HÓA SINH BUỔI 3
CHUYỂN HÓA PROTID
Tổng quát, nguồn protein ngoại sinh
như thức ăn. Nguồn nội sinh: cơ thể
tổng hợp protein như enzyme,
protein cấu trúc. Sau 1 quá trình sử
dụng các Protein này cũng bị thối
hóa thành a.a NH3 thải ra
ngồi dưới dạng ure. Tách NH3 ra,
khung cịn lại là α-keto acid CO2 +
H2O (hoặc chuyển hóa thành những
chất khác như lipid, glucid).
Bên cạnh đó, acid amin cịn tham gia
tổng hợp Hem, Base nito (Purin,
Pyrimidin), Polyamin,
Neurotransmitter
- Cần 0,8-1 g pro/kgCN/ngày. Người
lớn: 30-60 g/ngày.
- Vai trị: tạo hình (về mặt chức
năng-enzyme, horomone… và cấu
trúc- Collagen..; tham gia biến đổi
thành những phân tử có tinh sinh
học như: histamin, serotonin..) quan
trọng. Tạo năng: tỉ lệ bình thường
thấp, khoảng 10-15% năng lượng từ
Protein, khi nào cơ thể cần mới dùng
protein làm năng lượng (ko ưu tiên
lấy pro làm năng lượng)
- Protein ăn vào dư thừa ko dự
trữ (ăn nhiều Carbonhydrate dự
trữ dưới dạng glycogen ở gan, cơ)
(ăn nhiều Mỡ dự trữ dưới dạng
chất béo ở mô mỡ)
- Tiêu hóa xảy ra ở ruột non, có các
enzyme gọi chung là các nhóm
proteinase(protase), đóng vai trị
thủy phân protein (phân giải protein
acid amin). Tên gọi là:
Endopeptidase (là những
enzyme cắt ở giữa, Endobên trong, cắt bên trong như
pepsin, trysin,
chymotrypsin…)
Exopeptidase (Exo-cắt 2 đầu)
- Những enzyme này tiêu hóa mô
cấu trúc bởi protein (nếu tiết ra ở
dạng enzyme hoạt tính ngay thì sẽ
tiêu hóa mơ cơ thể) do đó phải tiết ở
dạng tiền men vào dạ dày, ruột non
mới được hoạt hóa thành enzyme có
chức năng.
- Mỗi enzyme đều có tính đặc hiệu
của nó: ko cần nhớ q chi tiết. Mỗi
enzyme được cắt ở vị trí khác nhau
nhưng cuối cùng cùng phân giải
thành acid amin để quá trình hấp thu
xảy ra.
- Q trình tiêu hóa Protein xảy ra
đầu tiên ở dạ dày. Ở dạ dày,
Emzyme tiêu hóa là Pepsine.
- Pepsine: hoạt động ở mt toan, có
khả năng tiêu hóa Collagen.
Protein thức ăn đến niêm mạc dạ
dày (kích thích tiết Gastrin)
Gastrin biến đổi Pepsinogen
Pepsine (dưới tác dụng của HCl sẽ
cắt bớt 1 số mạch peptide để trở
thành pepsine). Pepsine tiêu hóa
Protein thức ăn thành những phân
tử acid amin hoặc những phân tử
peptide còn lại (Proteose peptone)
sẽ tiếp tục q trình tiêu hóa của nó
ở ruột non.
Quá trình này xảy ra nhờ enzyme từ
tuyến tụy tiết ra. Đầu tiên, ở dạng
tiền enzyme như (slide). Ngoài ra,
ruột non cũng tiết ra một số enzyme
tham gia vào quá trình tiêu hóa
protein như (slide)
Aminopeptidase cắt đầu amin của
phân tử polypeptide
Dưới tác dụng của enzyme
Enteropeptidase cắt 1 số mạch
peptide: trypsinogen trysin. Sau
đó trysin hoạt hóa các tiền enzyme
cịn lại (cắt bớt 1 số a.a hay peptide
trên những đoạn của các tiền
enzyme này) enzyme hoạt động.
Ăn chay, mặc dù nhiều đạm nhưng
khả năng hấp thu và tiêu hóa kém
hơn ăn thịt cá.
