12 Aralık 2010 Pazar

aminoasitler


AMINO ASITLER:
Amino asitler, proteinlerin yapi taslaridir. Bir amino asidin yapisinda iki fonksiyonel grup bulunur. Bunlar amino (-NH2) ve
karboksil (-COOH) gruplaridir. Bu yapilardan her amino asitte en az bir tane bulunur.
5.1.Amino asitlerin özellikleri:
- Suda çözünürler, alkol ve eterde çözünmezler
- Erime noktalari 200 °C’nin üzerindedir, çünkü iynik baglara sahiptir
- Amfoterik özellik tasirlar
- Glisin disinda tüm amino asitler optik aktivite gösterirler.
Amino asitler, besinlerle alinan proteinlerden türevlenirler ya da hücre içi proteinlerden elde edilirler. Amino asitler, metabolik
enerjinin üretimini saglayan önemli bir biyomolekül grubudur. Hayvanlarda amino asitler üç farkli metabolik durumda oksidatif
parçalanmaya gider:
1. Hücreler proteinlerin normal sentez ve yikimi sirasinda protein yikimiyla salinan bazi amino asitler, eger yeni protein sentezi için
gerekli degillerse oksidatif yikima ugrarlar.
2. Besinler proteinlerce zengin oldugunda ve amino asitler vücudun protein sentezinden daha fazla miktarda alindiysa
depolanmazlar ve yikima ugrarlar.
3. Siddetli açlik ya da diabetes mellitus sirasinda, karbohidratlar da mevcut degilse, vücut proteinleri yakit olarak görev yapar.
Bu farkli kosullarda amino asitler amino gruplarini kaybederler ve a-keto asitler CO2 ve H2O’ya okside olur. Ek olarak amino asitlerin 3
ya da 4 karbon üniteleri glukoza dönüsebilir. Böylece beyin, kas ve diger dokular için bir yakit olustururlar. Amino asitlerin karbon
iskeleti genellikle sitrik asit siklusuna girerek kimyasal enerji olusturmak için oksidize olur ya da glukoneogeneze gider.
5.2. Amino Asitlerin Siniflandirilmasi:
Amino asitler yan zincirlerine (R) göre isim alirlar. Amino asitleri yan zincirlerine göre, yük tasiyan (pozitif ya da negatif yüklü);
aromatik halka tasiyan; alifatik zincir tasiyan amino asitler olarak siniflandirmak olasidir (Tablo 5.1; 5.2).
i) Alifatik Yan Zincir Tasiyan Amino Asitler: Yapilarinda amino ve karboksil gruplarinin sayisi bir tanedir. Bu nedenle bu
amino asitlere monoamino monokarboksilik asitler ya da nötral amino asitler denir. Glisin, Alanin, Valin, Lösin, Izolösin bu grupta
yer alir.
