Bílkoviny (proteiny) se v organismu neskladují jako např. sacharidy nebo lipidy, ale stále se degradují a syntetizují. Organismus si udržuje pouze nezbytné množství aminokyselin (stavební jednotky proteinů). Štěpení bílkovin je hydrolytické, kdy hydrolýza je způsobena účinkem proteolytických enzymů – proteas (proteinas). Patří mezi C-N hydrolasy.
Proteasy (proteinasy) je možné rozdělit na:
Exopeptidasy – odštěpují z peptidů koncové aminokyseliny Aminopeptidasy – odštěpování z N-konce Karboxypeptidasy – odštěpování z C-konce Endopeptidasy – štěpí vazby uvnitř peptidového řetězce (např. pepsin, trypsin, chymotrypsin)
Prvním krokem v degradační dráze aminokyselina je transaminace, kdy dochází k přenosu α-aminoskupiny z aminokyseliny na 2-oxokyselinu, a to za účasti enzymů transaminas (aminotransferas). Tyto enzymu obsahují kofaktor pyridoxalfostát (PLP), který hraje důležitou roli např. v rozkladu glykogenu.
Transaminasa může např. převést α-aminoskupinu na 2-oxoglutarát za vzniku glutamátu.
Dalším krokem je deaminace, kdy je odstraňována aminoskupina. Glutamát se působením enzymu glutamátdehydrogenasou přeměňuje na 2-oxoglutarát a amoniak, který následně vstupuje do močovinového (ornitinového) cyklu a je odbouráván na močovinu.
Další z dějů, které můžeme zmínit v rámci odbourávání aminokyselin je dekarboxylace, kdy je odbourávána karboxylová skupina za vzniku aminů. Enzymy – dekarboxylasy.
náhled|Dekarboxylace
Močovinový cyklus Dusík je savci vylučován v podobě močoviny, která vzniká v průběhu močovinového cyklu. Jiní živočichové jako např. plazi a ptáci vylučují dusík v podobě kyseliny močové nebo vodní živočichové, kteří vylučují amoniak přímo.
Vstupní látky močovinového cyklu – amoniak a aspartát Výstupní látky močovinového cyklu – fumarát a močovina
Močovinového cyklu se účastní celkem 5 enzymů – 2 mitochondriální a 3 cytosolové. Syntéza močoviny se děje v játrech a krevním oběhem se převádí do ledvin, odkud je vylučována močí.
Enzymy v močovinovém cyklu: Karbamoylfosfátsyntethasa – v mitochondriích aktivuje amoniak a hydrogenuhličitan za vzniku karbamoylfosfátu; reakce se účastní ATP Ornithin-karbamoyltransferasa – přenáší karbamoylovou skupinu na ornitin za vzniku citrulinu Argininosukcinátsyntethasa – spojuje citrulin a aspartát za vzniku argininosukcinátu a účasti ATP Argininosukcinátlyasa – odštěpuje fumarát z argininosukcinátu za vzniku argininu Arginasa – odštěpuje močovinu a dochází k obnovení ornitinu
Degradace jednotlivých aminokyselin Dochází k odbourávání uhlíkaté kostry, ovšem ne všechny aminokyseliny mají tuto kostru stejnou, proto existuje více metabolických drah. Celkově vzniká 7 různých meziproduktů (Krebsova cyklu, přes který je odbouráván uhlík). Záleží na tom, zda jsou aminokyseliny glukogenní, ketogenní nebo glukogenní i ketogenní. Glukogenní – vznik takových meziproduktů, které lze využít pro syntézu sacharidů Ketogenní – vznik produktů využitelných pro syntézu mastných kyselin a ketolátek Glukogenní i ketogenní – poskytují oboje Cesta odbouráváním na pyruvát – alanin, serin, glycin, treonin, cystein Cesta odbouráváním na oxalacetát – kyselina asparagová, asparagin Cesta odbouráváním na 2-oxoglutarát – arginin, prolin, glutamin, histidin Cesta odbouráváním na sukcinyl – CoA – methionin, izoleucin, valin Cesta odbourávání na acetyl – CoA – leucin, fenylalanin, lysin, tryptofan, tyrosin
Reference KLOUDA, Pavel. Základy biochemie. 2., přeprac. vyd. Ostrava: Pavel Klouda, 2005, 143 s. .
MATHEWS, Christopher K. Biochemistry. 4th ed. Toronto: Pearson, 2013, xxvi, 1342 s. .
Kategorie:Metabolické dráhy