Bài giảng chuyển hóa protein và acid amin

CHUYỂN HÓA PROTEIN VÀ ACID AMIN
MỤC TIÊU
1. Trình bày được các enzym thủy phân protein
và cơ chế tác động của chúng.
2. Viết được các phản ứng khử amin, khử
carboxyl, trao đổi amin của các acid amin cùng
các cơ chế của chúng.
3. Mô tả được các giai đoạn của chu trình urê.
4. Mô tả được sự biến hóa của acid -cetonic.


5. Trình bày được sự thoái hóa riêng biệt của các
acid amin.
6. Trình bày được nguyên tắc chung để tổng hợp
acid amin.
7. Trình bày được các yếu tố và thành phần tham
gia vào quá trình sinh tổng hợp protein.
8. Mô tả được ba giai đoạn của sự sinh tổng hợp
protein ở ribosom.


1-BIẾN HÓA PROTEIN
1.1- Tiêu hóa protein- Các enzym thủy phân protein

1.1.1-Endopeptidase
1.1.2- Exopeptidase


PEPTID
PROTEIN
ng tiêu hóa

Tiêu hóa
Hấp thu

ACID AMIN

PROTEIN
(các tổ chức)

Tế bào
CO2, H2O
URE, Q

Sản phẩm sinh
học đặc biệt


Ñaàu N taän

NH2
CH

R1

NH
CH

OH

CO

H

NH

R'

Peptidase

CH

R''

CO

CH

Rn

COOH

Ñaàu C taän


H2 N
aa N tận

a

b

c

pH=1,7-2

d

pH=8

e

f

pH=8

COOH
aa C tận

Pepsin

Trypsin

Chymotrypsin

(dạ dày)

(tụy tạng)

(tụy tạng)

a : Glu
b : Tyr, Phe (-NH2)

c : aa kiềm (Arg,
Lys) (-COOH)

(Leu-Val,Leu-Glu…)

Các Endopeptidase

e : Tyr-CO-NH…
(Phe,Try,Met,Leu)


H2 N

COOH

aa N taọn

OH-

OH-

Aminopeptidase

aa C taọn

Carboxypeptidase

(TB ruoọt non)

(tuùy taùng)

H2 N

COOH
OH-

Dipeptidase
(TB ruoọt non)

Caực Exopeptidase


1.1.3- Enzym thủy phân protein ở các tổ chức
- Có các Catepsin : A,B,C

- Carboxypeptidase và Aminopeptidase
- Các enzym được chứa trong các lysosome

Sự có mặt của các enzym này giải thích hiện tượng
tự tiêu của tế bào khi tế bào chết


1.2- Cân bằng động của protein
Nitơ trong cơ thể liên tục chuyển hóa nhưng vẫn
đảm bảo sự cân bằng đạm
Cân bằng đạm
Nitơ nhập = Nitơ xuất

(+)

Nitơ nhập > Nitơ xuất

(-)

Nitơ nhập < Nitơ xuất

(+) : cơ thể đang lớn, có thai, dưỡng bệnh…

(-) : đói ăn, sốt, sau khi mổ…


Các trường hợp bệnh lý:
Giảm Protein/huyết thanh
do giảm nhập hoặc giảm sản xuất
do tăng mức phân hủy
do mất protein
do loãng máu
Tăng protein/huyết thanh
do máu cô đặc
xuất hiện protein bất thường
suy vỏ thượng thận (Addison)


1.3- Dự trử protein
- Gan

Dự trữ lỏng lẽo

- Huyết tương
- Cơ (cung cấp protein cho não và tim)


2- THOÁI HÓA ACID AMIN
2.1- Những quá trình chung của sự thoái hóa acid
amin
2.1.1- Khử amin
- Phóng thích Nitơ dưới dạng NH3
- 4 con đường khử amin


2.1.1.1- Khửỷ amin - khửỷ oxy
+2H+
R CH2 COOH

-NH3

Acid tửụng ửựng

2.1.1.2- Khửỷ amin noọi phaõn tửỷ
R CH2 CH
NH2

COOH

-NH3

R CH

CH

COOH

Acid khoõng no
tửụng ửựng


2.1.1.3- Khöû amin thuûy phaân
+H2O
R

CH
NH 2

COOH

-NH3

R CH

COOH

OH

Oxy acid


2.1.1.4- Khöû amin – oxy hoùa
+1/2 O2

-NH3

Acid -cetonic


Cơ chế: 2 giai đoạn
Gđ1: Khử hydro

-2H
Dehydrogenase
R

FAD

FADH2

R

C
NH

+H2O
-NH3

COOH

NH

Acid imin

Gđ2: Thủy phân tự phát
COOH

C

R

CO

COOH

Acid -cetonic

Quá trình khử amin của aa  ở cơ thể động vật bao
giờ cũng là quá trình khử amin-oxy hóa