ii) Hidroksilik Gruplar (-OH) Tasiyan Amino Asitler: Bunlar da monoamino monokarboksilik amino asitlerdir. Serin ve
Treonin bu gruptadir. Tirozin de bu gruba dahildir, ancak aromatik halka tasidigi için baska grupta yer alir
iii) Kükürt Atomlari Tasiyan Amino Asitler: Sistein ve Metionin
iv) Asit Gruplari ve Onlarin Amidlerini Tasiyan Amino Asitler: Aspartik asit, Asparagin, Glutamik asit, Glutamin
v) Bazik Gruplar Tasiyan Amino Asitler: Arginin, Lizin, Histidin
vi) Aromatik Halka Tasiyan Amino Asitler: Histidin, Fenilalanin, Tirozin, Triptofan
vii) Imino Asitler: Prolin
Tablo 5.1. Protein Yapisinda Bulunmayan Fakat Memeli Metabolizmasinda Önemli Olan Amino AsitlerGenel Ve Sistematik AdiÖnemiHomosistein (2-amino-4-merkaptobütanoik asit) Sistein sulfinik asit (2-amino-3-sulfinopropiyonik asit) Homoserin (2-amino-4-hidroksibutanoik asit) Ornitin Sitrulin Arjininosuksinik asit DOPA (3,4-dihidroksi fenilalanin) 3 monoiodotirozin 3.5 diiodotirozin 3.5.3’ triiodotirozin (T3) 3.5.3’5’ tetraiodotironin (tiroksin)(T4)Metionin katabolizmasinda ve sentezinde Sistein katabolizmasinda ara ürün Metionin metabolizmasinda ara ürün Üre biyosentezinde ara madde Üre biyosentezinde ara madde Üre biyosentezinde ara madde Melanin ve adrenalinin ön maddesi Tiroid hormonunun ön maddesi Tiroid hormonunun ön maddesi Tiroid hormonu Tiroid hormonu
Tablo 5.2. a Karbonunda Amino Grubu Tasimayan Fakat Önemli Islevleri Olan Amino AsitlerGENEL Ve SISTEMATIK ADIÖNEMIb-alanin (3 aminopropriyonik asit) Taurin g-aminobutirik asit (GABA)Dipeptidlerin, CoA’nin yapisinda bulunur Safra asitleri ve bilesenlerini olusturur Beyin dokusunda glutamik asitten olusan bir nörotransmitterdir
Tablo 5.3. Insanlarin Amino Asit GereksinimleriBesinsel Olarak Alinmasi Gereken (Esansiyel)Esansiyel OlmayanHistidin* Izolösin Lizin Metionin Fenilalanin Treonin Triptofan Valin LösinAlanin Arginin* Asparagin Aspartik asit Sistein Glutamik asit Glutamin Glisin Hidroksiprolin Prolin Serin Tirozin* Arginin ve histidin yari esansiyeldir5.3. Amino Asitlerin Metabolizmasi: Organizmada yikima ugrayan proteinler, besinlerle alinir ya da endojen olarak sentez edilir
(Tablo 5.3). Bu iki yolla açiga çikan amino asitler vücutta genel bir amino asit havuzunu olusturur. Bu havuzda 20 amino asit dengeli
bir sekilde bulunur. Bu havuzun kullanimi, protein ve diger azotlu maddelerin sentezi, amino asitlerin çesitli metabolik yollarla
yikilmasi veya böbreklerle atilmasi seklinde gerçeklesir (Sekil 31;32;33). Besinlerle alinan amino asitler ince barsaktan emildikten sonra
vena porta yolu ile karacigere tasinarak plazma proteinlerinin ve diger azotlu maddelerin sentezinde kullanilir. Karacigerde
kullanimdan geriye kalan amino asitler endojen olarak sentezlenen amino asitlerle birlikte genel dolasima verilir. Amino asitler
dolasimdan dokulara aktif tasinim ile geçer
çiiÖÖçsiÜüAmino Asit Havuzunun Kullanim Yollari:
i) Transaminasyon: Bir amino asidin amino grubunun bir keto aside tasima olayina transaminasyon denir. Bu
reaksiyonlari katalizleyen enzimlere transaminazlar (ya da aminotransferazlar) adi verilir. Bu enzimlerin koenzimleri piridoksal
fosfattir (B6PO4). Aminotransferazlardan alanin-piruvat çiftine spesifik olan enzim, alanin aminotransferaz (ALT) ya da
glutamik-piruvik transaminaz (GPT) adini alirken aspartat-oksaloasetat çiftine spesifik olan enzime ise aspartat aminotransferaz
(AST) ya da glutamik-oksaloasetik transaminaz (GOT)Œ adi verilir. Hücreler çok çesitli aminotransferazlar içerebilir. Bunlarin bir
çogu amino grup alicisi olarak a-ketoglutarata spesifiktir. Transaminasyon olaylarinin çogunda raksiyona giren substrat çiftinden
biri a-ketoglutarattir ve glutamat olusur. Böylece amino asitlerdeki amino grubu glutamata transfer edilir. Bir çok
transaminasyon tepkimesinde a-ketoglutarat amino grubu alicisidir. Glutamat bu tepkimelerde önemli bir rol oynar. Amino
asitlerin amino gruplari genellikle karaciger hücrelerinin sitosolünde a-ketoglutarata transfer edilir ve glutamat olusturulur.