Ăn da (collagen, keratin) cảm thấy
khó tiêu hơn do q trình tiêu hóa
khó khăn hơn
Quá trình tổng hợp tạo protein mới
sẽ cân bằng với q trình thối hóa
protein.
Mỗi ngày có khoảng 400g protein
TB/ngày bị thối hóa thành acid
amin. Và khoảng ¾ trong số này sẽ
được tái sử dụng. ¼ trở thành
CO2+H2O
Phần đầu tiên của chuyển hóa là
thối hóa nito, cũng là phần trọng
tâm của qt chuyển hóa a.a
Đặc trưng của a.a là có nitơ.
Protein trong cơ thể đi vào thực hiện
các chức năng ở dạng Acid α-amin
(tức là amin gắn với carbon α).
Đầu tiên, gốc -amin chuyển
sang phân tử αCetoglutarate tạo thành Lglutamat. Gọi là qt chuyển
amin.
L-glutamate tách gốc –amin.
Gọi là khử amin oxi hóa. Lglutamat trở lại αCetoglutarate.
Amin ở dạng NH3 sẽ được
thải ra ngồi thơng qua chu
trình Ure
Chuyển amin là gốc -amin 1 a.a đi
vào phân tử keto acid trở thành a.a
mới và keto acid mới.
Nhờ enzyme transaminase (tran-:
chuyển). Và Vit B6
Dưới là sơ đồ của 2 enzyme phổ
biến,
GPT đưa amin của alanin đến αCetoglutarate tạo thành glutarate
(Alanin mất amin Pyruvate), (G:
glutamate, P: Pyruvate,
T:transaminase) (ALT: alaninamino
transaminnase)
GOT đưa amin của aspartate đến αCetoglutarate tạo thành glutarate
(Aspatate mất amin
Oxaloacetate)
Amin: NH3+
Khi Glutamate tách gốc –amin αCetoglutarate. Enzyme xúc tác cho qt
này là L-glutamat dehydrogenase
(GLDH).
1 số BV có làm nhưng ít
Qt này sd NAD(P) tạo ra NADH
Chiếm 75% qt khử amin
Chuyển-khử amin có liên hệ với nhau
Chuyển amin: đưa amin lên
glutamate
Khử amin: tách amin khỏi glutamate
Q trình thơng qua amino acid
oxidase
L-aminoacid trực tiếp tách gốc –amin
tạo ra α keto acid tương ứng với nó,
goi là L- amino acid oxidase. FMN
nhận điện tử FMNH2
Trở ngại của qt này là tạo ra H2O2
- NH3 sẽ được vận chuyển ở dạng
glutamin, nghĩa là NH3 có thể hình
thành ở các mơ trong qt chuyển hóa
a.a xảy ra tại các mơ, NH3 máu ở
dạng glutamin gan. Gan tiếp tục
xử lý
- Nếu glutamin đi ngang qua thận, sẽ
tách amin đi vào muối amoni
(NH4Cl) thải ra nước tiểu
khiến nồng độ NH3 trong máu
thấp <1mg/l
- Đối với não, NH3 gắn với phân tử
α-Ketoglutarate Glutamate.
- Glutamate tiếp nhận NH3
Glutamin. Được xem là con đường
khử độc NH3 của não, do nó có thể
gắn được NH3.
-Nếu NH3 máu cao não sẽ dùng
nhiều α-Ketoglutarate để tạo
Glutamin để khử độc NH3 giảm
NH3 có trong nhu mô não αKetoglutarate cạn kiệt (là sp trung
gian trong chu trình acid citric)
chu trình acid citric bị gián đoạn
TB não thiếu năng lượng.
Glutamin đến gan, thận tách amin
dưới td của enzyme glutaminase
glutamate α-Ketoglutarate đi vào
con đường chuyển hóa tiếp theo
(chu trình acid citric, PƯ nhận amin
khác)
Tại gan, tạo thành ure
Tại thận, tạo thành NH4Cl
Đối với cơ, có cơ chế đưa gốc amin
về gan vì vai trị của cư là vận động,
ko tham gia vào chuyển hóa.
VD: cơ chuyển hóa yếm khí tạo
lactate, lactate được cơ đẩy ra ngồi
đến gan để xử lý.
