Amino asitlerin önemli fonksiyonları: Histidin

PROTEİN VE AMİNO ASİT
METABOLİZMASI IX
Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK
ADÜTF Biyokimya AD
2006
1
Histidinin fonksiyonları
• Histidin, birçok proteinde %1-2 oranında ve
hemoglobinde %10 oranında bulunur
2
Histidin,
• -alanin ile kaslarda bulunan karnozin (alanilhistidin) ve anserin (-alanilmetilhistidin) dipeptitlerini oluşturur.
3
• Eritrosit, beyin ve karaciğerde bulunan
ergotionin, histidinin –SH türevidir.
• Histidin, memeli dokularında histidin
dekarboksilaz etkisiyle dekarboksile olur ve
histamin oluşturur.
4
Histamin, bağırsaklar ve bronşların düz kaslarındaki H1
reseptörlerine bağlanarak kasılmaya ve midede H2
reseptörlerine bağlanarak mide salgısının artmasına yol
açar, beyinde bazı sinirlerin nörotransmitteri olarak
görev yapar, aşırı salıverilmesi allerjik olaylarda uyarıcı
etki yapmaktadır.
5
Histidin,
• bir dizi reaksiyondan sonra
formiminoglutamik asit (FİGLU) ve
glutamat üzerinden -ketoglutarata dönüşür
6
Histidin metabolizması bozuklukları:
1) Histidinemi: Histidaz eksikliğine bağlı kalıtsal
bir hastalıktır. Plazmada ve idrarda histidin miktarı
artar. Histidinin transaminasyonuyla oluşan
imidazolpirüvik asit ve imidazolasetik asit gibi
metabolitleri idrarla atılır. En önemli belirtisi
çocuklukta görülen konuşma kusurlarıdır.
2) FİGLU atılımı: Folat eksikliğinde ve
glutamat-formimino transferaz eksikliğinde
idrarla FİGLU (N5-formiminoglutamat) atılımı
artar. B12 vitamini eksikliğinde de folat, N5metiltetrahidrofolat şeklinde kalıp FH4 şekline
dönüşemez ve sonuçta FİGLU atılımı artar.
7
Prolinin fonksiyonları
• Prolin, organizmada glutamattan glutamat
γ-semialdehit üzerinden sentezlenir.
proteinlerin yapısına katılır, en çok
prolaminlerin yapısında bulunur
8
Prolin,
• kollajenin yapısına katıldıktan sonra prolil
hidroksilaz tarafından hidroksilasyona
uğratılır ve 4-hidroksiprolin oluşur
9
Prolin ve hidroksiprolin, kollajen yapısında
yer alan en önemli amino asitlerdir.
10
Prolin,
• bir dizi reaksiyondan
sonra glutamat
üzerinden ketoglutarata dönüşür.
• Hidroksiprolin de
proline benzer şekilde
katabolize olur.
11
Prolin ve hidroksiprolin metabolizma bozuklukları:
1) Hiperprolinemi: Kan ve idrarda prolin düzeyleri
artmaktadır. Tip I hiperprolinemide prolin oksidaz, tip
II hiperprolinemide ise Δ‘-prolin-5-karboksilat
dehidrojenaz enzimleri eksiktir. Tip I hiperprolinemide
böbrek hasarı görülür ve her iki tipte zeka geriliği
bulunur.
2) Hidroksiprolinemi: Hidroksiprolin oksidaz
eksikliğine bağlı olarak ortaya çıkar. Prolin,
hidroksiprolin ile birlikte glisinin renal
reabsorpsiyonları bozulur. Zeka geriliği ve hematüri
başlıca klinik belirtilerdir.
12
Fenilalanin ve tirozinin
fonksiyonları
• Fenilalanin ve tirozin, doku proteinlerinin
yapısına katılırlar.
13
Fenilalanin,
• özellikle karaciğerde, fenilalanin hidroksilazın
katalitik etkisiyle fenil halkasına hidroksil grubu
eklenmesiyle irreversibl olarak tirozine dönüşür
14
• Fenilalanin katabolizmasında daha az kullanılan
transaminasyon yolu ile fenilpirüvat ve sonra
fenillaktat veya fenilasetat oluşur. Fenilasetat da
insanda glutamin ile birleşerek idrarla atılan
fenilasetilglutamini oluşturmaktadır.
15
• Tirozinin 3,4dihidroksifenilalanine
(DOPA)
hidroksilasyonu ile
başlatılan bir dizi
tepkime sonunda nöral
ve adrenal hücrelerde
katekolaminler;
melanositlerde ise deri,
saç ve gözün
kahverengi-siyah
pigmenti melanin
sentez edilmektedir.
16
Tirozin,
• az kullanılan bir yol ile kan basıncını
arttırıcı etkisi olan tiramine dekarboksile
olmaktadır.
17
Tirozin,
• tiroglobulindeki tirozin kalıntılarının iyodinasyonu
ile sentez edilen tiroid hormonlarının öncülü
olarak görev yapmaktadır.
