CHUYỂN HÓA ACID AMIN –PROTEIN TS BÙI THỊ NGỌC HÀ TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG MỤC TIÊU BÀI HỌC Sau học, sinh viên trình bày được: Trình bày hiểu, áp dụng trình thoái hóa acid amin protein thể Trình bày hiểu sơ đồ tổng hợp acid amin thể Trình bày hiểu trình tổng hợp protein TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn KIẾN THỨC CƠ BẢN  Protein  Cậu tạo, phân loại,  Tính chất, chức Chuyển hóa acid amin  Tổng hợp acid amin  Thoái hóa acid amin  TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Thoái hóa acid amin QT tiêu hóa máu gan mô H2O oxy hóa Acid amin CO2 phản ứng hóa học phản ứng kêt hợp với thành phần khác hormon acid nucleic enzyme chất có hoạt tính sinh học khác TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Khử amin Thoái hóa nhóm amin Thoái hóa acid amin Trao đổi nhóm amin NH3 Thoái hóa nhóm carboxyl Thoái hóa nhóm khung C TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn 1.1 Thoái hóa chung acid amin 1.1.1 Khử amin  Là trình tách -NH2 khỏi a.a Sản phẩm chung NH3 (1) Khử amin thủy phân R - CH - COOH +H 2O Hydrolase R - CH - COOH + NH3 NH3 (2) Khử amin hydro (hydro): R - CH - COOH NH2 (3) KHử amin nội phân tử +2H R CH COOH - - NH2 R - CH2 - COOH + NH3 Dehydrolase R - CH - COOH NH2 (4) Khử amin oxi hóa OH (acid bÐo) R - CH=CH - COOH + NH3 Deaminase (acid bÐo kh«ng b·o hoµ) [O] R - CO - COOH + NH3 Deaminase (α-ceto acid) TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn KHỬ AMIN OXI HÓA PƯ diễn bào tương trình acid amin tách nhóm amin chuyển thành α cetonic tương ứng - Khử amin oxi hóa acid amin thông thường: L acid amin acid imin + acid α cetonic L acid amin oxidase - Phản ứng Đa số enzym xúc tác phản ứng amin oxi hóa có coenzyme flavin  hoạt động yếu Phản ứng TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn - Khử amin oxi hóa glutamat: PƯ diễn ty thểcủa GAN ATP imin glutamat + α ceto glutamat Glutamat Glutamat dehydrogenase (GLDH) COO- COOGLDH CH-NH2 CH=O + (CH2)2 COOH Glutamat (CH2)2 NAD(P) NAD(P) + H+ COOH NH3 - Enzyme Lglutamat dehydrogenase (GLDH) có coenzym NAD/NADP hoạt động mạnh α-cetoglutarat TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn  GLDH: - Có ty thể bào tươngcủa tế bào gan - Là enzyme dị lập thể: bị cảm ứng bới ADP ức chế ATP - Coenzyme NAD NADP - Xét nghiệm GLDH  xác định mức độ hủy gan  đánh giá chức gan - Cung cấp NH3 cho tổng hợp urê, sử dụng NH3 để tổng hợp glutamat - - Glutamat acid amin bị khử amin oxy hóa trực tiếp với tốc độ cao gan có vai trò trung tâm việc khử amin acid amin TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Quá trình trao đổi amin: Là trình biến đổi cặp a.a 1cặp α-cetonic acid nhờ enzym transaminase (CoE- Vita B6) xúc tác chuyển amin (NH2) acid α cetonic + acid amin + acid α cetonic Transaminase O R1 – CH - COOH NH2 CH2OPO32-…Enz H3C N C H3C N Acid amin H CH2OPO32-…Enz HO R2 – CH - COOH NH2 Transaminase H2N α-ceto acid H HO Acid amin R1 – CH2 - COOH C acid amin R2 – CH2 - COOH α-ceto acid 10 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Vai trò chuyển hóa Serin     Sự tạo thành phosphoserin có liên quan với sựhoạt hóa enzym (glycogen phosphorylase) Là thành phần phosphatidyl serin tạo thành leucithin Tham gia tổng hợp sphingosin não tham gia tổng hợp sphingomyelin Tham gia tổng hợp purin pyrimidin-nucleotid 30 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Vai trò chuyển hóa Cystein        Có nhiều proteid lông, móng, tóc keratin da Tạo thành cầu disulfua (-S -S -) có vai trò quan trọng cấu trúc protein Duy trì hoạt tính nhiều enzym dạng –SH tựdo Nếu oxy hóa –SH thành -S -S -, enzym bất hoạt Hình thành trung tâm S- S hệ thống oxy hóa khử Thành phần CoA Tạo thành taurin (liên hợp với acid mật) Liên hợp cystein, giải độc hallogen thơm, tạo thành dẫn xuất mercapturic 31 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Threonin cetobutyrate Methionin Succinyl coA Kreb valin + Histidine tạo thành histamin nhờquá trình khử carboxyl arginin Proline Histidine Propyonyl coA Glutamat + Có hợp chất chứa histidin cơthể, chức chưa rõ Đó carnosin [His-Ala]; anserin [methyl carnosin] ergothionein Carnosin anserin có liên quan