Glutamat mitokondriye tasinir. Glutamat amino gruplarini ya bitosentetik yola sokar ya da azotun üre olarak atildigi
tepkimelere aktarir.Transaminasyon olaylari geri dönüsümlü tepkimeler oldugu için hem yikim hem de sentez olaylarinda rol
alirlar. Bu tepkimelerin etkisi, bir çok farkli amino asitten amino gruplarini L-glutamatta toplamaktir. Transaminasyon
reaksiyonlari ile sitrik asit siklusunun ara ürünleri olan pirüvik asit, oksaloasetik asit ve a-ketoglutarat gibi maddelerden
miktarlari azalan (özellikle esansiyel olmayan) amino asitler yapilir
çiiÖÖçsiÜüii) Oksidatif Deaminasyon: Bir amino asidin amino grubunun amonyak olarak ayrilmasi sonucunda bir keto aside dönüsmesidir
(Sekil 35).
Amino asit keto asit
NH3
Serin, treonin, glutamik asit, glisin ve sistein disinda kalan bir çok amino asidin deaminasyonunda amino asit oksidaz enzimleri katalitik
etki yapar. Bu enzimlerin koenzimleri FMN ya da FAD’dir.
Amino asit + H2O + E-FMN a-keto asit + NH3 + E-FMNH2
E-FAD E-FADH2
Alanin, asparagin, aspartik asit, sistein, izolösin, valin, lösin ve fenilalanin gibi hücre içi amino asitlerin çogunun amino
gruplarinin transaminasyonla a-ketoglutarata tasinmasi sonucu olusan glutamat, koenzimi NAD veya NADP olan glutamat
dehidrogenaz enzimi ile deaminasyona ugramaktadir
çiiÖÖçsiÜüiii) Transmetilasyon: Metil transferaz enzimleri tarafindan metil gruplarinin tasinmasi islemidir. Transmetilasyon olaylarinin
çogunda metil grubu vericisi S-adenozil metionin’dir. Bu bilesik metionin ve ATP’den olusur. Metil transferazlar karaciger
hücrelerinde bulunurlar ve bunlarin substratlarindan bir tanesi fosfatidiletanolamin’dir. Fosfatidiletanolaminin kademeli
metilasyonu sonucunda fosfatidil kolin (lesitin) meydana gelir. Bu olay karacigerde lesitin sentezinin % 20’sinden sorumludur.
iv) An,mino Asitlerin Biyolojik Aminlere Dönüsümü (Amino Asitlerin Dekarboksilasyonu): Amino asit yapisindaki karboksil
grubunun L-amino asit dekarboksilazlar tarafindan CO2 halinde ayrilmasi sonucu biyolojik aminler meydana gelir (Tablo 5.4).
Aromatik amino asitlere ve hidroksilli türevlerine etki eden enzimlere aromatik dekarboksilazlar denir. Ayrica organizmada her
amino aside özgü dekarboksilazlar bulunur. Baslica karaciger, böbrek ve beyin dokusunda gerçeklesen dekarboksilasyon
tepkimelerinde piridoksal fosfat koenzim olarak kullanilir.