Đối với acid glutamic
COOH

L-Glutamat
dehydrogenase

COOH

H2O

NH3

COOH

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

CH2

H2N CH

NAD+

NADH+H+

NADP+ NADPH+H+

HN

COOH

L-glutamic acid

O

C

C
COOH

COOH

Acid -cetoglutaric

+ Phản ứng thuận nghòch

+ Chiều ngược lại : amin hóa-khử oxy


Amin hóa-khử oxy : cố đònh NH3 vào hợp chất hữu
cơ (-ceto glutaric thành a. glutamic)
nhóm amin dễ dàng chuyển sang a. -cetonic
khác nhờ phản ứng chuyển amin


Glutamat dehydrogenase:
- Ở động vật cao cấp :
+ giử vai trò thoái dưỡng (khử amin-oxy hóa) với
coenzym là NAD
+ kết hợp với các transaminase để thoái dưỡng các
aa 
+ NH3 tạo ra được dùng làm nguyên liệu tổng hợp
urê
- Ởû vi sinh vật :

+ tác dụng theo hướng sinh tổng hợp (amin hóa-khử

oxy) với coenzym khử là NADPH


2.1.2- Phaỷn ửựng trao ủoồi amin
Braustein vaứ Krisman (1937) (n/cửựu ụỷ cụ)
COOH

COOH

CH2
CH2
H2N CH

+

CH 3

CH2

CO

CH2

COOH

O

+

C

H2N

CH
COOH

COOH

COOH

Glu

CH3

a. Pyruvic

a. -cetoglutaric

Ala


Cô cheá : 2 gñ
-Giai ñoaïn 1
CHO

COOH

POH2C

CH2

CH2
H2N

CH

+

COOH

OH
N

CH3

POH2C

CH2
CH2
O

C

+

OH
N

CH3

COOH

COOH

Glu

CH2-NH2

Pyridoxal P

a. cetoglutaric

Pyridoxamin P


- Giai ñoaïn 2

CH2-NH2
POH2C

OH
N

CH3

CH3

CH 3

+

CO
COOH

a. pyruvic

H2N

CH
COOH

Alanin

CHO

+

POH2C

OH
N

CH3


Transaminase : có ở cơ, gan, thận, tim, ruột
Hai loại phổ biến và hoạt động mạnh

+ glutamic oxaloacetic transaminase (GOT)
= Aspartic transaminase (ASAT)

Glu + a. oxaloacetic

GOT

a. -cetoglutaric + a. aspartic

+ glutamic pyruvic transaminase (GPT)
= Alanin transaminase (ALAT)

Glu + a. pyruvic

GPT

a. -cetoglutaric + Alanin


Giá trò bình thường trong huyết thanh :
GOT từ 15 – 29 U/l

GPT từ 11 – 26 U/l
-Viêm gan cấp tính : tăng GOT, nhưng chủ yếu tăng
GPT (có khi gấp 100 lần) ngay cả trước khi xuất
hiện vàng da
có giá trò dòch tể học
- Sự tăng GPT cho thấy một tác động phân hủy của
tế bào gan
-Viêm gan mãn : transaminase tăng ít, biểu thò sự
tổn thương nhu mô gan do hoại tư ûtế bào gan

Nhồi máu cơ tim :
+ tăng rất cao GOT, GPT tăng ít hơn
+ Khi nhồi máu cơ tim, GOT bắt đầu tăng từ giờ
thứ 6 trở đi. kéo dài cho đến giờ thứ 36 và trở về
bình thường sau 5 – 6 ngày

+ Tỷ số De Ritis = GOT/GPT > 1
+ sự gia tăng của cả GOT và GPT cho một chỉ số
về độ tổn thương của gan có thể kéo ngay sau suy
tim do nhồi máu
GOT cũng tăng trong nghẽn mạch phổi, nhồi máu
thận