प्रस्तावना

प्रोटीन हमारे ग्रह पर ज्ञात सभी जीवों के जीवन का आधार हैं। ये जटिल कार्बनिक अणु होते हैं जिनका आणविक भार बड़ा होता है और ये अमीनो एसिड से युक्त बायोपॉलिमर होते हैं। सेल बायोपॉलिमर में न्यूक्लिक एसिड - डीएनए और आरएनए भी शामिल हैं, जो न्यूक्लियोटाइड के पोलीमराइजेशन का परिणाम हैं।

प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के चयापचय में क्रमशः अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड के संरचनात्मक घटकों से उनका संश्लेषण शामिल होता है, और संकेतित मोनोमर्स में अपघटन होता है, इसके बाद अपचय के अंतिम उत्पादों में उनका क्षरण होता है - सीओ 2, एच 2 ओ, एनएच 3, यूरिक एसिड और अन्य।

ये प्रक्रियाएँ रासायनिक रूप से जटिल हैं और व्यावहारिक रूप से कोई वैकल्पिक बाईपास मार्ग नहीं हैं जो चयापचय संबंधी विकार होने पर सामान्य रूप से कार्य कर सकें। ज्ञात वंशानुगत और अधिग्रहित रोग हैं, जिनका आणविक आधार अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड के चयापचय में परिवर्तन है। उनमें से कुछ में गंभीर नैदानिक ​​​​अभिव्यक्तियाँ हैं, लेकिन, दुर्भाग्य से, उनके लिए वर्तमान में कोई प्रभावी उपचार नहीं हैं। हम गाउट, लेस्च-निहान सिंड्रोम, अमीनो एसिड चयापचय के एंजाइमोपैथी जैसी बीमारियों के बारे में बात कर रहे हैं। इस संबंध में, एक डॉक्टर के व्यावहारिक कार्य में आवश्यक सैद्धांतिक ज्ञान के शस्त्रागार के निर्माण के लिए अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड के सामान्य चयापचय और उनके संभावित विकारों का विस्तृत अध्ययन बहुत महत्वपूर्ण है।

व्याख्यान नोट्स "अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड का चयापचय" लिखते समय, लेखकों ने खुद को अमीनो एसिड और न्यूक्लियोटाइड की सभी रासायनिक प्रक्रियाओं और परिवर्तनों का विस्तार से वर्णन करने का कार्य निर्धारित नहीं किया, जो एक जिज्ञासु छात्र किसी भी जैव रसायन पाठ्यपुस्तक में पा सकता है। मुख्य कार्य सामग्री को इस तरह प्रस्तुत करना था कि जटिल जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को आसानी से, सुलभ, समझने योग्य, मुख्य बात पर प्रकाश डाला जा सके। "मजबूत" छात्रों के लिए, व्याख्यान सामग्री जैव रासायनिक परिवर्तनों के बाद के अधिक गहन अध्ययन के लिए एक प्रारंभिक बिंदु बन सकती है। उन लोगों के लिए जिनके लिए जैव रसायन एक पसंदीदा विषय नहीं बन गया है, व्याख्यान नैदानिक ​​​​विषयों का अध्ययन करते समय आवश्यक जैव रासायनिक ज्ञान का आधार बनाने में मदद करेंगे। लेखक आशा व्यक्त करते हैं कि प्रस्तावित व्याख्यान नोट्स छात्रों के लिए उनके भविष्य के पेशे की राह पर एक अच्छे सहायक बनेंगे।

विषय। अमीनो एसिड चयापचय: ​​सामान्य चयापचय मार्ग। यूरिया संश्लेषण
योजना

1 ऊतकों में अमीनो एसिड के परिवर्तन के लिए मार्ग।

2 अमीनो एसिड का संक्रमण।

3 अमीनो एसिड का डीमिनेशन। अप्रत्यक्ष डीमिनेशन.

5 अमोनिया विनिमय. यूरिया का जैवसंश्लेषण. कुछ नैदानिक ​​पहलू.
1 ऊतकों में अमीनो एसिड के परिवर्तन के लिए मार्ग

अमीनो एसिड स्तनधारी शरीर के लिए नाइट्रोजन का मुख्य स्रोत हैं। वे नाइट्रोजन युक्त पदार्थों, मुख्य रूप से प्रोटीन के संश्लेषण और टूटने की प्रक्रियाओं के बीच एक कड़ी हैं। मानव शरीर में प्रतिदिन 400 ग्राम तक प्रोटीन का नवीनीकरण होता है। सामान्यतः मानव शरीर में सभी प्रोटीनों की क्षय अवधि 80 दिन होती है। प्रोटीन अमीनो एसिड का एक चौथाई (लगभग 100 ग्राम) अपरिवर्तनीय रूप से विघटित हो जाता है। यह भाग आहार अमीनो एसिड और अंतर्जात संश्लेषण के कारण नवीनीकृत होता है - गैर-आवश्यक अमीनो एसिड का संश्लेषण।

कोशिकाओं में अमीनो एसिड का एक निश्चित स्थिर स्तर लगातार बना रहता है - मुक्त अमीनो एसिड का एक कोष (पूल)। इस निधि को अमीनो एसिड की आपूर्ति द्वारा नवीनीकृत किया जाता है और इसका उपयोग कोशिका के जैविक रूप से महत्वपूर्ण रासायनिक घटकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है, अर्थात। पहचान कर सकते है प्रवेश और उपयोग के मार्ग अमीनो एसिड का सेलुलर पूल.

प्रवेश मार्गमुक्त अमीनो एसिड कोशिका में अमीनो एसिड पूल बनाते हैं:

1 बाह्यकोशिकीय द्रव से अमीनो एसिड का परिवहन- अमीनो एसिड का परिवहन होता है, जो खाद्य प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के बाद आंत में अवशोषित हो जाते हैं।

2 गैर-आवश्यक अमीनो एसिड का संश्लेषण- अमीनो एसिड को ग्लूकोज ऑक्सीकरण और साइट्रिक एसिड चक्र के मध्यवर्ती उत्पादों से कोशिका में संश्लेषित किया जा सकता है। आवश्यक अमीनो एसिड में शामिल हैं: एलेनिन, एसपारटिक एसिड, शतावरी, ग्लूटामिक एसिड, ग्लूटामाइन, प्रोलाइन, ग्लाइसिन, सेरीन।

1. 
   इंट्रासेल्युलर प्रोटीन हाइड्रोलिसिस- यह अमीनो एसिड की आपूर्ति का मुख्य मार्ग है। ऊतक प्रोटीन का हाइड्रोलाइटिक दरार लाइसोसोमल प्रोटीज द्वारा उत्प्रेरित होता है। उपवास, कैंसर तथा संक्रामक रोगों से यह प्रक्रिया तीव्र हो जाती है।

उपयोग करने के तरीकेअमीनो एसिड फंड:

1) प्रोटीन और पेप्टाइड्स का संश्लेषण- यह अमीनो एसिड की खपत का मुख्य मार्ग है - कोशिका के 75-80% अमीनो एसिड उनके संश्लेषण में जाते हैं।

2) गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का संश्लेषण:

प्यूरीन और पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड;

पोर्फिरिनोव;

क्रिएटिन;

मेलेनिन;

कुछ विटामिन और कोएंजाइम (एनएडी, सीओए, फोलिक एसिड);

बायोजेनिक एमाइन (हिस्टामाइन, सेरोटोनिन);

हार्मोन (एड्रेनालाईन, थायरोक्सिन, ट्राईआयोडोथायरोनिन);

मध्यस्थ (नॉरपेनेफ्रिन, एसिटाइलकोलाइन, जीएबीए)।

3) ग्लूकोज संश्लेषणग्लाइकोजेनिक अमीनो एसिड (ग्लूकोनियोजेनेसिस) के कार्बन कंकाल का उपयोग करना।

4) सी लिपिड संश्लेषणकेटोजेनिक अमीनो एसिड के कार्बन कंकाल के एसिटाइल अवशेषों का उपयोग करना।

5) अंतिम चयापचय उत्पादों का ऑक्सीकरण (CO 2 , एच 2 ओ, एनएच 3) सेल को ऊर्जा प्रदान करने के तरीकों में से एक है - कुल ऊर्जा जरूरतों का 10% तक। सभी अमीनो एसिड जो प्रोटीन और अन्य शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण यौगिकों के संश्लेषण में उपयोग नहीं किए जाते हैं, टूटने के अधीन हैं।

अमीनो एसिड चयापचय के लिए सामान्य और विशिष्ट मार्ग हैं। अमीनो एसिड अपचय के सामान्य मार्गों में शामिल हैं:

1) संक्रमण;

2) डीमिनेशन;

1. 
   डीकार्बाक्सिलेशन

2 अमीनो एसिड का संक्रमण
संक्रमणअमीनो एसिड - अमीनो एसिड के डीमिनेशन का मुख्य मार्ग, जो मुक्त एनएच 3 के गठन के बिना होता है। यह एक अमीनो एसिड से -कीटो एसिड में NH 2 समूह के स्थानांतरण की एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया की खोज ए.ई. ने की थी। ब्राउनस्टीन और एम.बी. क्रिट्ज़मैन (1937)।

थ्रेओनीन, लाइसिन, प्रोलाइन और हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन को छोड़कर सभी अमीनो एसिड ट्रांसएमिनेशन में भाग ले सकते हैं।

सामान्य संक्रमण प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
कूह कूह कूह कूह

एचसी - एनएच 2 + सी = ओ  सी = ओ + एचसी - एनएच 2

आर 1 आर 2 आर 1 आर 2

एमिनो एसिड  -कीटो एसिड
इस प्रकार की प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने वाले एन्जाइम कहलाते हैं अमीनोट्रांस्फरेज़ (ट्रांसएमिनेस). एल-एमिनो एसिड के एमिनोट्रांस्फरेज़ मानव शरीर में कार्य करते हैं। प्रतिक्रिया में अमीनो समूह का स्वीकर्ता α-कीटो एसिड है - पाइरूवेट, ऑक्सालोएसीटेट, α-कीटो-ग्लूटारेट। सबसे आम एमिनोट्रांस्फरेज़ एएलटी (एलेनिन एमिनोट्रांस्फरेज़), एएसटी (एस्पार्टेट एमिनोट्रांस्फरेज़), और टायरोसिन एमिनोट्रांस्फरेज़ हैं।

ALT एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया नीचे प्रस्तुत की गई है:
कूह कूह कूह कूह

│ │ एएलएटी│ │

एचसीएनएच 2 + सी = ओ  सी=ओ+एचसीएनएच2

│ │ │ │

सीएच 3 सीएच 2 सीएच 3 सीएच 2

अला │ पीवीके │

- कीटोग्लूटारेट ग्लू

एएसटी एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रिया को योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
एएसपी + -कीटोग्लूटारेट  ऑक्सालोएसीटेट + ग्लू।
कोएंजाइम ट्रांसएमिनेस- पाइरिडोक्सल फॉस्फेट (बी 6) - एंजाइम के सक्रिय केंद्र का हिस्सा है। ट्रांसएमिनेशन की प्रक्रिया में, कोएंजाइम अमीनो समूह के वाहक के रूप में कार्य करता है, और दो कोएंजाइम रूपों PALP (पाइरिडॉक्सल-5-पीएच) और पीएएमएफ (पाइरिडोक्सामाइन-5-पीएच) का अंतःरूपांतरण होता है:

एनएच 2 - समूह

PALF  PAMF.