Glutamik asit Sistein Histidin Tirozin Triptofang-amino butirik asit (GABA) Taurin Histamin Dopamin SerotoninBeyin Karaciger Mast hücresi, karaciger Karaciger, böbrek, beyin, adrenal Beyin, böbrek, barsak,  Trombosit, mast hücresiNörotransmitter Safra asidi bilesiminde Vazodilatör Nörotransmitter Nörotransmitter,  Vazodilatör

Endojen Amino Asit Sentezi:
Endojen amino asit sentezinde kullanilan ön maddeler:
1. Ara ürünler (a-keto asitler) Piruvat ® Alanin
Oksaloasetat ® Aspartat
2. Bazi eksojen amino asitler (Besinsel olarak esansiyel amino asitler)
3. Bazi endojen amino asitler(Besinsel olarak esansiyel olmayan amino asitler)
Ara Ürünlerden Olusan Amino Asitler:
Alanin: Piruvatin transaminasyonu sonucunda meydana gelir.
Glutamat: a-ketoglutaratin NH3 ile birlestigi ve glutamat dehidrogenaz tarafindan katlizlendigi bir tepkime ile olusur.
Glutamin: Glutamat ve amonyum (NH4) iyonundan, glutamsn sentetazin katalitik etkisi ile olusur.
Aspartat: Oksaloasetatin transaminasyonu ile olusur.
Asparagin: Aspaargin sentetaz tarafindan katalizlenen, amino vericisi olarak glutaminin kullanildigi bir reaksiyonla aspartik
asitten sentezlenir.
Serin: Memeli dokusunda serin biyosentezine ait iki yolun varligi gösterilmistir. Her iki yolda da serinin karbon iskeleti glikolizde bir
ara madde olan D-3-Fosfogliserattan saglanir.
Glisin: Glisin sentezi 3 sekilde olur:
Glioksilik asidin transaminasyonu ile
Kolin’in oksidasyonu ile
Serin hidroksi metilaz enzimi ile serinden
Besinsel Olarak Esansiyel Amino Asitlerden Türeyen Amino Asitler:
Sistein: Besinsel olarak esansiyel olan metionin ile besinsel olarak esansiyel olmayan serinden olusur.
Tirozin: Fenilalanin hidroksillenmesi ile meydana gelir. Fenilalanin’in tirozine çevrilmesini katalizleyen enzim, fenilalanin hidroksilazdir.
b-Alanin: L-a-amni asitlerin disinda insan hücrelerinde önemli olan bir amino asittir. b-Alanin, bir çok dokuda ve plazmada serbest
halde veya dipeptidlerin yapisinda (karnozin ve anserin) bulunur. Koenzim A’nin yapisinda yer alan pantotenik asidi olusturan
maddelerden birisidir. Yasayan hücrelerde çesitli sekillerde meydana gelebilir.
Pirimidinin Yikilisi:
2. Propiyonil-CoA «Akrilil CoA b-alanin
3. Aspartik asidin dekarboksilasyonu
3. Besinsel Olarak Esansiyel Olmayan Amino Asitlerden Sentezlenen Amino Asitler:
Prolin: Glutamattan olusur
Arginin: Eriskin bir insan için esansiyel olmayan arginin çocuklar için esansiyeldir. Memelilerde olusan argininin büyük bölümü
arginaz enzimi ile üre veornitine yikildigindan protein sentezine katilamamaktadir. Bu nedenle gelisme için yüksek oranlarda amino
asit gereksinimi olan insanlarda (çocuklarda ve gençlerde) arginin esansiyel bir amino asittir. Arginin glutamattan üre döngüsü ile
sentez edilir.
Hidroksiprolin: Sadece kollajen ve elastinde bulunur. Hidroksiprolin, kollajen yapisinda yer alan prolinden bir kisminin hidroksillenmesi ile sentrezlenir.