đến hoạt động Ergothionein thấy hồng cầu gan + Histamin mediator ởnão 32 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Tổng hợp acid amin   Cơ thể người động vật tổng hợp acid amin không cần thiết Các họ acid amin tổng hợp Họ cetoglutarat: glumatmat, glutamin, arginin, prolin Họ 3-phosphoglycerat: serin, glycin, cystein Họ pyruvat: alanin, valin, leucin Họ oxaloacetate: aspartat, asparagi, methionin, threonin, lysin, isoleusin Họ Phosphoenol pyruvat: erythro-4 phosphat, tryptophan, phenyl alanin, tyrosin Họ ribose 5- phosphat: Histitin 33 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn    acid amin tổng hợp từ khung carbon sản phẩm đường đường phân enzyme xúc tác trình tổng hợp acid amin enzyme dị lập thể Quá trình tổng hợp acid amin thường điều hòa theo feedback: Khi sản phẩm cuối trình nồng độ lớn, chất ức chế phản ứng threonin threonin dehydratase ketobutyrat isoleucin Điều hòa enzyme threonin dehydratase tổng hợp isoleucin, leucin 34 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Sơ đồ tổng hợp acid amin alpha cetoglutarat Glutamat Glutamin Prolin ketoglutarate acid Arginin phosphoglycerat Serin phosphoglycerate Glycin Cystein 35 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn oxaloacetate oxaloacetatic acid Aspartat asparagin Methionin Threonin Lysin isoleucin pyruvic acid pyruvat alanin valin leucin isoLeucin 36 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn phosphoenolphyruvate erythrose phosphat chorismat Tyrosin phenyl alanin tryptophan ribose phosphat trang 411 – 424, GT hóa sinh – đại học y hà nội histidin 37 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Một số dẫn xuất acid amin      Glycin tổng hợp porphyrin  tạo hem( nhóm coenzyme hemoglobin, myoglobin, CYP) glycine tổng hợp purin pyrimidin Một số hormon dẫn xuất a.a: thyroxin (T4) Triiodothyronin(T4) tuyến giáp; adrenalin, noradrenalin (tuyến thượng thận) tổng hợp từ tyrosin acid nicotinic (vit PP) dẫn xuất tryptophan cystein thành phần tạo taurin (acid mật) 38 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn TỔNG HỢP PROTEIN  TỰ ĐỌC- GIÁO TRÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH CƠ SỞ 39 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn RỐI LOẠN CHUYỂN HÓA PROTEIN VÀ ACID AMIN  Rối loạn tiêu hoá hấp thu protein  Rối loạn thành phần protein huyết tương  Rối loạn tổng hợp protein tế bào tổ chức 40 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Rối loạn tiêu hoá hấp thu protein     Rối loạn tiết dịch dày, nói chung không ảnh hưởng sâu sắc tới trình chuyển hoá protein Rối loạn hấp thu axit amin phát sinh viêm phù niêm mạc ruột non Trong tế bào, dù thiếu loại axit amin cần thiết đủ gây rối loạn tổng hợp protein, đồng thời gây tăng tương đối axit amin khác  hậu ứ sản vật trung gian axit amin VD: Thiếu histidin gây giảm nồng độ hemoglobin; Thiếu methionin gây thoái hoá mỡ gan, thiếu nguyên liệu để tổng hợp lexithin vv 41 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Rối loạn thành phần protein huyết tương -  Giảm Pr huyết tương : - Rối loạn tổng hợp Pr: Do cung cấp thiếu, rối loạn tiêu hoá hấp thu (bệnh đường ruột), không tổng hợp bện di truyền - Tăng thoái hóa Pr: sốt, nhiễm trùng, đái tháo đường, ưu tuyến giáp, u độc, - Tăng thất thoát Pr: chảy máu, vết thương, rối loạn tiêu hoá: Nôn mửa, lỏng; protein niệu (trong thận hư nhiễm mỡ) ; tăng thẫm thành mao mạch, viêm, xung huyết tĩnh mạch Tăng Pr Huyết tương: máu cô, hậu nước nghiêm trọng (nôn mửa, lỏng mồ hôi, vv ), gamma globulin (kháng thể ), gặp bệnh nhiễm trùng tăng globulin máu xơ gan Phù Rối loạn điện giải Rối loạn đông máu … 42 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Thay đổi thành phần protein huyết tương: Albumin giảm tất trường hợp giảm protein huyết tương giảm tổng hợp cung cấp không đủ (đói ăn), tổn thương quan (xơ gan), bệnh thận Alpha globulin tăng tất trường hợp viêm cấp mạn, Beta globulin thay đổi mà thấy tăng tăng mỡ máu bệnh xơ mạch, tắc mật, thận hư nhiễm mỡ Gamma globulin tăng tất trường hợp có tăng kháng thể nhiễm trùng, miễn dịch, mẫn cảm, xơ gan, u tương bào, vv 43 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Rối loạn tổng hợp protein tế bào tổ chức  Ở gen cấu trúc làm cho cấu trúc chuỗi polypeptit, phân tử protein, men tổng hợp bị thay đổi:  Ở gen điều hoà làm cho cấu trúc khoá hãm bị thay đổi, không hãm, không mở tác dụng chất cảm ứng  Ở gen khởi động làm gen không chịu ảnh hưởng khoá hãm, dẫn tới tổng hợp men không điều hoà, vô tổ chức 44 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn [...]