एनएच 2 - समूह
संक्रमण यकृत में सक्रिय रूप से होता है। यह आपको रक्त में किसी भी अमीनो एसिड की एकाग्रता को विनियमित करने की अनुमति देता है, जिसमें भोजन के साथ प्राप्त होने वाले (ट्रे, लिस, प्रो के अपवाद के साथ) शामिल हैं। इसके लिए धन्यवाद, अमीनो एसिड का इष्टतम मिश्रण रक्त के साथ सभी अंगों में स्थानांतरित हो जाता है।

कई मामलों में, अमीनो एसिड संक्रमण का उल्लंघन हो सकता है:

1) हाइपोविटामिनोसिस बी 6 के साथ;

2) ट्रांसमियाज़ प्रतिपक्षी के साथ तपेदिक के उपचार में - फ़िवाज़ाइड और इसके एनालॉग्स;

3) भुखमरी, सिरोसिस और यकृत के स्टीटोसिस के साथ, ट्रांसएमिनेस के प्रोटीन भाग के संश्लेषण की कमी होती है।

निदान के लिए रक्त प्लाज्मा में एमिनोट्रांस्फरेज़ गतिविधि का निर्धारण महत्वपूर्ण है। पैथोलॉजिकल स्थितियों में, किसी विशेष अंग में साइटोलिसिस बढ़ जाता है, जिसके साथ रक्त में इन एंजाइमों की गतिविधि में वृद्धि होती है।

अलग-अलग ट्रांसएमिनेस अलग-अलग ऊतकों में असमान मात्रा में पाए जाते हैं। एएसटी कार्डियोमायोसाइट्स, यकृत, कंकाल की मांसपेशियों, गुर्दे और अग्न्याशय में अधिक प्रचुर मात्रा में है। एएलटी लीवर में रिकॉर्ड मात्रा में और कुछ हद तक अग्न्याशय, मायोकार्डियम और कंकाल की मांसपेशियों में पाया जाता है। नतीजतन, रक्त में एएसटी गतिविधि में वृद्धि मायोकार्डियल रोधगलन (एमआई) की अधिक विशेषता है, और एएलटी गतिविधि में वृद्धि हेपेटोसाइट्स में साइटोलिसिस का संकेत दे सकती है। इस प्रकार, रक्त में तीव्र संक्रामक हेपेटाइटिस में, AlAT > AST की गतिविधि; लेकिन लीवर सिरोसिस में - AST > AlAT. एमआई के साथ एएलटी गतिविधि में थोड़ी वृद्धि भी होती है। इसलिए, एक साथ दो ट्रांसएमिनेस की गतिविधि का निर्धारण करना एक महत्वपूर्ण नैदानिक ​​​​परीक्षण है। आम तौर पर, AST/AlAT (डी रिटिस गुणांक) का गतिविधि अनुपात 1.330.42 है। एमआई के मामले में, इस गुणांक का मूल्य तेजी से बढ़ता है; संक्रामक हेपेटाइटिस वाले रोगियों में, इसके विपरीत, यह संकेतक कम हो जाता है।
3 अमीनो एसिड का डीमिनेशन। अप्रत्यक्ष डीमिनेशन

यह प्रक्रिया ट्रांसएमिनेशन से निकटता से संबंधित है ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन, जिसके परिणामस्वरूप NH 2 समूह NH 3, H 2 O और -कीटो एसिड के निर्माण के साथ समाप्त हो जाता है। अमीनो एसिड का विघटन सबसे अधिक सक्रिय रूप से यकृत और गुर्दे में होता है।

यह प्रक्रिया एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती है ऑक्सीडेसवे हैं फ्लेवोप्रोटीन। एल- और डी-एमिनो एसिड ऑक्सीडेस हैं। एल-एमिनो एसिड के ऑक्सीडेस एफएमएन-निर्भर हैं, डी-एमिनो एसिड एफएडी-निर्भर हैं।

एल-अमीनो एसिड के ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन की प्रतिक्रिया को योजनाबद्ध रूप से निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
एफएमडी एफएमएन एच + एच 2 ओ एनएच 3

एल-एकेएल-इमिनो एसिड  -कीटो एसिड.

मानव शरीर में अमीनो एसिड ऑक्सीडेज की गतिविधि बेहद कम होती है।

एल-ग्लूटामिक एसिड का सबसे सक्रिय ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन कोशिकाओं में होता है:

एनएडी एनएडीएच + एच 2 ओ

एल-ग्लूटामेट एल-इमिनोग्लूटारेट -KG + NH 3।

1 2
1 - ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज(एनएडी+ और एनएडीपी+ दोनों का उपयोग कर सकते हैं);

2 - यह अवस्था होती है गैर-एंजाइमी.

योजनाबद्ध रूप से, सामान्य प्रतिक्रिया समीकरण (यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है):
एल-ग्लू + एनएडी + एच 2 ओ  -केजी + एनएडीएच एच + + एनएच 3

एल-ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज- एक एंजाइम जो इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जिसमें उच्च गतिविधि होती है और स्तनधारी ऊतकों में व्यापक रूप से वितरित होता है।

लिवर ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज एक नियामक एंजाइम है जो माइटोकॉन्ड्रिया में स्थानीयकृत होता है। इस एंजाइम की गतिविधि कोशिका की ऊर्जा स्थिति पर निर्भर करती है। ऊर्जा की कमी के साथ, प्रतिक्रिया α-ketoग्लूटारेट और NADH के निर्माण की दिशा में होती है। एच+, जो क्रमशः सीएलए और ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के लिए भेजे जाते हैं। परिणामस्वरूप, कोशिका में एटीपी संश्लेषण बढ़ जाता है। इसलिए, ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज के लिए, अवरोधक एटीपी, जीटीपी, एनएडीएच हैं, और उत्प्रेरक एडीपी है।

अधिकांश अमीनो एसिड किसके द्वारा विघटित होते हैं? अप्रत्यक्ष डीमिनेशन 2 प्रतिक्रियाओं को युग्मित करने की एक प्रक्रिया है:

1 ) ग्लूटामेट बनाने के लिए संक्रमण;

2 ) ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज प्रतिक्रिया.
अमीनो एसिड -KG NADH H+

एनएच 3 1 2 एनएच 3
-कीटोएसिड ग्लूटामेट एनएडी
इस मामले में, संक्रमण का जैविक अर्थ ( 1 ) इसमें सभी क्षयकारी अमीनो एसिड के अमीनो समूहों को एक प्रकार के अमीनो एसिड - ग्लूटामेट के रूप में एकत्रित करना शामिल है। इसके बाद, ग्लूटामिक एसिड को माइटोकॉन्ड्रिया में ले जाया जाता है, जहां यह ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज की क्रिया के तहत ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन से गुजरता है ( 2 ).

सबसे अधिक सक्रिय अप्रत्यक्ष डीमिनेशन यकृत में होता है। यहां परिणामी NH 3 उदासीनीकरण के लिए यूरिया चक्र में प्रवेश करता है।

ट्रांसएमिनेशन और अप्रत्यक्ष डीमिनेशन की संतुलन प्रक्रियाओं की दिशा काफी हद तक अमीनो एसिड और α-कीटो एसिड की उपस्थिति और एकाग्रता पर निर्भर करती है। अमीन नाइट्रोजन की अधिकता के साथ, अमीनो एसिड का संबंधित कीटो एसिड में रूपांतरण बढ़ जाता है, जिसके बाद उनका ऊर्जावान और प्लास्टिक उपयोग होता है।
4 अमीनो एसिड का डीकार्बाक्सिलेशन

यह कार्बोक्सिल समूह के उन्मूलन की प्रक्रिया है, जो एमाइन और सीओ 2 के निर्माण के साथ अमीनो एसिड की -स्थिति में स्थित है। अमीनो एसिड के डीकार्बाक्सिलेशन के परिणामस्वरूप, निम्नलिखित बनते हैं:

1. 
   बायोजेनिक एमाइन (हिस्टामाइन, डोपामाइन, टायरामाइन, -एमिनोब्यूट्रिक एसिड - GABA, आदि)।

उदाहरण के लिए:

यूएनएससीएच 2 एनएच 2

सीएचएनएच 2 सीओ 2 सीएच 2

सीएच 2 कूह

ग्लू गाबा

बायोजेनिक एमाइन बनाने के लिए अमीनो एसिड का डीकार्बाक्सिलेशन यकृत, मस्तिष्क और क्रोमैफिन ऊतक में सबसे अधिक सक्रिय रूप से होता है।

2) "आंतों में सड़ने वाले प्रोटीन" के उत्पाद, जो आंतों के माइक्रोफ्लोरा के प्रभाव में अमीनो एसिड के डीकार्बाक्सिलेशन का परिणाम हैं। अमीनो एसिड से जहरीले उत्पाद बनते हैं, उदाहरण के लिए:

-सीओ 2
लाइसिन कैडवेरिन

-सीओ 2

ऑर्निथिन पुट्रेसिन
कुल मिलाकर, मानव शरीर में 40 से अधिक विभिन्न अमीन बनते हैं। हाइपोक्सिया और भुखमरी के दौरान अमीनों का बढ़ा हुआ संश्लेषण देखा जाता है। कैटेकोलामाइन, हिस्टामाइन और सेरोटोनिन के संश्लेषण, रिलीज और निष्क्रियता में स्थानीय वृद्धि सूजन के फॉसी की विशेषता है।

आंतों, ब्रांकाई और अग्न्याशय में स्थित एपुडोसाइटिक मूल के घातक ट्यूमर, बड़ी मात्रा में सेरोटोनिन को संश्लेषित कर सकते हैं (इस उद्देश्य के लिए दैनिक ट्रिप्टोफैन आवश्यकता का 60% तक उपयोग करते हैं)।

बायोजेनिक एमाइन निष्क्रिय होते हैंऑक्सीडेटिव एफएडी-निर्भर एंजाइमों के प्रभाव में - मोनोमाइन ऑक्सीडेस (एमएओ)। ऐमाइन का एल्डिहाइड में ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन होता है।

आर-सीएच 2-एनएच 2 + एफएडी + एच 2 ओ  आर-सीएच + एनएच 3 + एफएडीएच 2
बायोजेनिक एमाइन के डीमिनेशन के उत्पाद - एल्डीहाइड– ऑक्सीकरण कार्बनिक अम्लों कोका उपयोग करके एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज।ये एसिड मूत्र में उत्सर्जित होते हैं या आगे ऑक्सीडेटिव गिरावट से गुजरते हैं। इसके अलावा, कैटेचोल-ओ-मिथाइलट्रांसफेरेज़ कैटेकोलामाइन के क्षरण में भाग लेता है।
कुछ नैदानिक ​​पहलू

