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Aminosäurestoffwechsel

Version vom 8. April 2006, 21:29 Uhr von Emrah Hircin (Diskussion | Beiträge)

1 Definition

Der Aminosäurenstoffwechsel umfasst die biochemischen Vorgänge bei Synthese, Abbau und Umwandlung von Aminosäuren.

2 Aufbau und Klassifikation von Aminosäuren

Aminosäuren sind Carbonsäuren, an deren Alpha-Kohlenstoffatom eine Aminogruppe sitzt.

Aminosäuren können dementsprechend nach folgenden Kriterien eingeteilt werden:

  • nach der Art ihrer Seitenkette
  • proteinogen oder nicht
  • essentiell oder nicht
  • glucogen oder ketogen

Weitere Informationen: Aminosäure

3 Bildung und Abbau von nichtessentiellen Aminosäuren

Die Bildung nichtessentieller Aminosäuren findet in der Leber statt und benötigt dafür Alpha-Ketosäuren, die aus Fettsäuren mittels der Beta-Oxidation bereitgestellt werden. Eine wichtige Rolle spielt bei diesem Vorgang das Coenzym Pyridoxalphosphat (PALP), das ein Derivat des Vitamin B6 ist.

Generell liegt dabei folgender Reaktionsmechanismus vor:

  • Die Aldehydgruppe des PALP bildet mit der Aminogruppe der Säure unter Wasserabspaltung eine Schiff-Base, die durch eine kationische Gruppe im aktiven Zentrum des Enzyms stabilisiert ist
  • Danach erfolgt durch die elektrophile Wirkung des Stickstoffs im Pyridinring des PALP und der kationischen Gruppe die Bildung einer Ketiminformation, die jedoch nicht stabil ist und daher umgewandelt wird: Entweder findet eine Transaminierung oder eine Desaminierung statt.

4 Transaminierungsreaktionen

Bei der Transaminierung erfolgt im zweiten Schritt der Reaktion der Zerfall der Ketiminformation, wobei unter Wiederaufnahme des Wassers eine Alpha-Ketosäure entsteht, während die Aminogruppe beim PALP verbleibt, das nun den Namen Pyridoxaminphosphat (PAMP) erhält.

PAMP reagiert nun mit einer anderen Alpha-Ketosäure und bildet unter erneuter Wasserabspaltung die Ketiminformation, die unter Wiederaufnahme des Wassers zu einer neuen Aminosäure und PALP zerfällt.

Die Transaminierungsreaktionen erfolgen unter enzymatischer Katalyse der Transaminasen Aspartat-Aminotransferase (AST) und Alanin-Aminotransferase (ALT).

Die Reaktionen sind reversibel, die Reaktionsrichtung wird durch den Bedarf an Reaktionsprodukten gesteuert. Die Enzyme kommen als Isoformen vor, die sowohl im Mitochondrium der Hepatozyten, als auch im Zytosol lokalisiert sind und unterschiedlichen Steuerungsmechanismen unterliegen. Klinisch bedeutsam ist, dass bei einem Leberschaden die beiden Enzyme aus den zerstörten Zellen ins Blut austreten und daher zu diagnostischen Zwecken genutzt werden können (weiteres Vorkommen im Myokard und im Gehirn).

5 Desaminierungsreaktionen

Bei einer Desaminierungsreaktion wird die Aminogruppe der betreffenden Aminosäure abgespalten und in Form von Ammoniak weiterverwendet. Ammoniak ist für die pH-Regulation des Blutes von essentieller Bedeutung, entfaltet jedoch schon in geringer Konzentration toxische Wirkungen am Gehirn und wird daher in der Leber zu Harnstoff verstoffwechselt und ausgeschieden. Es wird auch direkt aus dem Colon aufgenommen, in dem es von der Darmflora durch Harnstoffabbau erzeugt wird.

6 Quellen

  1. Löffler, Petrides (Hrsg.): Biochemie und Pathobiochemie; Berlin, Heidelberg, New York 20037; S. 465-467, 470, 472, 473, 475, 481, 483, 484, 505, 506, 573, 574, 922, 923

Fachgebiete: Biochemie

Diese Seite wurde zuletzt am 12. Januar 2020 um 22:44 Uhr bearbeitet.

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