18
• Tirozinin
karaciğerde
gerçekleşen en çok
kullanılan
katabolizma yolunda,
homogentisik asit
üzerinden fumarik
asit ve asetoasetik
asit oluşur.
19
Fenilalanin ve tirozin metabolizması
bozuklukları:
1) Fenilketonüri (PKU)
2) Geçici neonatal hiperfenilalaninemi
3) Tirozinemiler
4) Alkaptonüri
5) Albinizm
20
Fenilketonüri (PKU):
Genellikle fenilalanin hidroksilaz eksikliğine
bağlı olmakla birlikte daha nadir olarak
tetrahidrobiopterin kofaktörünün veya bunun
indirgenöiş durumda kalmasını sağlayan
dihidrobiopterin redüktaz eksikliklerine bağlı
olarak ortaya çıkmaktadır.
Amino asit metabolizmasının en sık
karşılaşılan kalıtsal hastalığıdır; otozomal
resessif taşınır.
21
Fenilketonüri (PKU)de;
Fenilalanin hidroksilaz kusuru, Tip I’de (klasik
PKU) tam, Tip II ve III’te kısmidir.
Tüm vücut sıvılarında fenilalanin birikir.
Fenilalanin ve metabolitlerinin birikimi, hayatın
erken evrelerinde beyin gelişimini bozarak zeka
geriliğine yol açmaktadır.
İdrar ile büyük miktarda fenilpirüvat, fenillaktat,
fenilasetat, fenilasetilglutamin atılır. bazı
bebeklerin idrar ve terlerinde karakteristik küf
22
kokusu olmaktadır
Geçici neonatal hiperfenilalaninemi:
Fenilalanin hidroksilaz enzim sisteminin
karaciğer olgunlaşmasının gecikmesine bağlı
olarak ortaya çıkar.
23
Tirozinemiler:
Karaciğer sitozolik tirozin aminotransferaz
(tirozin transaminaz) eksikliğine bağlı olarak
otozomal resessif kalıtımlı, göz ve deri
lezyonları ve zeka geriliği ile karakterize tip II
tirozinemi ortaya çıkar.
Tip I hepatorenal tirozineminin
fumarilasetoasetat hidroksilaz eksikliğine bağlı
olduğu sanılmaktadır.
Geçici bir durum olan neonatal tirozineminin, phidroksifenilpirüvat oksidaz eksikliği sonucu
ortaya çıktığı düşünülmektedir.
24
Alkaptonüri:
Homogentizik asit oksidaz eksikliğine bağlı
olarak ortaya çıkar. İlk defa tanımlanan
doğuştan metabolizma bozukluğudur.
25
Alkaptonüride kanda homogentizik asit
birikir ve idrarla atılır.
İdrarla atılan homogentizik asit,
bekletildiğinde oksidasyon ve polimerizasyon
sonucu koyu renkli melanine benzeyen bir
pigment oluşturur ve idrar rengi esmerleşir.
Hastalığın geç evrelerinde oksitlenmiş
homogentizik asidin, kıkırdak, kemikler ve
diğer organlarda depolanması sonucu görülen
yaygın pigmentasyona okronozis denir.
26
Albinizm:
Melanin sentezindeki kalıtımsal hatalara bağlı olarak
ortaya çıkar. Yaygın, deriye veya göze lokalize
olabilir.
27
Triptofanın fonksiyonları
• Triptofan, doku proteinlerinin yapısına
katılır
• 5-hidroksitriptamin (serotonin)’in ön
maddesidir
28
Serotonin,
gastrointestinal
kanalın argantofil
hücrelerinde,
karaciğerde,
böbrekte, beyinde,
dalakta ve akciğerde
sentez edilir.
Serotonin sentezi,
karsinoid tümörlerde
büyük ölçüde artar.
29
Triptofan,
• memeli böbreği ve karaciğerinde triptamine
dekarboksile olabilir
• koli basillerinin triptofanaz enzimi etkisiyle
oksidatif deaminasyona uğratılarak indolpirüvata
dönüştürülür.
30
Triptofan,
• kinürenin üzerinden yıkılarak formik asit, alanin,
ksantürenik asit, nikotinik asit, -ketoadipik asit,
glutaril-CoA, asetil-CoA gibi bir dizi ara ürünler
ve yan ürünler oluşturur.
31
Triptofan metabolizması bozukluğu:
Hartnup hastalığı: Triptofan ve diğer nötral amino
asitlerin renal tübüler ve intestinal taşınmalarındaki
kusurlar sonucu ortaya çıkar. Otozomal resessif
kalıtılır. Hastalığın laboratuvar bulguları arasında
genel bir nötral amino asidüri, emilemeyen
triptofandan bakteriyel etki ile oluşan indoller ve
serotonin atılımında artış bulunmaktadır. Pellegra
tipi deri döküntüleri, nörolojik belirtiler, serebellar
ataksi, psikolojik bozuklukların yanı sıra zeka
geriliği de görülür.
32