एमएओ नाकाबंदी की स्थितियों में (एंटीडिपेंटेंट्स के साथ चिकित्सा के दौरान), अमाइन को नष्ट करने की क्षमता कम हो जाती है। इस मामले में, शरीर अमीनों के प्रभाव के प्रति संवेदनशील हो सकता है। उदाहरण के लिए, पनीर खाना और कुछ प्रकार की रेड वाइन पीना, जिनमें भरपूर मात्रा होती है tyramineएमएओ अवरोधकों के साथ उपचार के दौरान उच्च रक्तचाप होता है।

थायराइड हार्मोन की अधिकता से MAO गतिविधि में कमी देखी जाती है।

विटामिन बी1 की कमी से MAO गतिविधि में वृद्धि हो सकती है, क्योंकि बी 1 चयापचय के उत्पादों में से एक एमएओ अवरोधक है।
5 अमोनिया विनिमय. यूरिया का जैवसंश्लेषण. कुछ नैदानिक ​​पहलू

अमोनिया नाइट्रोजन युक्त पदार्थों के चयापचय के अंतिम उत्पादों में से एक है। यह रक्त सीरम के अवशिष्ट नाइट्रोजन अंश (यूरिया, यूरिक एसिड, क्रिएटिनिन, इंडिकैन के साथ) का एक घटक है। रक्त में अमोनिया की सांद्रता कम है - 25-40 μmol/l। अधिक सांद्रता में इसका शरीर पर विषैला प्रभाव पड़ता है।

अमोनिया विषैला होता है, मुख्य रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के लिए। अमोनिया की विषाक्तता केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के कामकाज को बाधित करने की क्षमता से जुड़ी है, क्योंकि NH 3 सीएलसी से -कीटोग्लूटारेट को हटाता है:
–KG + NH 3 + NADH। एच +  ग्लू + एनएडी + + एच 2 ओ।
अंततः रिडक्टिव एमिनेशन-कीटो-ग्लूटारेट केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की कोशिकाओं में सीएलए की गतिविधि को कम कर देता है, जो बदले में, एरोबिक ग्लूकोज ऑक्सीकरण की गतिविधि को रोकता है। परिणामस्वरूप, ऊर्जा उत्पादन बाधित हो जाता है और हाइपोएनर्जेटिक अवस्था विकसित हो जाती है, क्योंकि ग्लूकोज मस्तिष्क के लिए ऊर्जा का मुख्य स्रोत है।
एन.एच. 3 निम्नलिखित प्रक्रियाओं के दौरान बनता है :

1) अमीनो एसिड का ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन - यह एनएच 3 के उत्पादन का मुख्य मार्ग है;

1. 
   बायोजेनिक एमाइन का डीमिनेशन;
2. 
   प्यूरीन बेस (एडेनिन, गुआनिन) का विखंडन;
3. 
   पिरिमिडीन न्यूक्लियोटाइड का अपचय।

मस्तिष्क में, एनएच 3 गठन का मुख्य स्रोत एएमपी का इनोसिन मोनोफॉस्फेट (आईएमपी) में विघटित होना है:

एएमपी + एच 2 ओ  छोटा सा भूत + एनएच 3।

इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने वाला एंजाइम है एडेनोसिन डेमिनमिनस।

अमोनिया को अमीनो एसिड के हिस्से के रूप में निष्क्रिय करने के लिए रक्त द्वारा यकृत और गुर्दे तक पहुंचाया जाता है, जिनमें से मुख्य हैं ग्लूटामाइन, शतावरी और एलानिन।

NH 3 का उदासीनीकरण इसके बनने के लगभग तुरंत बाद होता है, क्योंकि ऊतकों में यह तुरंत अमीनो एसिड, मुख्य रूप से ग्लूटामाइन की संरचना में शामिल हो जाता है। हालांकि, अमोनिया के आगे विषहरण और उन्मूलन के लिए, यकृत और गुर्दे में जैव रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं, जो एनएच 3 को निष्क्रिय करने के मुख्य मार्ग हैं।

निम्नलिखित प्रतिष्ठित हैं: निराकरण तंत्र एन.एच. 3 :

1 ) -कीटोग्लूटारेट का रिडक्टिव एमिनेशन;

2 ) अमीनो एसिड एमाइड्स का निर्माण - शतावरी और ग्लूटामाइन;

3 ) गुर्दे में अमोनियम लवण का निर्माण;

4 ) यूरिया संश्लेषण।

ऊतकों में, अमोनिया को तुरंत निष्प्रभावी किया जाना चाहिए। यह प्रक्रियाओं के संयोजन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है ( 1 ) और ( 2 ).

1. 
   रिडक्टिव एमिनेशन –कीटोग्लूटारेट:

एन.एच. 3 +  -केजी + एनएडीएच . एन +  ग्लू + एनएडी + एच 2 के बारे में।

एनजाइम - ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज
इस प्रक्रिया के लिए -KG की महत्वपूर्ण सांद्रता की आवश्यकता होती है। -KG के अधिक व्यय से बचने के लिए और केंद्रीय कक्ष का संचालन बाधित नहीं होता है, PVK  OA  -KG के रूपांतरण के कारण -KG की पूर्ति की जाती है।

2 ) अमाइड गठन- यह ऊतकों में एनएच 3 को ग्लू या एएसपी से बांधकर निष्क्रिय करने के लिए एक महत्वपूर्ण सहायक तंत्र है।

एएसपी + एटीपी +एन.एच. 3  एएसएन + एएमएफ + एफएफ एन

एनजाइम - शतावरी सिंथेज़

ग्लू + एटीपी +एन.एच. 3  जीएलएन + एएमपी + एफएफ एन

एंजाइम - ग्लूटामाइन सिंथेज़
यह प्रक्रिया केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, मांसपेशियों, गुर्दे और यकृत (एनएच 3 की आंतरिक एकाग्रता को बनाए रखने के लिए) में सबसे अधिक सक्रिय है। मुख्य रूप से glnमस्तिष्क, मांसपेशियों और अन्य ऊतकों से गैर विषैले एनएच 3 का परिवहन रूप है। ग्लूटामाइन आसानी से झिल्ली में प्रवेश कर जाता है क्योंकि शारीरिक pH मान पर इसका कोई आवेश नहीं होता है। शारीरिक गतिविधि के दौरान, एलानिन सक्रिय रूप से एनएच 3 को मांसपेशियों से यकृत तक पहुंचाता है। इसके अलावा, आंतों से बहने वाले रक्त में बड़ी मात्रा में एलानिन होता है। यह एलेनिन ग्लूकोनियोजेनेसिस के लिए यकृत में भी भेजा जाता है।

3 ) जीएलएन और एएसएन रक्तप्रवाह के माध्यम से गुर्दे में प्रवेश करते हैं, जहां वे विशेष एंजाइमों - ग्लूटामिनेज और एस्पेरेगिनेज की मदद से हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं, जो यकृत में भी पाए जाते हैं:

एएसएन + एच 2 ओ  एएसपी + एनएच 3।

Gln + H 2 O  ग्लू + NH 3।

गुर्दे की नलिकाओं में छोड़ा गया NH 3 निष्प्रभावी हो जाता है अमोनियम लवण का निर्माण,जो मूत्र में उत्सर्जित होते हैं:

एनएच 3 + एच + + सीएल -  एनएच 4 सीएल।

4 ) यूरिया संश्लेषण- अमोनिया को निष्क्रिय करने का यह मुख्य तरीका है। उत्सर्जित नाइट्रोजन का 80% भाग यूरिया है।

यूरिया निर्माण की प्रक्रिया यकृत में होती है और यह एक चक्रीय प्रक्रिया है जिसे "" कहा जाता है। ऑर्निथिन चक्र"(क्रेब्स-हेन्सेलिट चक्र)।

चक्र में दो अमीनो एसिड शामिल होते हैं जो प्रोटीन का हिस्सा नहीं हैं - ऑर्निथिन और सिट्रुललाइन, और दो प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड - आर्जिनिन और एस्परगिन।

इस प्रक्रिया में पाँच प्रतिक्रियाएँ शामिल हैं: पहली दो माइटोकॉन्ड्रिया में होती हैं, बाकी हेपेटोसाइट्स के साइटोसोल में होती हैं। कुछ यूरिया निर्माण एंजाइम मस्तिष्क, लाल रक्त कोशिकाओं और हृदय की मांसपेशियों में पाए जाते हैं, लेकिन एंजाइमों का पूरा सेट केवल यकृत में पाया जाता है।

І प्रतिक्रिया– कार्बामॉयल फॉस्फेट का संश्लेषण है:

सीओ 2 + एनएच 3 + 2एटीपी  एनएच 2-सीओ-पी + 2एडीपी + एफ एन।

एंजाइम - कार्बामॉयलफॉस्फेट सिंथेज़І (माइटोकॉन्ड्रियल)। इसमें कार्बामॉयल फॉस्फेट सिंथेज़ II (साइटोसोल में) भी होता है, जो पाइरीमिडीन न्यूक्लियोटाइड के संश्लेषण में शामिल होता है।

कार्बामॉयलफॉस्फेट सिंथेज़ I किसके लिए एक नियामक एंजाइम है उत्प्रेरकहै एन-एसिटाइल ग्लूटामेट.