... kết hợp với các gốc acid để đào thải ra nước tiểu dưới dạng muối amoni  điều hòa cân bằng acid- base  Nguyên liệu củacác phản ứng amin hóa  tổng hợp được một số acid amin  Tổng hợp carbamylphosphat để tổng hợp urê, tổng hợp base pyridin  Các α-cetoacid được khử CO2 thành acid béo rồi chuyển hóa theo acid béo, hoặc được amin hóa, trao đổi amin thành acid amin 17 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH-... quá trình trao đổi nhóm amin xảy ra mạnh nhận chủ yếu (acid α cetonic) chủ yếu là acid α glutaric αcetoglutarat R - CH - COOH NH2 NAD(P)H2 + NH3 (amino acid) R - CO - COOH (αceto acid) Glutamat Transaminase NAD(P) + H 2O Glutamat dehydrogenase 2 enzyme transaminase chủ yếu là: -GOT: gultamat oxaloacetate transaminase -GPT: Glutamat pyruvat transaminase 11 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG... phóng 3 ATP) - L acid amin oxydase hoạt động yếu  các L a.a khử amin cuả cơ thể chủ yếu là QT khử amin gián tiếp qua glutamat 13 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn GOT/AST & GPT/ALT: Là 2 nhóm enzyme transeaminase quan trọng nhất trong quá trình chuyển nhóm amin của cơ thể GPT/ALT (Glutamat-pyruvat-transaminase/Alanin Transaminase) ALT/GPT... động cơ Ergothionein thấy ở hồng cầu và gan + Histamin còn là mediator ởnão 32 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Tổng hợp các acid amin   1 2 3 4 5 6 Cơ thể người và động vật chỉ tổng hợp được các acid amin không cần thiết Các họ acid amin được tổng hợp Họ cetoglutarat: glumatmat, glutamin, arginin, prolin Họ 3-phosphoglycerat: serin,... pyruvate, cetobutyrat… 20 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Acetoacetate+ acetyl CoA Cholesterol 21 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Thoái hóa riêng của các acid amin Thoái hóa các acid amin sinh ceton Leucine Thoái hóa các acid amin sinh đường + sinh ceton Isoleucin,... ở carcinoid ác tính 26 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Thoái hóa riêng của các acid amin Thoái hóa các acid amin sinh ceton Leucine Thoái hóa các acid amin sinh đường + sinh ceton Isoleucin, lysin, phenylalanin, tyrosin tryptophan Acetyl coA; acetoacety coA oxaloacetat Thoái hóa các acid amin sinh đường Alanin, aspartat glutamate,Glycin,... cetoglutarat R - CH - COOH NAD(P)H2 + NH3 NH2 (amino acid) Oxaloacetat R - CO - COOH (α ceto acid) Glutamat Transaminase GOT NAD(P) + H2O Glutamat dehydrogenase GLDH 12 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn - Do hoạt tính cao của transaminase  chất nhận chủ yếu là acid α glutaric nên nhóm amin của các a.a khác chuyển phần lớn cho glutamat... SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Thoái hóa riêng của các acid amin Thoái hóa các acid amin sinh ceton Leucine Thoái hóa các acid amin sinh đường + sinh ceton Isoleucin, lysin, phenylalanin, tyrosin tryptophan Acetyl coA; acetoacety coA Oxaloacetat acetoacety coA Thoái hóa các acid amin sinh đường Alanin, aspartat glutamate,Glycin, serin, cysteine, threonine, alanine,... alanin, tyrosin Họ ribose 5- phosphat: Histitin 33 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn    các acid amin được tổng hợp từ các khung carbon là các sản phẩm của con đường đường phân các enzyme xúc tác quá trình tổng hợp acid amin là enzyme dị lập thể Quá trình tổng hợp acid amin thường được điều hòa theo cơ thế feedback: Khi sản phẩm cuối... BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn Sơ đồ tổng hợp acid amin alpha cetoglutarat Glutamat Glutamin Prolin ketoglutarate acid Arginin 3 phosphoglycerat Serin 3 phosphoglycerate Glycin Cystein 35 TS BÙI THỊ NGỌC HÀ-BÀI GIẢNG HÓA SINH- TRUNG TÂM XÉT NGHIỆM, ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG; btnh@hsph.edu.vn oxaloacetate oxaloacetatic acid Aspartat asparagin