Đối với chuyển hóa acid amin cũng
vậy, gốc –amin trong chuyển hóa
được cơ đưa thành alanin thơng qua
1 số bước như đi vào glutanate để
chuyển amin. Alanin máu gan.
Gan xử lý alanin như những a.a khác,
tách –amin thành ure, sp còn lại là
pyruvate Glucose đến cơ.
Gọi là chu trình glucose-alanin
Như vậy, gan đóng vai trò xử lý –
amin là sp của qt cơ chuyển hóa acid
amin
- Mô: amin được vận chuyển bới glutamin gan
- Gan: lấy amin đi qua các buốc ure
- Cơ: amin đi vào alanin thơng qua chu trình glucose-alanin gan
Đọc slide
NH3 tan trong lipid qua hàng rào
máu não
GABA: chất dẫn truyền TK
Thông nối cửa chủ: NH3 tạo ra bởi
VK đường ruột
Gđ 3 của q trình chuyển hóa acid amin là chu trình ure.
NH4++CO2 Carbamoyl phosphate
Carbamoyl phosphate + Ornithine Citrulline
Citrulline + NH3 (Aspartate) Arginosuccinate
Arginosuccinate tách Furmatate Arginine
Arginine tách NH3 ure + Ornithine
Ornithine tiếp nhận Carbamoyl phosphate mới
Như vậy, Gốc amin (từ phản ứng khử-chuyển amin) đi vào từ số 1. Ngồi ra, ure cịn có amin khác (từ
aspartate) Phân tử ure có 2 amin
Xem chi tiết hơn
- Nito từ a.a nào đó thơng qua phản ứng chuyển amin (transaminase) đưa amin vào glutamate
- glutamate thông qua phản ứng khử amin (glutamate dehydrogenase) tách amin
1. Amin đó đi vào ty thể, gắn phân tử HCO3- (có thể viết CO2) Carbamoyl phosphate. Enzyme là
Carbamoyl phosphate synthetase.
2. Carbamoyl phosphate gắn lên Ornithine Citrulline
3. Citrulline ra bào tương gắn với Acid Aspartate (màu đỏ) Argino-succinate (Argino-succinic acid).
Enzyme là Argino-succinate synthetase
4. Arginosuccinate tách Furmatate ra Arginine. Lúc gắn vơ tại vị trí màu xanh và đỏ, khi tách ra ở vị trí
khác (giữa CH-NH). Nitơ của Aspartate vẫn còn lại Arginine (là 1 trong 20 a.a).
5. Arginine: phần trên có dáng dấp của ure do đó nó sẽ tách ure ra. Phần cịn lại màu đen là Ornithine
- Ornithine lại đi vào ty thể và tiếp nhận Carbamoyl phosphate (nguồn gốc amin)
có 5 bước: 2 bước đầu trong ty thể, 3 bước sau trong bào tương
Phân tử ure có 2 Nitơ: 1 đi vào từ amin, 1 từ Aspartate. Nếu đi sâu hơn, 1 Nitơ từ Aspartate cũng có nguồn
gốc từ acid amin, thông qua phản ứng chuyển amin đưa amin lên phân tử α-Keto acid glutamate,
glutamate đưa a.a lên oxaloacetate để nhận amin Aspartate. Từ oxaloacetate Aspartate chính là
enzyme GOT (AST).
Ngồi ra, chu trình ure cịn lq đến chu trình Kreb ở chỗ Furmarate malate Oxaloacetate
Nếu enzyme 1,2,3,4,5 bị tổn thương (khiếm khuyết) ứ đọng NH3. Enzyme càng đầu mà bị khiếm khuyết
tổn thương xảy ra sớm tử vong sớm trong gđ mới sinh ra vì trong bụng mẹ nó sẽ nhờ hệ thống của
mẹ để xử lý NH3 của nó nhưng khi ra đời, gan bị thiếu enzyme ko xử lý NH3 NH3 tăng cao trong máu
tổn thương não tử vong.