ІІ प्रतिक्रिया- चक्रीय प्रक्रिया में कार्बामॉयल फॉस्फेट का समावेश। इस प्रतिक्रिया में, यह ऑर्निथिन के साथ संघनित होता है, जिसके परिणामस्वरूप सिट्रुललाइन का निर्माण होता है (प्रतिक्रिया माइटोकॉन्ड्रिया में भी होती है)।

तृतीयप्रतिक्रिया- आर्गिनिनोसुसिनेट का निर्माण। यह दूसरी प्रतिक्रिया है जो एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करती है।

चतुर्थप्रतिक्रिया- आर्गिनिन और फ्यूमरेट के निर्माण के साथ आर्गिनिनोसुसिनेट का विखंडन। उत्तरार्द्ध को केंद्रीय प्रयोगशाला में आपूर्ति की जा सकती है, जिससे उसका काम मजबूत होगा। वह। यह सीएलसी के लिए एनाप्लेरोटिक (पुनःपूर्ति) प्रतिक्रिया है।

वीप्रतिक्रिया -ऑर्निथिन पुनर्जनन साथ यूरिया का निर्माण.
यूरिया संश्लेषण योजना

CO 2 + NH 3 + 2ATP  कार्बामॉयल फॉस्फेट + 2ADP + Fn

1
एनएच 2-सीओ-एनएच 2

(यूरिया) ओर्निथिन

5 2

arginine Citrulline

4 3 एटीपी

फ्यूमरेट एएमपी

Argininosuccinataएफएफ एन

एंजाइम:

1 - कार्बामॉयलफॉस्फेट सिंथेज़;

2 - ऑर्निथिन कार्बामॉयलट्रांसफेरेज़;

3 - आर्गिनिनोसुसिनेट सिंथेज़;

4 - argininosuccinet lyase;

5 - arginase(मजबूत एंजाइम अवरोधक ऑर्निथिन और लाइसिन हैं, जो आर्जिनिन के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं, सक्रियकर्ता सीए 2+ और एमएन 2+ हैं)।

ऑर्निथिन, जो चक्र के दौरान बहाल होता है, एक नया यूरिया चक्र शुरू कर सकता है। अपनी भूमिका में, ऑर्निथिन सीएलसी में ऑक्सालोएसीटेट के समान है। एक चक्र को पूरा करने के लिए 3 एटीपी की आवश्यकता होती है, जिनका उपयोग पहली और तीसरी प्रतिक्रिया में किया जाता है।

ऑर्निथिन चक्र का सीएलसी से गहरा संबंध है।

योजनाबद्ध रूप से, रिश्ते को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:
2 एटीपी

ऑर्निटी-सीओ 2

नई केंद्रीय प्रयोगशाला

चक्र

फ्यूमरेट एटीपी

aspartate

यह क्रेब्स की "दो-पहिया साइकिल" है - दूसरे के उचित कामकाज के बिना एक भी पहिया "घूमने" में सक्षम नहीं है।

संश्लेषित यूरिया का उत्सर्जन गुर्दे द्वारा प्रदान किया जाता है। प्रतिदिन 20-35 ग्राम यूरिया निकलता है। नाइट्रोजन संतुलन बनाए रखने के लिए भोजन में प्रोटीन की मात्रा बदलने पर शरीर में यूरिया संश्लेषण की दर बदल जाती है:

भोजन के साथ प्रोटीन  चक्र एंजाइमों का संश्लेषण  यूरिया का संश्लेषण,

यदि  प्रोटीन अपचय  यूरिया संश्लेषण मात्रा

उत्सर्जित नाइट्रोजन.

उपवास और मधुमेह मेलेटस के दौरान प्रोटीन अपचय में वृद्धि और परिणामस्वरूप, यूरिया उत्सर्जन में वृद्धि देखी जाती है।

बिगड़ा हुआ यूरिया संश्लेषण के साथ होने वाले यकृत रोगों में, रक्त में अमोनिया की सांद्रता बढ़ जाती है (हाइपरमोनमिया) और, परिणामस्वरूप, यकृत कोमा विकसित होता है।

जेनेटिक यूरिया संश्लेषण एंजाइमों में दोष

चक्र के पांच एंजाइमों में से प्रत्येक की कमी के कारण जन्मजात चयापचय संबंधी विकार ज्ञात हैं।

जब यूरिया संश्लेषण बाधित होता है, तो रक्त में अमोनिया की सांद्रता में वृद्धि देखी जाती है - हाइपरअमोनमिया, जो एंजाइम 1 और 2 में दोष के साथ सबसे अधिक स्पष्ट होता है।

नैदानिक ​​लक्षण -ऑर्निथिन चक्र के सभी विकारों के लिए सामान्य: उल्टी (बच्चों में), प्रोटीन युक्त खाद्य पदार्थों से घृणा, आंदोलनों का बिगड़ा हुआ समन्वय, चिड़चिड़ापन, उनींदापन, मानसिक मंदता। कुछ मामलों में, मृत्यु जीवन के पहले महीनों के दौरान हो सकती है।

निदानउल्लंघन किए जाते हैं:

1) रक्त और मूत्र में अमोनिया और ऑर्निथिन चक्र के मध्यवर्ती उत्पादों की सांद्रता का निर्धारण करके;

2) यकृत बायोप्सी में एंजाइमों की गतिविधि का निर्धारण करके।

ऑर्निथिन चक्र के वंशानुगत एंजाइमोपैथी में शामिल हैं:

• 
  हाइपरअमोनमियाІ प्रकार – कार्बामॉयल-फॉस्फेट सिंथेज़ I की कमी (कुछ मामले, गंभीर हाइपरमोनमिया);
• 
  हाइपरअमोनमियाІІ प्रकार – ऑर्निथिन कार्बामॉयलट्रांसफेरेज़ की कमी (कई मामले)। रक्त, मस्तिष्कमेरु द्रव और मूत्र में, अमोनिया और ग्लूटामाइन की सांद्रता बढ़ जाती है। अमोनिया की सांद्रता में वृद्धि से ग्लूटामाइन सिंथेज़ की गतिविधि में वृद्धि होती है;
• 
  सिट्रुलिनमिया- आर्गिनिनोसुसिनेट सिंथेज़ का दोष (दुर्लभ रोग)। मूत्र में बड़ी मात्रा में सिट्रुलिन उत्सर्जित होता है, प्लाज्मा और मस्तिष्कमेरु द्रव में सिट्रुलिन की सांद्रता बढ़ जाती है;

• 
  आर्गिनिनोसुसिनेट एसिड्यूरिया– आर्जिनिन सक्सिनेट लाइसेज़ दोष (दुर्लभ रोग)। रक्त, मस्तिष्कमेरु द्रव और मूत्र में आर्गिनिनोसुसिनेट की सांद्रता बढ़ जाती है। यह बीमारी आमतौर पर जल्दी विकसित होती है और कम उम्र में ही घातक हो जाती है। इस बीमारी का निदान करने के लिए, मूत्र (पेपर क्रोमैटोग्राफी) और लाल रक्त कोशिकाओं (वैकल्पिक) में आर्गिनिनोसुसिनेट की उपस्थिति निर्धारित करें। प्रारंभिक निदान एमनियोसेंटेसिस द्वारा किया जाता है;
• 
  argininemia - आर्गिनेज दोष. रक्त और मस्तिष्कमेरु द्रव में आर्जिनिन की सांद्रता में वृद्धि होती है (लाल रक्त कोशिकाओं में आर्गिनेज गतिविधि कम होती है)। यदि रोगी को कम-प्रोटीन आहार पर स्विच किया जाता है, तो रक्त में अमोनिया की सांद्रता कम हो जाती है।

व्याख्यान 2

विषय। विशिष्ट चयापचय मार्ग

अमीनो एसिड और चक्रीय अमीनो एसिड।

वंशानुगत एंजाइमोपैथी

अमीनो एसिड चयापचय
योजना

1 नाइट्रोजन मुक्त अमीनो एसिड कंकाल के चयापचय मार्ग। ग्लाइकोजेनिक और केटोजेनिक अमीनो एसिड।

2 ग्लाइसिन और सेरीन का चयापचय।

3 सल्फर युक्त अमीनो एसिड का चयापचय। क्रिएटिन संश्लेषण.

4 शाखित श्रृंखला अमीनो एसिड का चयापचय।

5 चक्रीय अमीनो एसिड (फेनिललाइन, टायरोसिन, ट्रिप्टोफैन और हिस्टिडीन) का चयापचय।

6 अमीनो एसिड चयापचय के वंशानुगत विकार.
1 नाइट्रोजन मुक्त अमीनो एसिड कंकाल के चयापचय मार्ग। ग्लाइकोजेनिक और केटोजेनिक अमीनो एसिड

अमीनो एसिड (-कीटो एसिड) के नाइट्रोजन मुक्त कंकाल ट्रांसएमिनेशन और डीमिनेशन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं।

प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड के कार्बन कंकाल, एनएच 2 समूह के उन्मूलन के बाद, अंततः 5 उत्पादों में परिवर्तित हो जाते हैं जो सीएलए में शामिल होते हैं: एसिटाइल-सीओए, फ्यूमरेट, स्यूसिनिल-सीओए, -कीटोग्लूटारेट, ऑक्सालो-एसीटेट।

सीएलसी में, अमीनो एसिड के कार्बन कंकाल का पूर्ण ऑक्सीकरण एक महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है, जो ग्लूकोज के 1 अणु के एरोबिक ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा की मात्रा के अनुरूप होता है।

योजनाबद्ध रूप से, सीएलए में α-कीटो एसिड के प्रवेश के रास्ते नीचे दिखाए गए हैं:

अला, सीआईएस, ट्रे

ग्लि, सेर,

पीवीके

एसिटाइल कोआ

एसिटोएसिटाइल-सीओए

एएसएन, एएसपी

ओए

टायर, फेन, टीआरपी
टीएसएलके

fumarate

–किलोग्राम

ग्लेन, ग्लू, आर्ग, जीआईएस, प्रो

succinyl सीओए

इले, वैल, मेट

ग्लाइकोजेनिक और केटोजेनिक अमीनो एसिड

ग्लाइकोजेनिक अमीनो एसिड- ये अमीनो एसिड हैं जो ग्लूकोज संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट हो सकते हैं, क्योंकि पाइरूवेट, ऑक्सालोएसीटेट, फ़ॉस्फ़ोनोल-पाइरूवेट में परिवर्तित किया जा सकता है - ये ग्लूकोनियोजेनेसिस के दौरान ग्लूकोज के लिए अग्रदूत यौगिक हैं। इन अमीनो एसिड में ल्यू और लिस को छोड़कर सभी प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड शामिल हैं।

केटोजेनिक अमीनो एसिडकीटोजेनेसिस और लिपिड संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट है। इनमें ले, लिज़, इले, टीयर, टीआरपी, फेन शामिल हैं। ल्यू और लिस वास्तव में केटोजेनिक अमीनो एसिड हैं, क्योंकि Ile, Trp, Fen एक ही समय में ग्लाइकोजेनिक हो सकते हैं।
2 ग्लाइसिन और सेरीन का चयापचय
ग्लाइसिन को फोलिक एसिड (बीसी) - टेट्राहाइड्रोफोलिक एसिड, या टीएचएफए (एच 4 - फोलेट) के कोएंजाइम रूप की भागीदारी से सेरीन में परिवर्तित किया जाता है।
3 सल्फर युक्त अमीनो एसिड का चयापचय। क्रिएटिन संश्लेषण

मेथिओनिनएक आवश्यक अमीनो एसिड है जो मिथाइलेशन प्रतिक्रियाओं में मिथाइल समूहों का मुख्य दाता है।

सक्रिय रूप एस-एडेनोसिलमेथिओनिन (एसएएम) है, जिसकी गठन प्रतिक्रिया नीचे दिखाई गई है:
मेथ + एटीपी  एस-एडेनोसिलमेथिओनिन + एफएफएन + एफएन।

एंजाइम - मेथिओनिन एडेनोसिलट्रांसफेरेज़।

एसएएम निम्नलिखित के संश्लेषण के दौरान मिथाइलेशन प्रतिक्रियाओं में शामिल होता है: कोलीन, क्रिएटिन, एड्रेनालाईन, मेलेनिन, न्यूक्लियोटाइड, प्लांट एल्कलॉइड। सीएच 3 समूह के स्थानांतरण के बाद, एसएएम को एस-एडेनोसिलहोमोसिस्टीन में बदल दिया जाता है, जो प्रतिक्रियाओं के अनुक्रम के परिणामस्वरूप मेथिओनिन में कम हो जाता है:
एस-एडेनोसिलमेथिओनिन एस-एडेनोसिलहोमोसिस्टीन

