Генетичні дефекти ферментів синтезу сечовини

Існують спадкові ензимопатії, спричинені повним або частковим дефектом утворення в печінці окремих ферментів циклу сечовиноутворення. Найважчими клінічними проявами характеризуються порушення синтезу карбамоїлфосфатсинтетази та орнітинкарбамоїлтрансферази. Діти з такими генетичними дефектами страждають вираженою енцефалопатією, прояви якої дещо послаблюються в умовах повного виключення споживання харчових білків.

7. Загальні шляхи метаболізму вуглецевих скелетів амінокислот в організмі людини. Глюкогенні та кетогенні амінокислоти.

Двадцять L-амінокислот, що розрізняються за своєю хімічною структурою, біологічною роллю та особливостями метаболізму, входять до складу білків організму і присутні в клітинах та екстрацелюлярних просторах у вільному стані. Безазотисті скелети вільних амінокислот, які утворюються в результаті трансаміпувашія та дезамінування, - це метаболіти гліколізу, цитратного циклу, Р-окислення жирних кислот або речовини, що можуть перетворюватися в інтермедіати цих головних катаболічних шляхів організму.

Глюкогенні амінокислоти

L-Амінокислоти, що метаболізуються в циклі трикарбонових кислот, можуть включати свої вуглецеві скелети в молекули глюкози. Ці амінокислоти, використання яких у синтезі глюкози реалізується після їх входження в ЦТК через ацетил- КоА, а-кетоглутарат, сукциніл-КоА та фумарат, отримали назву глюкогенних амінокислот.

Кетогенні амінокислоти

Дві L-амінокислоти включаються в катаболізм тільки через ацетоацстил-КоА, якийу клітинах печінки може перетворюватися на кетонові тіла ацетоацетат та β-гідроксибутират. Це - кетогенні амінокислоти. Деякі амінокислоти віддають свої вуглецеві фрагменти на утворення як глюкози, так і кетонових тіл.

Кетогенез із амінокислот має особливо негативне значення при деяких порушеннях ферментних процесів, зокрема при некомпенсованому цукровому діабеті, у зв’язку з чим таким хворим рекомендується обмежувати надходження кетогенних амінокислот у складі продуктів харчування.

8. Біосинтез та біологічна роль креатину і креатин фосфату.

Креатин - азотиста сполука, яка у вигляді креатинфосфату має важливе значення в енергозабезпеченні функції м’язів.

Біосинтез креатину відбувається за участю амінокислот гліцину, аргініну та метіоніну. Процес синтезу складається з двох стадій:

1-ша стадія - відбувається в нирках і полягає в утворенні глікоціаміну (гуанідинацетату) із аргініну та гліцину (фермент гліцинамідинотрансфераза).

2-а стадія - відбувається в печінці, куди тікоціамін надходить з

током крові, і полягає в метилюванні глікоціаміну до креатину за

участю 8-аденозилметіоніну (фермент гуанідинацетатметилтрансфераза):

Фосфорилування креатину при дії креатинфосфокінази генерує креатинфосфат - джерело термінової регенерації АТФ при м’язовому скороченні. Незворотна нефермснтативна дегідратація і дефосфорилування креатинфосфату призводить до утворення ангідриду креатину - креатиніну. У формі креатиніну з організму людини виділяється із сечею значна частина азоту амінокислот; у здорової людини виділення креатиніну пропорційне масі м’язових тканин і значно збільшується за умов травматичних пошкоджень м’язів.

9. Глутатіон: будова, біосинтез та біологічні функції глутутіону.

Глутатіон - трипептид γ-глутамініл-цистеїннл-гліцин, що має у своєму складі вільну

сульфгідрильну групу:

Глутатіон міститься в клітинах тваринного організму у високій концентрації (близько

5 мМ). Глутатіон оборотно перетворюється з відновленої (Г-SН) до окисленої

(Г-S-S-Г) форми, відіграючи роль буфера SН-груп.

Біохімічна функція глутатіону в організмі пов’язана з відновленням і детоксикацією органічних пероксидів - похідних пероксиду водню НО-ОН, умолекулі якого один (гідропероксиди) або обидва (алкілпероксиди) атоми водню заміщені на алкільні радикали:

R-O-O-HR-O-O-R

При взаємодії глутатіону з гідропероксидом утворюються нешкідливі органічні спирти, що підлягають подальшому окисленню:

Реакція каталізується ферментом глутатіонпероксидазою, що містить в активному центрі атом селену (Sе).

Зворотне відновлення Г-SS-Г до Г-SH каталізується НАДФН-залежною глутатіонредуктазою.

10. Спеціалізовані шляхи метаболізму циклічних амінокислот - фенілаланіну та

тирозину.

Особливістю метаболізму в тваринних організмах циклічних амінокислот фенілаланіну та тирозину є утворення з них численних фізіологічно активних сполук гормональної та медіаторної дії, а саме: катехоламінів (адреналіну, норадреналіну), тиреоїдних гормонів, меланінів (рис. 18.7).

Шляхи метаболізму фенілаланіну:

1.Катаболічний шлях обміну полягає у втраті фенілаланіном аміногрупи (в реакції трансамінування) з утворенням фенілпірувату та кінцевого метаболіту фенілацетату, що екскретується з організму.

2. Шлях синтезу фізіологічно активних сполук починається з перетворення фенілаланіну на тирозин при дії ферменту фенілаланіпгідроксилази з подальшим перетворенням тирозину (див. нижче).

Шляхи метаболізму тирозину:

1. Катаболічний шлях обміну полягає у трансамінуванні тирозину і перетворенні його на р-оксифенілпіруват, який окислюється до гомогентизинової кислоти у складній реакції, коферменту роль у якій виконує аскорбінова кислота (вітамін С); подальші перетворення полягають в окисленні гомогентизату до фумарилацетоацетату (фермент оксидаза гомогентизинової кислоти) та розщепленні фумарилацетоацетату до фумарату та ацетоацетату.

2. Шлях синтезу катехоламінів та меланінів (пігментів шкіри). Шлях починається з окислення тирозину за участю специфічної гідроксилази до 3,4-діоксифенілаланіну (ДОФА), на рівні якого відбувається дивергенція двох обмінних шляхів: утворення катехоламінів (через декарбоксилування до дофаміну) та меланінів (через окислення

тирозиназою до дофахінону).

3. Шлях синтезу тиреоїдних гормонів-реалізується в клітинах щитовидної залози і полягає в утворенні йодованих тиронінів.

11. Спадкові ензимопатії обміну циклічних амінокислот: фенілкетонурія, альбінізм.

Фенілкетонурія - ензимопатія, спричинена генетичним дефектом синтезу фенілаланінгідроксилази. Внаслідок блокування утворення тирозину з фенілаланіну останній у збільшеній кількості надходить на шлях утворення фенілпірувату та фенілацетату, які в надмірних концентраціях накопичуються в організмі хворих. Концентрація фенілаланіну в крові хворих зростає в десятки разів, досягаючи 100-800 мг/л (норма -10-40 мг/л). Патологія проявляє себе ранніми порушеннями психічного розвитку дитини - фенілпіровиноградна олігофренія (oligophrenia phenylpyruvica).

Альбінізм - ензимопатія, біохімічною основою якої є спадкова недостатність ферменту тирозинази, що каталізує реакції, необхідні для утворення чорних пігментів меланінів. Відсутність меланінів у меланоцитах шкіри проявляється недостатньою (або відсутньою) пігментацією шкіри та волосся, підвищеною чутливістю шкіри до

сонячного світла, порушенням зору.