5.6. Amino Asitlerin Karbon Iskeletinin Katabolizmasi:
Amino asitler, diger amino asitlerin sentezinde kullanilmalarinin yani sira , porfirinler, katekolaminler, diger bazi
hormonlar, nörotransmitterler, metil grubu tasiyan bazi bilesikler, piridin nukleotidlerinin yapisinda yer alan nikotinik asit,
purinler, pirimidinler, melanin pigmenti, kreatin, karnitin, spermin, spermidin poliaminleri ve henüz fonksiyonu bilinmeyen bir çok
bilesigin temel gruplarinin ön maddesidir.Amino asitler, lipid ve karbohidrat metabolizmasina da katilirlar (Sekil 36). Amino asitlerin
son yikim ürünleri sitrik asit döngüsü ara ürünleri olan piruvat ve asetil CoA’dir. Asetil CoA, sitrik asit döngüsüne katilmakta
ya da asetoasetil CoA üzerinden yaglara dönüsmektedir. Asetil CoA ve asetoasetil CoA üzerinden yaglara dönüsen amino asitlere
ketojenik, piruvat ve sitrik asit siklusu ara ürünleri araciligi ile glikoneogenez yoluyla glukoza dönüsebilen amino asitlere ise
gikojenik amino asitler adi verilir (Tablo 5.5).
Amino Asitlerin Özel Metabolizmalari:
Glisin:
- Çesitli doku proteinlerinin, protein hormonlarinin ve enzimlerin yapisina katilir.
- Suksinil CoA ile birlikte porfirinlerin ve “hem” in ön maddesidir.
- Lipid, karbohidrat ve diger amino asitlerin sentezine katilir.
- Kas fonksiyonlarinda temel bir bilesik olan kreatin’in olusumunda rol alir.
- Kolik asit, benzoik asit ve diger asitlerle etkilesimi sonucu glikokolik asit, hippurik asit ve diger zehirsizlestirme ürünleri sentezler.
- Glutatyon yapisina girer
Serin:
- Sistein, triptofan amino asitleri ve bazi lipidlerin sentezinde rol alir.
- Serinin dekarboksilasyonu ile beyin fosfolipidlerinin yapisinda bulunan etanolamin olusur.
Alanin:
- Glukoz-alanin döngüsünde yer alir. Kaslarda ve diger dokularda asiri miktarda olusan amonyak karacigere alanin seklinde tasinir.
- Açlik kan glukoz düzeyinin ayarlanmasinda önemlidir.
Metionin ve Sistein:
- Insanladaki organik kükürdün en önemli kaynagidir.
- Sistein katabolizmasinin son ürünleri arasinda inorganik sulfat, taurin ve piruvat bulunur.
Aspartat, Asparagin, Glutamat ve Glutamin:
- Aspartat ve asparagin, protein sentezinde birincil amino asitlerdir
- Aspartat üre ve purin sentezinde amino grubu vericisidir
- Aspartat, sitosolde pirimidin halkasi sentezini baslatir.
- Glutamat ve glutamin, bir çok biyosentetik tepkimede azot vericisi olarak görev yapar.
- Glutamat beyinde glutamat dekarboksilaz ile g-amino butirik aside (GABA) dönüsür. GABA, merkezi sinir sisteminde önemli
bir nörotransmitterdir.
- Glutamin temel bir amin vericisidir.
Prolin:
- Hidroksiprolin ile birlikte kollajen sentezinde rol alir.
Histidin:
- Doku proteinlerinin olusumuna katilir.
- Histamin dekarboksilaz enzimi ile birlikte histamin sentezinde rol alir.
- b-Alanin ile birlikte kaslarda bulunan karnozin (b-Alaninhistidin) ve anserin (b-Alanilmetil histidin) dipeptidlerini olusturur.
Arginin:
- Yüksek memelilerde kreatin sentezi için kullanilir
- Ornitin yolu ile putresin, spermidin ve spermin adli poliaminleri olusturur.
Tirozin:
- Tirozinin 3,4-dihidroksifenilalanin’e (DOPA) oksidasyonu ile baslatilan bir dizi tepkime sonunda beyinde dopamin ile adrenal
medulla hormonlari norepinefrin (noradrenalin) ve epinefrin (adrenalin) sentez edilir. Dopamin, norepinefrin ve
epinefrine katekolaminler adi verilir.