एडेनोसाइन

मेथिओनिन भोजन
मेथिओनिनहोमोसिस्टीन।

succinyl सीओए

यह चक्रीय प्रक्रिया मौसम की निरंतर आपूर्ति के बिना कार्य नहीं कर सकती, क्योंकि कैटोबोलिक प्रतिक्रियाओं में मेथ का सेवन किया जाता है।

मिथाइल समूहों के दाता के रूप में मेथ, क्रिएटिन के संश्लेषण में भाग लेता है।
क्रिएटिन संश्लेषण

क्रिएटिन मांसपेशियों और तंत्रिका ऊतकों में क्रिएटिन फॉस्फेट के निर्माण के लिए मुख्य सब्सट्रेट है। क्रिएटिन संश्लेषण गुर्दे और यकृत में क्रमिक रूप से होता है (इसमें से कुछ को अग्न्याशय में संश्लेषित किया जा सकता है)।

संश्लेषण के दो चरण हैं:

1 गुर्दे में होता है:

आर्ग + ग्लेन ऑर्निथिन + ग्लाइकोसायमाइन।

(गुआनिडाइन एसीटेट)

एनजाइम - ग्लाइसिनमिडिनोट्रांस्फरेज़ (ट्रांसएमिनेज़)।
2 गुर्दे से ग्लाइकोसायमाइन के परिवहन के बाद यकृत में होता है:
एस-एडेनोसिलमेथिओनिन एस-एडेनोसिलहोमोसिस्टीन

ग्लाइकोसायमाइन क्रिएटिन

एंजाइम - गुआनिडाइन एसीटेट मिथाइलट्रांसफेरेज़।
इसके बाद, क्रिएटिन को उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट - क्रिएटिन फॉस्फेट बनाने के लिए फॉस्फोराइलेट किया जाता है, जो मांसपेशियों और तंत्रिका तंत्र में ऊर्जा भंडारण का एक रूप है। इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने वाला एंजाइम है क्रिएटिन फॉस्फोकाइनेज(केएफके):

क्रिएटिन + एटीपी क्रिएटिन-पीएच + एडीपी

गैर एंजाइमी

क्रिएटिनिनमूत्र के साथ.
सीआईएस -यह एक आवश्यक अमीनो एसिड है जिसकी मुख्य भूमिका इस प्रकार है:

1) प्रोटीन और पेप्टाइड्स की संरचना को स्थिर करने में भाग लेता है - डाइसल्फ़ाइड बांड बनाता है;

1. 
   ट्रिपेप्टाइड ग्लूटाथियोन (ग्लू-सीस-ग्लाइ) का एक संरचनात्मक घटक है, जो एक कोएंजाइम के रूप में, शरीर की एंटीऑक्सीडेंट प्रणाली के कामकाज में भाग लेता है, झिल्ली के माध्यम से कुछ अमीनो एसिड का परिवहन, डीहाइड्रोस्कॉर्बिक एसिड से एस्कॉर्बिक एसिड की कमी , वगैरह।

ग्लूटाथियोन ग्लूटाथियोन पेरोक्सीडेज नामक ऑक्सीडोरडक्टेज़ का एक कोएंजाइम है। यह सेलेनियम युक्त एंजाइम प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है कार्बनिक पेरोक्साइड का विषहरण।लिपिड पेरोक्सीडेशन को रोकने के लिए यह एक महत्वपूर्ण तंत्र है, जिसे विकिरण या ज़ेनोबायोटिक्स द्वारा उत्तेजित किया जा सकता है। वह। ग्लूटाथियोन एक इंट्रासेल्युलर एंटीऑक्सीडेंट है;

3) सीआईएस अपचय के दौरान, पाइरूवेट बनता है, जिसका उपयोग ग्लूकोनियोजेनेसिस के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है, अर्थात। सीआईएस - ग्लाइकोजेनिक अमीनो एसिड;

1. 
   टॉरिन के संश्लेषण में भाग लेता है, एक शारीरिक रूप से महत्वपूर्ण यौगिक जो युग्मित पित्त एसिड के निर्माण के लिए आवश्यक है, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में मध्यस्थ के रूप में कार्य कर सकता है और मायोकार्डियम के कामकाज में महत्वपूर्ण है।

प्रतिक्रिया में टॉरिन बनता है:

-सीओ 2

सीआईएस  सिस्टीन एसिड टॉरिन

सीएच 2 - सीएच - सीओओएच सीएच 2 - सीएच 2

एचओ 3 एस एनएच 2 एसएच एनएच 2
टॉरिन एथेरोस्क्लेरोसिस में कोलेस्ट्रॉल के स्तर को कम करने में मदद करता है, क्योंकि पित्त अम्लों के संश्लेषण में भाग लेता है।

ब्रांच्ड चेन अमीनो एसिड (बीसीए) - वेलिन, ल्यूसीन, आइसोल्यूसीन - अपचय के दौरान α-कीटो एसिड (ब्रांच्ड चेन हाइड्रॉक्सी एसिड - बीसीसीए) में परिवर्तित हो जाते हैं। - एन.एच. 3

AKRTS  ओकेआरटीएस

एसीसी ऑक्सीकरण के चरण:

1) संक्रमण:

एसीसीआर + -केजी  एसीआरसी + ग्लू।

एंजाइम - एसीसी एमिनोट्रांस्फरेज़.

इस एंजाइम की उच्चतम गतिविधि हृदय और गुर्दे में देखी जाती है, कम - कंकाल की मांसपेशियों में, सबसे कम - यकृत में;

2) मध्यवर्ती उत्पादों सीएलसी में ओसीआरसी का निर्जलीकरण. एंजाइम - डिहाइड्रोजनेज ओसीआरसी -आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में स्थानीयकृत और ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करता है, जिसके परिणामस्वरूप सीएलए मध्यवर्ती उत्पादों का निर्माण होता है:

लेउ  एसिटाइल-सीओए और एसीटोएसीटेट।

वैल, इले  स्यूसिनिल-सीओए।
स्यूसिनिल-सीओए में वैल और इले (साथ ही मेट) का अपचय प्रोपियोनील-सीओए और मिथाइलमैलोनील-सीओए के गठन के साथ होता है:

चावल। 46.1. एटीपी के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अमीनो एसिड का ऑक्सीकरण

एटीपी के रूप में ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए अमीनो एसिड का अपचय

एक सामान्य गलती यह विचार है कि कार्बन "कंकाल" क्रेब्स चक्र में ऑक्सीकृत होते हैं। यह याद रखना चाहिए कि क्रेब्स चक्र में एसिटाइल-सीओए ऑक्सीकरण होता है - सीओ 2 के 2 अणुओं तक। इस प्रकार, किसी अमीनो एसिड को पूरी तरह से ऑक्सीकरण करने के लिए, इसे पहले एसिटाइल-सीओए में परिवर्तित किया जाना चाहिए। अधिकांश अमीनो एसिड के साथ यही होता है: उनसे एसिटाइल-सीओए बनता है, जो फिर क्रेब्स चक्र में प्रवेश करता है। इसके ऑक्सीकरण के दौरान NADH और FADH 2 बनते हैं, जो श्वसन श्रृंखला में संश्लेषण के लिए आवश्यक हैं। टिप्पणी: कुछ अमीनो एसिड - , ग्लूटामेट, प्रोलाइन और - के रूप में क्रेब्स चक्र में प्रवेश करते हैं। α-कीटोग्लूटारेट क्रेब्स चक्र में एंजाइम α-कीटोग्लूटारेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा आंशिक रूप से ऑक्सीकृत होता है, जिससे CO2 का एक अणु निकलता है। कार्बन "कंकाल" के अप्रयुक्त भाग को अब माइटोकॉन्ड्रियन को छोड़ना होगा, ताकि परिवर्तनों की एक श्रृंखला के बाद, एसिटाइल-सीओए के रूप में इसमें वापस आ सके। और तभी यह क्रेब्स चक्र में पूरी तरह से ऑक्सीकृत हो जाएगा।

अमीनो एसिड चयापचय विकार

चावल। 47.1. मेपल सिरप रोग, होमोसिस्टिनुरिया और सिस्टिनुरिया

मेपल सिरप रोग

मेपल सिरप रोगएक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला। रोग का कारण ब्रांच्ड-चेन α-कीटो एसिड डिहाइड्रोजनेज की कमी है (चित्र 47.1)। ये α-कीटो एसिड - आइसोल्यूसीन, वेलिन और से बनते हैं। जब एंजाइम की कमी होती है, तो वे जमा हो जाते हैं और मूत्र में उत्सर्जित होते हैं, जिससे मेपल सिरप की विशिष्ट गंध आती है। ब्रांच्ड चेन अमीनो एसिड और ब्रांच्ड चेन α-कीटो एसिड दोनों न्यूरोटॉक्सिक पदार्थ हैं। यदि वे रक्त में जमा हो जाते हैं, तो गंभीर तंत्रिका संबंधी विकार विकसित होते हैं, मस्तिष्क शोफ और मानसिक मंदता संभव है। बीमारी के इलाज के लिए कम अमीनो एसिड वाले खाद्य पदार्थ खाना जरूरी है।

होमोसिस्टिनुरिया

अभी कुछ समय पहले, रक्त में होमोसिस्टीन की बढ़ी हुई सांद्रता को इसके विकास के जोखिम कारकों में शामिल किया गया था। हालाँकि, यह काफी समय से देखा गया है कि उपचार के बिना, होमोसिस्टिनुरिया में अक्सर संवहनी घाव विकसित हो जाते हैं। इसके अलावा, ऐसे रोगियों में, उपास्थि ऊतक की संरचना बाधित होती है, जिससे आंख के लेंस और डोलिचोस्टेनोमेलिया का विस्थापन होता है (ग्रीक डोलिचो से - लंबा, तना - संकीर्ण, मेलोस - अंग; इस विसंगति को "भी कहा जाता है") मकड़ी का हाथ”)। होमोसिस्टिनुरिया का क्लासिक रूप तब विकसित होता है जब सिस्टैथियोनिन-β-सिंथेज़ बाधित हो जाता है। किसी अन्य एंजाइम की कमी के मामले में, मेथिओनिन सिंथेज़ (मिथाइलटेट्राहाइड्रॉफ़ोलेट होमोसिस्टीन मिथाइलट्रांसफेरेज़), हाइपरहोमोसिस्टिनुरिया देखा जाता है।