Khi carbonxyl bị oxy hóa, tách –
COOH thành CO2, thì acid amin
thành amin (do mất acid)
Amin đóng vai trị trong 1 số hoạt
tính
Khi amin này sử dụng xong sẽ bị Khử
amin-Oxy hóa tách gốc –amin ra
aldehyt
VD:
Histidin mất gốc carboxyl CO2 +
Histamin
Glutamate mất gốc carboxyl
GABA
Phần thứ ba của thối hóa a.a là
khung C cịn lại của nó. Sau khi tách
gốc amin ra, cịn lại là α-Keto acid
biến thành chất béo hay glucose, gắn
amin hay chuyển amin tạo các a.a ko
cần thiết, hoặc đi vào chu trình Krebs
tạo CO2 và H2O.
Khi ăn quá nhiều đạm có thể
chuyển thành chất béo và glucose
Phân thành 2 nhóm theo nhu cầu từ bên ngồi
a.a cần thiết: phải ăn vào, nếu ko sẽ bị thiếu, cơ thể ko tự tổng hợp được
a.a ko cần thiết: cơ thể tổng hợp đượ,c nếu ăn ko đủ cơ thể có thể tổng hợp theo nhu cầu
Về cơ bản, phải cung cấp đủ a.a cần thiết.
Nói nhanh về những phản ứng,
những nguyên liệu dùng để tổng hợp
a.a ko cần thiết
Nhìn chung, quá trình này sẽ lấy
ngun liệu từ những sp trung gian
trong chu trình Krebs
Có 1 số acid amin có những chuyển hóa chuyên biệt như GABA (tổng hợp từ glutamate, Glutamate mất
gốc carboxyl GABA); Glutathion là tác nhân chống tình trạng oxy hóa.
Nguồn gốc: arginin và Glycin
Ở thận: arginin phản ứng với Glycin tách Orthinine (chu trình ure) Guanidoacetate gan
Ở gan, Guanidoacetate được cung cấp gốc methyl (S-adenosyl là dang chuyên cung cấp gốc methyl)
creatine đến cơ
Tại cơ, creatine gắn gốc phosphate creatine phosphate đóng vai trị dự trữ năng lượng cho cơ.
Mỗi ngày sẽ có 1 lượng creatine phosphate tự thối hóa creatinin, gọi là nonenzymematic (tự thối
hóa)
Bởi vì creatinin được hình thành tương đối ổn định, ko phụ thuộc trực tiếp a.a của bữa ăn ưu tiên sử
dụng đánh giá chức năng thận
Ure cũng là con số để đánh giá chức năng thận vì thải trực tiếp ra thận nhưng ure liên quan đến q trình
thối hóa a.a mà a.a ko được dự trữ nên bữa nào ăn nhiều protein thì sẽ bị thải ra ngoài ở dạng ure Ure
liên quan đến lượng protein của bữa ăn.
Khi tổn thương cơ tăng Creatinin bất thường trong máu ra nước tiểu nhiều chẩn đoán phân biệt
creatinin ổn định hơn ure
Phenylalanin gắn 1 –OH Tyrosin
Phenylalanin mất amin (thối hóa)
thành phenylpyruvate
Tyrosine tham gia vào quá trình tổng hợp qua các bước: p-Hydroxyphenylpyruvate Homogentisate …
Tyrosine tham gia tổng hợp sắc tố qua trung gian L-Dopa
Giả sử khiếm khuyết Phenylalanin hydroxylase ứ đọng Phenylalanin.
Khiếm khuyết Enzyme số 2 tăng Tyrosine trong máu type II
Khiếm khuyết Enzyme số 3 tăng Tyrosine trong máu type III
Khiếm khuyết Enzyme số 4 ứ đọng homogentisate (bệnh Alkapto niệu)
Khiếm khuyết Enzyme số 5 tăng Tyrosine trong máu type I
Khiếm khuyết Enzyme số 6 sắc tố da ko hình thành (bệnh bạch tạng)
Bệnh tiểu siro maple (màu như màu
maple) liên quan đến 3 a.a phân
nhánh: Leucine, Isoleusine, Valine.
XN sẽ xuất hiện oxo-acid trong nước
tiểu (là những chuyển hóa của các
a.a này). Bởi vì khiếm khuyết enzyme
trong q trình chuyển hóa những
a.a phân nhánh điều trị: hạn chế
thực phẩm có a.a trong nhóm này