Zur Erinnerung... - Ein wichtiger Schritt beim Abbau der Aminosäuren ist die Desaminierung durch Transaminasen. Viele As übertragen ihre Aminogruppe auf a-Ketoglutarat, wobei Glutamat entsteht. -Alle Transaminasen enthalten Pyridoxalphosphat (PLP) als Cofaktor. PLP hat eine Aldehydgruppe, die mit der Aminogruppe der AS eine Schiff‘sche Base ausbildet und eine Elektronenfalle, die eine Bindung am a-C-Atom destabilisiert. -Die Aminogruppen werden durch die Glutamat-Dehydrogenase vom Glutamat 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 erhöhten Spiegel an Ammoniak im Blut (Hyperammonämie). - Häufige Krankheitszeichen: Irreversible Gehirnschädigung, Koma. -Es ist noch unklar, warum Ammoniak so toxisch ist. Möglicherweise wird sehr viel Glutamin (aus Glutamat und Ammoniak) gebildet, was toxische Effekte hervorruft. -Es gibt Strategien, einige Defekte des Harstoffzyklus auszugleichen: Bsp: Argininosuccnase-Mangel Carbamoylphosphat-Synthase-Mangel Ornithin-Transcarbamoylase-Mangel

Argininosuccinase- Mangel Ornithin-Transcarb- amoylase-Mangel Carbamoylphosphat- Synthetase-Mangel

(+wenig Protein in Nahrung) Behandlung einer Argininosuccinase-Defizienz Überschuss an Arginin in Nahrung (+wenig Protein in Nahrung) Argininosuccinase- Mangel Kann ausgeschieden werden!! (Übernimmt die Rolle des Harnstoffs)

Harnstoffdefekte II Argininosuccinase- Mangel Ornithin-Transcarb- amoylase-Mangel Carbamoylphosphat- Synthetase-Mangel Führt zum Überschuss an Gylcin und Glutamin

Zwei Wege überschüssige As aus dem Körper zu entfernen

Entsorgung von überschüssigem Stickstoff -die meisten terrestrischen Wirbeltieretiere sind ureolytisch. -viele aquatische Tiere (Vertebraten und Invertebraten) können Ammoniak direkt an die wässrige Umgebung abgeben (ammoniotelische Tiere). -Vögel und Reptilien scheiden Stickstoff häufig in Form von Harnsäure aus (uricotelische Organismen)

Der Abbau des Kohlenstoffgerüsts der AS - Ziel dieser Abbauwege ist es, das Kohlenstoffgerüst der desaminierten Aminosäuren in Stoffwechselprodukte umzuwandeln, die zur Synthese von 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, a-Ketoglutarat, Fumarat und Oxalacetat. -AS die zu Acetly-CoA und Acetacetyl-CoA abgebaut werden sind ketogene AS (zur Herstellung von Ketokörpern und Fettsäuren geeignet). -As die zu Pyruvat, Succinyl-CoA, a-Ketoglutarat, Fumarat oder OAA abgebaut werden, heiße glucogene AS (eine Nettosynthese von Glucose ist aus diesen Verbindungen möglich).

Die glucogenen und ketogenen Aminosäuren vollständig Ketogen die anaplerotische Reaktion

4 kleine As werden zu Pyruvat umgebaut

a-Ketoglutarat als Eintrittsstelle in den Citratzyklus

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 verbreiteter Methylgruppendonor

Genug vom Aminosäureabbau...

Der Glykogenstoffwechsel -Glucose wird im Körper als Glycogen gespeichert. Aus diesem Speicher muss kontrolliert die Glucose bei Bedarf freigesetzt werden. (der Glycogenspeicher ist der Puffer für die Aufrechterhaltung des Blut-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 ist auch a-1,6 verknüpft

Die Glycogenspeicher sind in der Leber und im Skelettmuskel

Ein erster Überblick 1. Schritt: Freisetzung 2. Schritt: Umformung Einschleusen in den Stoffwechsel

Der erste Schritt: Die Freisetzung von Glucose aus 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 Glucose unter ATP-Verbrauch notwendig machen würde.

Die Glycogen-Phosphorylase: Ein PLP-abhängiges Enzym Wasser muss ausgeschlossen werden, um eine Hydrolyse zu vermeiden Das Phosphat zur Spaltung Das Enzym ist prozessiv, kann also mehrere Spaltungen machen, ohne sich vom Glycogen zu lösen.

Wie bei den Transaminasen: ein PLP im aktiven Zentrum Bei der Phosphorylase- Reakion ist das Phophat des PLPs beteiligt! (als Protonen-Acceptor und Donor) (Vorstufe: Vitamin B6)

Der Phosphorylasemechanismus a-1,4-Bindung Basekat. Säurekat.

Das Problem mit den Verzweigungsstellen -2 Enzyme machen das „debranching“