con un deficit di omogentisato ossidasi eliminano quasi tutta la tirosina sotto forma di acido omogentisico, idrochinone incolore che tende ad autoossidarsi nel corrispondente chinone che polimerizza producendo una sostanza di colore bruno intenso leliminazione di urine nerastre è la sola conseguenza di questa patologia nei primi anni di vita lacido omogentisico forma con gli anni pigmenti che si depositano nelle ossa, nel tessuto connettivo e in vari organi (OCRONOSI) e ciò rappresenta la causa delle complicazioni artritiche riscontrate in questi pazienti

25 25 b I prodotti del metabolismo della Phe entrano nel ciclo di Krebs

26 26 Fenilalanina Fenilalnina idrossilasi Tirosina Tirosinasi Melanina [PKU][albinismo] DOPA Dopamina Noradrenalina Adrenalina Omogentisato Maleilacetoacetato Fumarilacetoacetato Fumarato Acetoacetato tetraidro biopterina diiidro biopterina omogentisato ossidasi [ALCAPTONURIA]

27 27 BIOSINTESI DEGLI AMMINOACIDI

28 28 Principali precursori degli amminoacidi

29 29 Sintesi di alanina, aspartato, glutammato, asparagina e glutammina

30 30

31 31 La cisteina si trova nella molecola del glutatione: -glutammil-cisteinilglicina

32 32 Il glutatione è presente in grande quantità negli eritrociti dove ha la funzione di eliminare lH 2 O 2 ed i perossidi organici che possono danneggiare irreversibilmente lemoglobina 2 GSH + R-O-O-H GSSG + ROH + H 2 O E di vitale importanza per lintegrità degli eritrociti un rifornimento continuo di NADPH che è prodotto dallattività dellenzima G6PD (via del pentoso fosfato)

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35 35 Lamminoacido lisina è il precursore della carnitina, composto che lega lacil CoA e ne permette lentrata allinterno del mitocondrio dove viene ossidato con liberazione di energia.

36 36 Gli amminoacidi arginina e glicina sono i precursori della creatina

37 37 La creatina che si forma nel fegato, viene fosforilata nel mucolo. La fosfocreatina rappresenta un deposito di energia immediatamente utilizzabile.

38 38 nel muscolo:

39 39 In queste reazioni SAM è donatore di un gruppo amminopropile H 3 N-(CH 2 ) 3 Lamminoacido ornitina è il precursore delle poliamine: ORNITINA PUTRESCINA SPERMIDINA SPERMINA ornitina decarbossilasi PLP dipendente spermidina sintetasi SAM spermina sintetasi SAM esse svolgono un importante ruolo nel controllo della sintesi del DNA e dellRNA

40 40 Biosintesi degli amminoacidi della famiglia del glutammato

41 41 Conversione del 3-fosfoglicerato in serina

42 42 Biosintesi degli amminoacidi della famiglia del piruvato


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