Zur Erinnerung...

- Ein wichtiger Schritt beim Abbau der Aminosäuren ist dieDesaminierung durch Transaminasen. Viele As übertragen ihreAminogruppe auf -Ketoglutarat, wobei Glutamat entsteht.-Alle Transaminasen enthalten Pyridoxalphosphat (PLP) als Cofaktor. PLP hat eine Aldehydgruppe, die mit der Aminogruppe der AS eineSchiff‘sche Base ausbildet und eine Elektronenfalle, die eine Bindungam -C-Atom destabilisiert.-Die Aminogruppen werden durch die Glutamat-Dehydrogenase vomGlutamat als Ammoniak abgespalten.-Das Ammoniak wird in der Leber durch den Harnstoffzyklus in Harn-Stoff umgewandelt und ausgeschieden.-Der Harnstoffzyklus ist durch Fumarat mit dem Citratzyklus verbunden.

Gendefekte im Harnstoffzyklus

. -Defekte im Harnstoffzyklus haben verherende Ursachen, da es keine Alternative zum Ausscheiden von Ammoniak im Körper gibt.- Sämtliche Defekte im Harnstoffzyklus führen zu einem erhöhtenSpiegel an Ammoniak im Blut (Hyperammonämie).- Häufige Krankheitszeichen: Irreversible Gehirnschädigung, Koma.-Es ist noch unklar, warum Ammoniak so toxisch ist. Möglicherweisewird sehr viel Glutamin (aus Glutamat und Ammoniak) gebildet,was toxische Effekte hervorruft.

-Es gibt Strategien, einige Defekte des Harstoffzyklus auszugleichen:Bsp: Argininosuccnase-MangelCarbamoylphosphat-Synthase-MangelOrnithin-Transcarbamoylase-Mangel

Argininosuccinase-Mangel

Carbamoylphosphat-Synthetase-Mangel

Ornithin-Transcarb-amoylase-Mangel

Argininosuccinase-Mangel

Überschuss an Arginin in Nahrung

(+wenig Protein in Nahrung)

Behandlung einer Argininosuccinase-Defizienz

Kann ausgeschiedenwerden!!

(Übernimmt die Rolledes Harnstoffs)

Argininosuccinase-Mangel

Carbamoylphosphat-Synthetase-Mangel

Ornithin-Transcarb-amoylase-Mangel

Führt zum Überschuss an Gylcin und Glutamin

Harnstoffdefekte II

Zwei Wege überschüssige As aus demKörper zu entfernen

Entsorgung von überschüssigem Stickstoff

-die meisten terrestrischen Wirbeltieretiere sind ureolytisch.

-viele aquatische Tiere (Vertebraten und Invertebraten) könnenAmmoniak direkt an die wässrige Umgebung abgeben (ammoniotelische Tiere).

-Vögel und Reptilien scheiden Stickstoff häufig in Form vonHarnsäure aus (uricotelische Organismen)

Der Abbau des Kohlenstoffgerüsts der AS

- Ziel dieser Abbauwege ist es, das Kohlenstoffgerüst der desaminierten Aminosäuren in Stoffwechselprodukte umzuwandeln, die zur Synthesevon Glucose/Fetten oder zur Erzeugung von Energie genutzt werden können.

-Die 20 proteinogenen Aminosäuren werden in nur 7 simple Stoffwechselprodukte überführt:Pyruvat, Acetyl-CoA, Acetacetyl-CoA, Succinyl-CoA, -Ketoglutarat,Fumarat und Oxalacetat.

-AS die zu Acetly-CoA und Acetacetyl-CoA abgebaut werden sindketogene AS (zur Herstellung von Ketokörpern und Fettsäuren geeignet).-As die zu Pyruvat, Succinyl-CoA, a-Ketoglutarat, Fumarat oder OAAabgebaut werden, heiße glucogene AS (eine Nettosynthese von Glucoseist aus diesen Verbindungen möglich).

vollständigKetogen

Die glucogenen und ketogenen Aminosäuren

die anaplerotischeReaktion

4 kleine As werden zu Pyruvat umgebaut

-Ketoglutarat als Eintrittsstelle in den Citratzyklus

Succinyl-CoA

Einige unpolare As werden zu Succinyl-CoA umgewandelt

(Identisch zur Umwandlung von ungeradzahligen Fettsäuren,cobalaminabhängige Reaktion)

Der Abbau von Met erfolgt über die Bildung von SAM

dieses Molekül ist ein verbreiteterMethylgruppendonor

Genug vom Aminosäureabbau...

Der Glykogenstoffwechsel

-Glucose wird im Körper als Glycogen gespeichert. Aus diesemSpeicher muss kontrolliert die Glucose bei Bedarf freigesetzt werden.(der Glycogenspeicher ist der Puffer für die Aufrechterhaltung desBlut-Glucosespiegels).

Glucose ist für den Körper extrem wichtig:-Das Gehirn hat Glucose als primäre Energiequelle-Glucose kann sehr schnell sowohl aerob als auch anaerob zu Energie umgewandelt werden.

Die Struktur des Glycogens

ca. jede 10. Einheit istauch -1,6 verknüpft

Die Glycogenspeicher sind in der Leber und imSkelettmuskel

Ein erster Überblick

1. Schritt: Freisetzung

2. Schritt: Umformung

3. Schritt: Einschleusen inden Stoffwechsel

Der erste Schritt: Die Freisetzung von Glucoseaus Glycogen

-Die Glycogen-Phosphorylase ist das Schlüsselenzym beim Glycogen-abbau.-Die Phosphorylase-Reaktion ist energetisch vorteilhaft, da eine Hydro-lyse der Bindung eine anschließende Phosphorylierung der Glucoseunter ATP-Verbrauch notwendig machen würde.

Die Glycogen-Phosphorylase: Ein PLP-abhängiges Enzym

Das Phosphat zurSpaltung

Wasser muss ausgeschlossen werden,um eine Hydrolyse zu vermeiden

Das Enzym ist prozessiv, kann also mehrere Spaltungen machen, ohne sichvom Glycogen zu lösen.

Wie bei den Transaminasen:ein PLP im aktiven Zentrum

(Vorstufe: Vitamin B6)

Bei der Phosphorylase-Reakion ist das Phophatdes PLPs beteiligt!(als Protonen-Acceptorund Donor)

Der Phosphorylasemechanismus

Säurekat.

-1,4-Bindung

Basekat.

Das Problem mit den Verzweigungsstellen

-2 Enzyme machen das „debranching“