- Deri, saç ve gözün pigmenti olan melaninin sentezinde rol oynar.
- Tiroid bezinin folikül hücrelerinde tiroglobulin adli proteinin peptid zincirindeki kalintilarinin iyotlasmasi ile T3 ve T4 harmonlari
olusur.
Triptofan:
- Içerdigi indol halkasi ile nikotinamid ve seratonin gibi önemli bilesiklerin yapisina katilir.
- Karacigerde triptofan,baslica nikotinik asit adli vitamine ve normal kosullarda biriken bir çok yan ürüne yikilir.
- Triptofan metabolizmasi sirasinda fizyolojik olarak aktif bir amin olan seratonin sentezlenir
- Triptofan, kalin barsakta bakterilerin etkisi ile indolasetik asit üzerinden indol, indoksil, skatol ve skatoksil’ yikilir. Skatol ve indol
diskinin kokusunu vermektedir.
5.8. Amonyagin Tasinmasi:
Toksik bir madde olan amonyak vücutta iki sekilde tasinir:
1. Amonyaktan glutamin sentez edilerek zararsiz bir bilesik halinde vücutta dolasmasi saglanir.
2. Glikoz-Alanin Döngüsü: Kas dokusunda transaminasyonla piruvattan olusan alanin, kan yolu ile karacigere tasinarak
yeniden piruvata çevrilir. Karacigerde piruvattan glikoneogenez ile olusan glukoz, kan dolasimi ile kas dokusuna gelir.
Karacigerde transaminasyonla alaninden piruvat olusurken a-ketoglutarata aktarilmis olan amonyak daha sonra serbest birakilir.
Böylece kas dokusundaki amino asit azotu, üre sentezinde kullanilmak üzere karacigere tasinmis olur.
5.9. Amino Asitlerden Açiga Çikan Amonyagin Metabolik Sonu:
Insanlarda amonyagin baslica atilim sekli üredir. Dolasimdaki amonyagin büyük bölümü NH4, %1 kadari ise NH3 halindedir.
Hücre ve mitokondri membranini geçebilen amonyak, sitrik asit döngüsü ara ürünlerinden a-ketoglutarata baglanarak
glutamat olusturmakta ve döngünün yavaslamasina neden olmaktadir. Normal kosullarda beyin dokusunun tek enerji kaynagi sitrik
asit döngüsü oldugu için amonyagin toksik etkisi özellikle beyinde ortaya çikmaktadir. Organizma, toksik bir madde olan
amonyaktan glutamin ve üre sentez eder. Üre insanlarda protein metabolizmasinin son ürünüdür ve idrarla atilir
çiiÖÖçsiÜüIki mol amonyaktan bir mol üre sentezi karacigerde 5 asamali bir döngü ile gerçeklesir (Sekil 38;39)
1. Asama: Mitokondri matriksinde bulunan karbamoil fosfat sentetaz enzimi ile karbamoil fosfat sentezlenir.
NH4 + HCO3 + 2ATP Karbamoil fosfat + 2ADP + Pi
2. Asama: Döngünün temel maddesi olan ornitin, karbamoil fosfat ile birleserek sitrülin’i olusturur. Görevli enzim,
ornitin transkarbamoilaz’dir. Sitrilin mitokondriden sitosole geçer.
3. Asama: Sitosole geçen sitrulin, aspaartat ve ATP ile birleserek argininosuksinat’i olusturur. Görevli enzim,
argininosuksinat sentetaz’dir.
4. Asama: Argininosuksinat, argininosuksinat ligaz ile parçalanarak arginin ve fumarati olustururŒ (Sekil 40)
5. Asama: Arginin, arginaz ile parçalanarak üre ve ornitin olusur. Ornitin, döngüyü sürdürmek için yeniden mitokondriye girer.
Tüm bu reaksiyonlar sonucunda toplam 3 ATP harcanir

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder