Proteíny požité s jedlom sa hydrolyzujú v žalúdku a tenkom čreve za vzniku voľných aminokyselín a oligopeptidov. Tieto produkty sú absorbované bunkami tenkého čreva a vyliaty späť do krvného obehu; väčšina aminokyselín sa preto používa v rôznych orgánoch a tkanivách na procesy obnovy buniek (obrat proteínov).
DEGRADÁCIA AMÍNOVÝCH KYSELÍN
Aminokyseliny podliehajú degradácii:
1) pre normálny proteínový obrat
2) keď je ich diétny príjem nadmerný
3) v nedostatku sacharidov
Prvý stupeň katabolizmu aminokyselín zahŕňa odstránenie aminoskupiny. Karbónový skelet sa teda používa v Krebsovom cykle alebo v glukoneogenéze.
Aminotransferázy alebo transaminázy predstavujú kľúčové enzýmy pri odstraňovaní aminoskupiny aminokyselín.
Transaminačné reakcie pozostávajú z prenosu aminoskupiny z donorovej aminokyseliny na alfa-ketoglutarát za vzniku glutamátu. Počas tejto reakcie sa donorová aminoskupina prevedie na a-keto kyselinu. Glutamát vedie aminoskupiny smerom k cyklu močoviny alebo k biosyntetickým cestám aminokyselín.
Koenzýmom transamináz je pyridoxal fosfát, enzým produkovaný z pyridoxínu (vitamín B6).
Transaminácie sú reverzibilné a môžu pracovať v oboch smeroch v závislosti od potrieb bunky.
EXPRESIA DUSÍKA
Prebytočné aminoskupiny sa zvyčajne vylučujú alebo používajú na syntézu dusíkatých zlúčenín.
Dôležitým procesom, s ktorým sa aminokyseliny stretávajú, je oxidačná deaminácia. Vyskytuje sa v mitochondriách a je katalyzovaný glutamátdehydrogenázou, enzýmom, ktorý odstraňuje aminoskupinu z glutamátu a nahrádza ju kyslíkom z vody.
Vzniknutý amónny ión reaguje s glutamátom za vzniku glutamínu, ktorý pôsobí ako transportér aminoskupín do pečene. Enzým, ktorý umožňuje túto ATP-závislú reakciu, je glutamínsyntetáza.
Glutamín vstúpi do krvného obehu a dostane sa do pečene, kde sa vo vnútri pečeňových mitochondrií konvertuje späť na glutamát s uvoľňovaním amónneho iónu NH4 +.
Alanín je hlavným transportérom aminoskupín zo svalov do pečene. Vzniká transferom aminoskupiny z glutamátu na kyselinu pyrohroznovú alebo pyruvát. Podobne ako pri glutamíne, alanín uvoľňuje svoj vlastný amóniový ión, ktorý vytvára glutamát a pyruvát. Pyruvát je potrebný v pečeni v procese nazývanom glukoneogenéza.
Amónny ión NH4 + je toxický pre bunky tela a najmä pre mozog. Ako sme videli, v extrahepatických prípadoch je amónny ión neutralizovaný väzbou s glutamátom alebo pyruvátom. V pečeni sa NH4 + inkorporuje do netoxickej molekuly močoviny. Močovina produkovaná pečeňou sa transportuje krvou do obličiek na vylučovanie moču.
CYKL UREA
Cyklus močoviny začína tvorbou karbamyl fosfátu enzýmom karbamyl fosfátsyntázy. Počas tejto reakcie sú použité dve molekuly ATP.
Nasledujúce reakcie cyklu močoviny sú znázornené na obrázku.
Cyklus močoviny vyžaduje vysoké množstvo energie (4 ATP pre každú vyrobenú molekulu močoviny).
KATABOLIZMUS KARBONSKÉHO SKELETONU AMÍNOVÝCH KYSELÍN
Karbónová štruktúra aminokyselín sa používa v Krebsovom cykle na výrobu energie.
Ako je znázornené na obrázku, uhlíkové kostry sa zbiehajú do siedmich zlúčenín schopných priamo alebo nepriamo vstúpiť do Krebsovho cyklu: pyruvát, acetylCoA, acetoacetylCoA, a-ketoglutarát, sukcinylCoA, fumarát, oxalacetát.
Aminokyseliny, ktoré sú degradované na acetylCoA alebo acetoacetylCoA, sa nazývajú ketogenetiká a sú prekurzormi ketónových telies.
Ostatné sú glukogénne a môžu po premene na pyruvát a oxalacetát tvoriť glukózu prostredníctvom glukoneogenézy.
Pozri tiež: Aminokyseliny, pohľad na chémiu
Bielkoviny, pohľad na chémiu