वर्तनी पर ध्यान दें: होमोसिस्टिनुरिया के साथ, सीरम होमोसिस्टीन बढ़ जाता है।

चावल। 47.2. ऐल्बिनिज़म और एल्केप्टोनुरिया

मेथिओनिन सिंथेज़ की कमी

मेथिओनिन सिंथेज़- बी12-निर्भर एंजाइम; जो एन5-मिथाइलटेट्राहाइड्रोफोलेट को कोएंजाइम के रूप में उपयोग करता है (चित्र 47.1)। यह एंजाइम एन5-मिथाइलटेट्राहाइड्रोफोलेट से होमोसिस्टीन बनाने के लिए मिथाइल समूह के स्थानांतरण को उत्प्रेरित करता है। जब मेथिओनिन सिंथेज़ की कमी होती है, तो होमोसिस्टीन जमा हो जाता है, जिससे हाइपरहोमोसिस्टीनेमिया, मेगालोब्लास्टिक एनीमिया और मानसिक मंदता होती है। कुछ मामलों में, और लेने पर रोगियों की स्थिति में सुधार होता है। वैकल्पिक रूप से, आप ले सकते हैं: यह एक चयापचय बाईपास मार्ग का उपयोग करता है जिसमें बीटाइन मेथिओनिन बनाने के लिए होमोसिस्टीन को एक मिथाइल समूह दान करता है।

सिस्टैथियोनिन β-सिंथेज़ की कमीएक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला (चित्र 47.1)। यह होमोसिस्टेनुरिया का सबसे आम कारण है। अमीनो एसिड चयापचय के सभी विकारों में, सिस्टोनिन-β-सिंथेज़ की कमी इलाज के मामले में दूसरे स्थान पर है। इस प्रकार, कुछ मामलों में, पाइरिडोक्सिन लेने पर रोगियों की स्थिति में सुधार होता है, लेकिन कई रोगियों के लिए यह मदद नहीं करता है। बीटाइन का मौखिक सेवन अक्सर सीरम होमोसिस्टीन के स्तर को प्रभावी ढंग से कम कर देता है।

सिस्टिनुरिया

सिस्टिनुरियाएक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला। सिस्टिनुरिया के साथ, वृक्क नलिकाओं में कुछ अमीनो एसिड का पुनर्अवशोषण ख़राब हो जाता है: सिस्टीन, ऑर्निथिन, आदि। सिस्टीन (डिमर) पानी में खराब घुलनशील होता है और ट्यूबलर तरल पदार्थ में जमा हो जाता है, जिससे गुर्दे और मूत्राशय में पथरी बन जाती है (तथाकथित सिस्टीन यूरोलिथियासिस विकसित होता है)। मूत्राशय (सिस्ट) में सिस्टीन पत्थरों की खोज के बाद सिस्टीन को इसका नाम मिला।

अल्काप्टोनुरिया

अल्काप्टोनुरियाएक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला। यह एक हल्की बीमारी है जो किसी भी तरह से जीवन प्रत्याशा को प्रभावित नहीं करती है। एल्केप्टोन्यूरिया के विकास का कारण होमोगेंटिसिक एसिड ऑक्सीडेज की कमी है (चित्र 47.2)। संचित होमोगेंटिसिक एसिड मूत्र में उत्सर्जित होता है और धीरे-धीरे हवा में एक काले रंगद्रव्य में ऑक्सीकृत हो जाता है। इस बीमारी का पता आमतौर पर तब चलता है जब माता-पिता डायपर और लंगोट पर काले धब्बे देखते हैं।

इसके अलावा, वर्णक के निशान धीरे-धीरे ऊतकों, विशेषकर उपास्थि में जमा हो जाते हैं। जीवन के चौथे दशक में, वे कान की उपास्थि को नीला-काला या भूरा रंग देते हैं।

ऐल्बिनिज़म (ओकुलोक्यूटेनियस ऐल्बिनिज़म)

रंगहीनता- त्वचा वर्णक मेलेनिन के संश्लेषण या चयापचय का उल्लंघन (चित्र 47.2)। ओकुलोक्यूटेनियस ऐल्बिनिज़म प्रकार I टायरोसिनेज़ की संरचना के उल्लंघन के कारण विकसित होता है और एक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला है। इस रोग में बालों, आंखों और त्वचा में रंगद्रव्य का पूर्ण अभाव हो जाता है। त्वचा में मेलेनिन की कमी के कारण ऐसे रोगियों में त्वचा कैंसर होने का खतरा बढ़ जाता है।

सामान्य और रोग संबंधी स्थितियों में फेनिलएलनिन और टायरोसिन का चयापचय

चावल। 48.1. सामान्य और रोग संबंधी स्थितियों में फेनिलएलनिन और टायरोसिन का चयापचय

फेनिलएलनिन और टायरोसिन का चयापचय सामान्य है

जब फेनिलएलनिन के सुगंधित वलय का चौथा कार्बन परमाणु ऑक्सीकृत हो जाता है। यह प्रतिक्रिया फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज़ (इसका दूसरा नाम फेनिलएलनिन-4-मोनोऑक्सीजिनेज) द्वारा उत्प्रेरित होती है, और इस एंजाइम का सहकारक टेट्राहाइड्रोबायोप्टेरिन (BH4) है। टायरोसिन- अग्रदूत:, और, साथ ही (ट्राईआयोडोथायरोनिन और)। "एड्रेनालाईन" नाम लैटिन मूल का है और इस हार्मोन के संश्लेषण के स्थान को दर्शाता है - "गुर्दे के ऊपर"। स्वतंत्रता की खोज में अमेरिकी, इसी हार्मोन को "एपिनेफ्रिन" कहते हैं (जिसका ग्रीक में अर्थ है "गुर्दे के ऊपर")। तो, हार्मोन का नाम उस अंग से जुड़ा है जहां इसका स्राव होता है - मज्जा। अंग्रेज अधिवृक्क ग्रंथि को एड्रेनल ग्रंथि कहते हैं, अमेरिकी इसे एपिनेफ्रल ग्रंथि कहते हैं।

फेनिलएलनिन चयापचय के विकार। फेनिलकेटोनुरिया

फेनिलकेटोनुरिया- एक वंशानुगत बीमारी जिसमें फेनिलएलनिन का चयापचय ख़राब हो जाता है, और फेनिलएलनिन, कीटोन फेनिलपाइरूवेट के साथ मिलकर शरीर में जमा हो जाता है। उपचार के बिना, फेनिलकेटोनुरिया मानसिक मंदता की ओर ले जाता है। नवजात स्क्रीनिंग (टेंडेम मास स्पेक्ट्रोमेट्री की हाल ही में शुरू की गई विधि का उपयोग करके) जन्म के तुरंत बाद पीकेयू का निदान करना और उपचार शुरू करना संभव बनाता है, जिससे मानसिक मंदता का खतरा कम हो जाता है। क्लासिक फेनिलकेटोनुरिया एक ऑटोसोमल रिसेसिव तरीके से विरासत में मिला है। इस बीमारी में, फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज़ की गतिविधि कम हो जाती है, और उपचार में कम फेनिलएलनिन वाले आहार पर स्विच करना शामिल होता है। कुछ रोगियों में, मौखिक टेट्राहाइड्रोबायोप्टेरिन (बीएच4) तनाव परीक्षण से रक्त फेनिलएलनिन का स्तर कम हो जाता है, खासकर अगर शुद्ध 611-बीएच4 डायस्टेरियोसोमर का उपयोग किया जाता है।

टायरोसिन चयापचय विकार: एल्केप्टोन्यूरिया और ऐल्बिनिज़म

डोपामाइन, नॉरपेनेफ्रिन और एपिनेफ्रिन का चयापचय

जैवसंश्लेषण

टायरोसिन- कैटेकोलामाइन के अग्रदूत: डोपामाइन, नॉरपेनेफ्रिन और एड्रेनालाईन। एड्रेनालाईन अधिवृक्क मज्जा की क्रोमैफिन कोशिकाओं में संग्रहित होता है; यह आपातकालीन, तनावपूर्ण स्थितियों में स्रावित होता है। नॉरपेनेफ्रिन (उपसर्ग "न" का अर्थ मिथाइल समूह की अनुपस्थिति है) एक न्यूरोट्रांसमीटर है: यह तंत्रिका अंत के क्षेत्र में सिनैप्टिक फांक में स्रावित होता है। डोपामाइन नॉरपेनेफ्रिन और एड्रेनालाईन के जैवसंश्लेषण में एक मध्यवर्ती पदार्थ है। यह मस्तिष्क के सबस्टैंटिया नाइग्रा के डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स में पाया जाता है।

अपचय

कैटेकोलामाइन में एंजाइमों की मुख्य भूमिका एंजाइमों द्वारा निभाई जाती है कैटेचोल-ओ-मिथाइलट्रांसफेरेज़ (COMT)और मोनोमाइन ऑक्सीडेज (एमएओ). COMT कैटेकोलामाइन एरोमैटिक रिंग के तीसरे कार्बन परमाणु पर एस-एडेनोसिमिथाइलमेथिओनिन से मिथाइल समूह को ऑक्सीजन में स्थानांतरित करता है (चित्र 48.1)। इसके बाद, दो समान रूप से संभावित परिदृश्य संभव हैं। पहले मामले में, कैटेकोलामाइन को पहले कैटेचोल-ओ-मिथाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा मिथाइलेट किया जाता है और "मिथाइलेटेड एमाइन" बनते हैं - नॉरमेटाड्रेनालाईन और मेटाड्रेनालाईन, जो फिर एमएओ द्वारा ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन के अधीन होते हैं, और एमएओ प्रतिक्रिया का उत्पाद 3-मेथॉक्सी में ऑक्सीकृत हो जाता है। -4-हाइड्रॉक्सीमैंडेलिक एसिड (इसका दूसरा नाम वेनिला सिल्ट मैंडेलिक एसिड है)। यदि घटनाएँ दूसरे पथ के साथ विकसित होती हैं, तो कैटेकोलामाइन पहले MAO के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिसमें उनका ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन होता है। इसके बाद एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया होती है, इस प्रतिक्रिया के उत्पादों को COMT द्वारा मिथाइलेट किया जाता है और 3-मेथॉक्सी-4-हाइड्रॉक्सीमैंडेलिक एसिड बनता है।

विकृति विज्ञान में कैटेकोलामाइन का चयापचय

पार्किंसंस रोग में डोपामाइन की कमी

"कंपकंपी पक्षाघात" (जैसा कि इसे पहली बार 1817 में कहा गया था) के साथ, मस्तिष्क के सब्सटेंशिया नाइग्रा (सब्सटेंशिया नाइग्रा) के डोपामाइन युक्त न्यूरॉन्स नष्ट हो जाते हैं। इस बीमारी के उपचार में महत्वपूर्ण प्रगति तब हासिल हुई जब रोगियों को एल-डोपा (लेवोडोपा) निर्धारित किया गया, जो डोपामाइन का अग्रदूत था। डोपामाइन के विपरीत, लेवोडोपा रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार कर सकता है। कार्बिडोपा और बेन्सेराज़ाइड का अतिरिक्त प्रशासन प्रभावी था। ये पदार्थ रक्त-मस्तिष्क बाधा को पार नहीं करते हैं; वे परिधीय डीकार्बोक्सिलेज़ की गतिविधि को दबाते हैं और इसे एल-डोपा को तोड़ने से रोकते हैं। इसके कारण, मरीज़ एल-डोपा की बहुत कम खुराक ले सकते हैं।

फियोक्रोमोसाइटोमा में एड्रेनालाईन का अत्यधिक उत्पादन

फीयोक्रोमोसाइटोमा- अधिवृक्क मज्जा का एक दुर्लभ ट्यूमर जो अतिरिक्त एड्रेनालाईन और/या नॉरपेनेफ्रिन का संश्लेषण करता है। 1990 तक, फियोक्रोमोसाइटोमा अक्सर अज्ञात रहता था, और ज्यादातर मामलों में ट्यूमर का निदान शव परीक्षण में किया जाता था। वर्तमान में, पेट की गुहा की चुंबकीय अनुनाद इमेजिंग का उपयोग करके निदान किया जा सकता है, जिसके बाद ट्यूमर को शल्य चिकित्सा द्वारा हटा दिया जाता है। फियोक्रोमोसाइटोमा के साथ, मरीज़ गंभीर उच्च रक्तचाप, अधिक पसीना आना और सिरदर्द के हमलों से पीड़ित होते हैं। लक्षणों की कंपकंपी प्रकृति के कारण, विश्लेषण के लिए रक्त और मूत्र को हमले के तुरंत बाद एकत्र किया जाना चाहिए; संकटों के बीच एकत्र किए गए परीक्षण के परिणाम अक्सर सामान्य निकलते हैं। रोग का निदान करते समय, मूत्र में मेटाड्रेनालाईन, नॉरमेटाड्रेनालाईन और वैनिलिल मैंडेलिक एसिड का स्तर मापा जाता है। कभी-कभी रक्त में एड्रेनालाईन और नॉरपेनेफ्रिन का स्तर भी संकेतक होता है।

डोपामाइन का अत्यधिक उत्पादन

न्यूरोब्लास्टोमा- एक ट्यूमर जो अतिरिक्त डोपामाइन का संश्लेषण करता है। यह शरीर में कहीं भी विकसित हो सकता है। न्यूरोब्लास्टोमा तंत्रिका शिखा कोशिकाओं से बनते हैं और आमतौर पर 5 वर्ष से कम उम्र के बच्चों में दिखाई देते हैं। मूत्र में वैनिलिलमैंडेलिक एसिड और डोपामाइन अपचय के उत्पाद, होमोवैनिलिक एसिड के स्तर में वृद्धि नैदानिक ​​महत्व की है।

कियूरेनिन मार्ग- ट्रिप्टोफैन चयापचय का मुख्य मार्ग। यह पूर्ववर्ती NAD+ और NADP+ उत्पन्न करता है (वे भी भोजन से संश्लेषित होते हैं)। औसतन, 60 मिलीग्राम ट्रिप्टोफैन 1 मिलीग्राम नियासिन का उत्पादन करता है।

सेरोटोनिन

(5-हाइड्रॉक्सीट्रिप्टामाइन) इंडोलेमाइन चयापचय पथ में ट्रिप्टोफैन से बनता है। अच्छे मूड के लिए सेरोटोनिन जिम्मेदार होता है। जब मस्तिष्क में सेरोटोनिन का स्तर कम हो जाता है, तो अवसाद विकसित होता है। चयनात्मक सेरोटोनिन रीपटेक अवरोधक अच्छी तरह से स्थापित अवसादरोधी दवाओं का एक वर्ग हैं। वे सिनैप्टिक फांक में सेरोटोनिन की उपस्थिति को बढ़ाते हैं और इस प्रकार न्यूरॉन्स के बीच संकेतों के संचरण को उत्तेजित करते हैं। इससे उल्लास की भावना उत्पन्न होती है।

अवसाद के रोगजनन का मोनोमाइन सिद्धांत

अवसाद में जैव रासायनिक असामान्यताओं का वर्णन करने के लिए रोगजनन का मोनोमाइन सिद्धांत 35 साल से भी पहले प्रस्तावित किया गया था। इस सिद्धांत के अनुसार, अवसाद तब विकसित होता है जब सिनैप्स में मोनोअमाइन (जैसे नॉरपेनेफ्रिन और सेरोटोनिन) की कमी होती है, जिससे मस्तिष्क में सिनैप्टिक गतिविधि में कमी आती है। इसके विपरीत, सिनैप्स में मोनोअमाइन की अधिक मात्रा और मस्तिष्क में सिनैप्टिक गतिविधि बढ़ने से अत्यधिक उत्साह होता है, और उन्मत्त सिंड्रोम विकसित होता है।

प्रणालीगत प्रशासन सेरोटोनिन के स्तर को कम करने के लिए जाना जाता है। डाइअॉॉक्सिनेज गतिविधि को उत्तेजित करें, और ट्रिप्टोफैन मुख्य रूप से इंडोलेमाइन मार्ग (और, तदनुसार, सेरोटोनिन संश्लेषण) को दरकिनार करते हुए कियूरेनिन चयापचय मार्ग में प्रवेश करता है। मस्तिष्क में सेरोटोनिन का निम्न स्तर अवसाद का कारण बन सकता है। उच्च कोर्टिसोल स्तर (उदाहरण के लिए, कुशिंग सिंड्रोम) वाले मरीजों में अवसाद का खतरा होता है, जो मोनोमाइन सिद्धांत के अनुरूप है।

कार्सिनॉइड सिंड्रोम और 5-हाइड्रॉक्सीइंडोलैसिटिक एसिड

5-हाइड्रॉक्सीइंडोलैसिटिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है, जो मूत्र में उत्सर्जित होता है। कार्सिनॉइड सिंड्रोम में, मूत्र में 5-हाइड्रॉक्सीइंडोलैसिटिक एसिड का स्तर बढ़ जाता है।

मेलाटोनिन

यह पीनियल ग्रंथि की कोशिकाओं में सेरोटोनिन से बनता है और दिन के अंधेरे समय में स्रावित होता है। आमतौर पर, मेलाटोनिन का स्राव रात में शुरू होता है और नींद को बढ़ावा देता है। दिन के उजाले के दौरान, रक्त में मेलाटोनिन की सांद्रता बहुत कम होती है।

जैविक रसायन विज्ञान लेलेविच व्लादिमीर वेलेरियनोविच

अध्याय 25. व्यक्तिगत अमीनो एसिड का चयापचय

मेथिओनिन चयापचय

मेथियोनीन एक आवश्यक अमीनो एसिड है। मेथिओनिन का मिथाइल समूह एक गतिशील एक-कार्बन टुकड़ा है जिसका उपयोग कई यौगिकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है। मेथियोनीन के मिथाइल समूह को संबंधित स्वीकर्ता में स्थानांतरित करने को ट्रांसमेथिलेशन कहा जाता है, जिसका महत्वपूर्ण चयापचय महत्व है। मेथियोनीन अणु में मिथाइल समूह सल्फर परमाणु से कसकर बंधा होता है, इसलिए अमीनो एसिड का सक्रिय रूप एक-कार्बन टुकड़े के प्रत्यक्ष दाता के रूप में कार्य करता है।

चित्र 25.1. मेथिओनिन चयापचय.

मेथिओनिन सक्रियण प्रतिक्रिया

मेथियोनीन का सक्रिय रूप एस-एडेनोसिलमेथिओनिन (एसएएम) है, जो एडेनोसिन अणु में मेथियोनीन के जुड़ने से बनता है। एटीपी के हाइड्रोलिसिस से एडेनोसिन बनता है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम मेथिओनिन एडेनोसिन ट्रांसफरेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो सभी प्रकार की कोशिकाओं में मौजूद होती है। यह जैविक प्रणालियों में अद्वितीय है क्योंकि यह एकमात्र प्रतिक्रिया है जो एटीपी के सभी तीन फॉस्फेट अवशेषों को जारी करती है। एसएएम से मिथाइल समूह का विखंडन और स्वीकर्ता यौगिक में इसका स्थानांतरण मिथाइलट्रांसफेरेज़ एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होता है। प्रतिक्रिया के दौरान एसएएम को एस-एडेनोसिलहोमोसिस्टीन (एसएएच) में बदल दिया जाता है।

मिथाइलेशन प्रतिक्रियाएं शरीर में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं और बहुत तीव्रता से होती हैं। इनका उपयोग संश्लेषण के लिए किया जाता है:

1. फॉस्फेटिडाइलथेनॉलमाइन से फॉस्फेटिडिलकोलाइन;

2. कार्निटाइन;

3. क्रिएटिन;

4. नॉरपेनेफ्रिन से एड्रेनालाईन;

5. न्यूक्लियोटाइड में नाइट्रोजनस आधारों का मिथाइलेशन;

6. मेटाबोलाइट्स (हार्मोन, मध्यस्थ) को निष्क्रिय करना और विदेशी यौगिकों को बेअसर करना।

ये सभी प्रतिक्रियाएं मेथिओनिन की बड़ी खपत का कारण बनती हैं, क्योंकि यह एक आवश्यक अमीनो एसिड है। इस संबंध में, मेथिओनिन पुनर्जनन की संभावना बहुत महत्वपूर्ण है। मिथाइल समूह के दरार के परिणामस्वरूप, एसएएम को एसएजी में बदल दिया जाता है, जो हाइड्रोलेस की क्रिया के तहत एडेनोसिन और होमोसिस्टीन में टूट जाता है। होमोसिस्टीन मिथाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा होमोसिस्टीन को वापस मेथिओनिन में परिवर्तित किया जा सकता है। इस मामले में मिथाइल समूह का दाता 5-मिथाइलटेट्राहाइड्रोफोलिक एसिड (5-मिथाइल-टीएचएफए) है, जो टीएचएफए में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रतिक्रिया में मिथाइल समूह का मध्यवर्ती वाहक विटामिन बी व्युत्पन्न 12-मिथाइलकोबालामिन है, जो कोएंजाइम के रूप में कार्य करता है। 5-मिथाइल-टीएचएफए के पुनर्जनन के लिए एक-कार्बन टुकड़ों का आपूर्तिकर्ता सेरीन है, जो ग्लाइसिन में परिवर्तित हो जाता है।

क्रिएटिन संश्लेषण

मांसपेशियों में मैक्रोर्जिक यौगिक क्रिएटिन फॉस्फेट के निर्माण के लिए क्रिएटिन आवश्यक है। क्रिएटिन संश्लेषण 3 अमीनो एसिड का उपयोग करके 2 चरणों में होता है: आर्जिनिन, ग्लाइसिन और मेथिओनिन। ग्लाइसिन एमिडिनोट्रांस्फरेज़ की क्रिया द्वारा गुआनिडाइन एसीटेट गुर्दे में बनता है। गुआनिडीन एसीटेट को फिर यकृत में ले जाया जाता है, जहां इसे क्रिएटिन बनाने के लिए मिथाइलेट किया जाता है। क्रिएटिन को रक्तप्रवाह के माध्यम से मांसपेशियों और मस्तिष्क की कोशिकाओं तक पहुंचाया जाता है, जहां क्रिएटिन फॉस्फेट, एक प्रकार का ऊर्जा डिपो, क्रिएटिन कीनेज की क्रिया के तहत इससे बनता है (प्रतिक्रिया आसानी से उलटा हो सकती है)।

फेनिलएलनिन और टायरोसिन का चयापचय

फेनिलएलनिन एक आवश्यक अमीनो एसिड है, क्योंकि इसकी बेंजीन रिंग पशु कोशिकाओं में संश्लेषित नहीं होती है। मेथियोनीन को दो तरह से चयापचय किया जाता है: यह प्रोटीन में शामिल होता है या एक विशिष्ट मोनोऑक्सीजिनेज, फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज़ की क्रिया के तहत टायरोसिन में परिवर्तित होता है। यह प्रतिक्रिया अपरिवर्तनीय है और अतिरिक्त फेनिलएलनिन को हटाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, क्योंकि उच्च सांद्रता कोशिकाओं के लिए विषाक्त होती है।

टायरोसिन चयापचय बहुत अधिक जटिल है। प्रोटीन संश्लेषण में इसके उपयोग के अलावा, विभिन्न ऊतकों में टायरोसिन कैटेकोलामाइन, थायरोक्सिन, मेलेनिन आदि जैसे यौगिकों के अग्रदूत के रूप में कार्य करता है।

यकृत में, टायरोसिन को अंतिम उत्पादों फ्यूमरेट और एसीटोएसीटेट में अपचयित किया जाता है। फ्यूमरेट को CO2 और H2O में ऑक्सीकृत किया जा सकता है या ग्लूकोनियोजेनेसिस के लिए उपयोग किया जा सकता है।

मेलानोसाइट्स में टायरोसिन का रूपांतरण। यह मेलेनिन का अग्रदूत है। मेलेनिन का संश्लेषण एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया है; पहली प्रतिक्रिया, टायरोसिन का डीओपीए में रूपांतरण, टायरोसिनेस द्वारा उत्प्रेरित होता है, जो कॉपर आयनों को सहकारक के रूप में उपयोग करता है।

थायरॉयड ग्रंथि टायरोसिन से थायरोक्सिन और ट्राईआयोडोथायरोनिन हार्मोन का संश्लेषण करती है।

अधिवृक्क मज्जा और तंत्रिका ऊतक में, टायरोसिन कैटेकोलामाइन का अग्रदूत है। उनके संश्लेषण का मध्यवर्ती उत्पाद DOPA है। हालांकि, मेलानोसाइट्स के विपरीत, टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेशन टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज़ की क्रिया के तहत होता है, जो एक Fe 2+-निर्भर एंजाइम है, और इसकी गतिविधि कैटेकोलामाइन संश्लेषण की दर को नियंत्रित करती है।

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फ्रुक्टोज का चयापचय सुक्रोज के टूटने के दौरान बनने वाली फ्रुक्टोज की एक महत्वपूर्ण मात्रा पोर्टल शिरा प्रणाली में प्रवेश करने से पहले आंतों की कोशिकाओं में ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाती है। फ्रुक्टोज का दूसरा भाग वाहक प्रोटीन का उपयोग करके अवशोषित किया जाता है, अर्थात। द्वारा

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गैलेक्टोज का चयापचय लैक्टोज के हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप आंत में गैलेक्टोज का निर्माण होता है। गैलेक्टोज का बिगड़ा हुआ चयापचय एक वंशानुगत बीमारी - गैलेक्टोसिमिया में प्रकट होता है। यह जन्मजात एंजाइम दोष का परिणाम है

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लैक्टोज का चयापचय लैक्टोज, एक डिसैकराइड, केवल दूध में पाया जाता है और इसमें गैलेक्टोज और ग्लूकोज होता है। लैक्टोज का संश्लेषण केवल स्तनपान के दौरान स्तनधारी ग्रंथियों की स्रावी कोशिकाओं द्वारा किया जाता है। यह प्रकार के आधार पर दूध में 2% से 6% तक की मात्रा में मौजूद होता है

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अध्याय 22. कोलेस्ट्रॉल चयापचय. एथेरोस्क्लेरोसिस की जैव रसायन कोलेस्ट्रॉल केवल पशु जीवों की एक स्टेरॉयड विशेषता है। मानव शरीर में इसके निर्माण का मुख्य स्थान यकृत है, जहां 50% कोलेस्ट्रॉल संश्लेषित होता है, 15-20% छोटी आंत में बनता है, बाकी

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अध्याय 23. अमीनो एसिड चयापचय। शरीर के प्रोटीन की गतिशील स्थिति शरीर के लिए अमीनो एसिड का महत्व मुख्य रूप से इस तथ्य में निहित है कि उनका उपयोग प्रोटीन के संश्लेषण के लिए किया जाता है, जिसका चयापचय शरीर और शरीर के बीच चयापचय प्रक्रियाओं में एक विशेष स्थान रखता है।

लेखक की किताब से

मेथियोनीन का चयापचय मेथियोनीन एक आवश्यक अमीनो एसिड है। मेथिओनिन का मिथाइल समूह एक गतिशील एक-कार्बन टुकड़ा है जिसका उपयोग कई यौगिकों के संश्लेषण के लिए किया जाता है। मेथियोनीन के मिथाइल समूह को संबंधित स्वीकर्ता में स्थानांतरित करना ट्रांसमेथिलेशन कहलाता है,

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मॉस्को स्टेट टेक्निकल यूनिवर्सिटी का नाम एन.ई. के नाम पर रखा गया। बाऊमन

बायोमेडिकल इंजीनियरिंग संकाय

चिकित्सा और तकनीकी सूचना प्रौद्योगिकी विभाग

अमीनो एसिड का चयापचय और शरीर के जीवन में इसकी भूमिका

(जैव रसायन विज्ञान में)

एवदोकिमोवा एम.पी. समूह: बीएमटी2-32

प्रमुख: एर्शोव यू.ए.

मॉस्को 2012

अमीनो एसिड अवधारणा

अमीनो एसिड चयापचय

अमीनो एसिड चयापचय के मुख्य मार्ग

डीमिनेशन

ट्रांसडीमिनेशन

डिकार्बोजाइलेशन

अमीनो एसिड चयापचय विकार

निष्कर्ष

कार्बनिक यौगिक चयापचय अमीनो एसिड टायरोसिन

उद्देश्य: अमीनो एसिड चयापचय के मार्गों का वर्णन करें और चयापचय प्रक्रिया के महत्व को निर्धारित करें।

अमीनो एसिड अवधारणा

अमीनो एसिड सबसे महत्वपूर्ण हैं, और उनमें से कुछ महत्वपूर्ण, कार्बनिक यौगिक हैं, जिनके अणु में एक साथ कार्बोक्सिल और अमाइन समूह होते हैं।

अमीनो एसिड जीवित जीवों में कई कार्य करते हैं। वे पेप्टाइड्स और प्रोटीन के साथ-साथ अन्य प्राकृतिक यौगिकों के संरचनात्मक तत्व हैं। सभी प्रोटीनों के निर्माण के लिए, चाहे बैक्टीरिया की सबसे प्राचीन वंशावली से आए प्रोटीन हों या उच्च जीवों से, 20 अलग-अलग अमीनो एसिड के एक ही सेट का उपयोग किया जाता है, जो एक विशिष्ट अनुक्रम में एक दूसरे से सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं जो केवल किसी दिए गए प्रोटीन की विशेषता है। कोशिकाओं की वास्तव में उल्लेखनीय संपत्ति विभिन्न संयोजनों और अनुक्रमों में 20 अमीनो एसिड को संयोजित करने की उनकी क्षमता है, जिसके परिणामस्वरूप पूरी तरह से अलग गुणों और जैविक गतिविधियों के साथ पेप्टाइड्स और प्रोटीन का निर्माण होता है। एक ही बिल्डिंग ब्लॉक्स से, विभिन्न जीव ऐसे विविध उत्पादों का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं जैसे एंजाइम, हार्मोन, आंखों के लेंस का प्रोटीन, पंख, मकड़ी के जाले, दूध प्रोटीन, एंटीबायोटिक्स, मशरूम के विषाक्त पदार्थ और विशिष्ट गतिविधियों से संपन्न कई अन्य यौगिक। इसके अलावा, कुछ अमीनो एसिड न्यूरोट्रांसमीटर या न्यूरोट्रांसमीटर, न्यूरोट्रांसमीटर या हार्मोन के अग्रदूत हैं।

अमीनो एसिड चयापचय

जीवों के जीवन में सबसे महत्वपूर्ण और अपूरणीय भूमिका अमीनो एसिड चयापचय द्वारा निभाई जाती है। गैर-प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड के जैवसंश्लेषण और क्षरण के दौरान या यूरिया चक्र में मध्यवर्ती उत्पादों के रूप में बनते हैं। इसके अलावा, जानवरों और मनुष्यों के लिए, अमीनो एसिड - प्रोटीन अणुओं के निर्माण खंड - कार्बनिक नाइट्रोजन के मुख्य स्रोत हैं, जिसका उपयोग मुख्य रूप से शरीर-विशिष्ट प्रोटीन और पेप्टाइड्स के संश्लेषण के लिए किया जाता है, और उनसे - नाइट्रोजन युक्त पदार्थ गैर-प्रोटीन प्रकृति (प्यूरीन और पाइरीमिडीन बेस, पोर्फिरिन, हार्मोन, आदि)।

आवश्यकता पड़ने पर, अमीनो एसिड शरीर के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में काम कर सकते हैं, मुख्य रूप से उनके कार्बन कंकाल के ऑक्सीकरण के माध्यम से।

अमीनो एसिड चयापचय की मुख्य दिशाएँ।

किसी जीवित जीव की रासायनिक संरचना की स्पष्ट स्थिरता उसके घटक घटकों के संश्लेषण और विनाश की प्रक्रियाओं के बीच संतुलन के कारण बनी रहती है, अर्थात। अपचय और उपचय के बीच संतुलन। बढ़ते जीव में, यह संतुलन प्रोटीन संश्लेषण की ओर स्थानांतरित हो जाता है, अर्थात। एनाबॉलिक फ़ंक्शन कैटोबोलिक पर प्रबल होता है। एक वयस्क के शरीर में, जैवसंश्लेषण के परिणामस्वरूप प्रतिदिन 400 ग्राम तक प्रोटीन का नवीनीकरण होता है। इसके अलावा, अलग-अलग प्रोटीन अलग-अलग गति से नवीनीकृत होते हैं - कुछ मिनटों से लेकर 10 या अधिक दिनों तक, और कोलेजन जैसा प्रोटीन व्यावहारिक रूप से शरीर के पूरे जीवन के दौरान नवीनीकृत नहीं होता है। सामान्य तौर पर, मानव शरीर में सभी प्रोटीनों का आधा जीवन लगभग 80 दिनों का होता है। इनमें से, लगभग एक चौथाई प्रोटीनोजेनिक अमीनो एसिड (लगभग 100 ग्राम) अपरिवर्तनीय रूप से विघटित हो जाते हैं, जिन्हें खाद्य प्रोटीन से पुनः प्राप्त किया जाना चाहिए; शेष अमीनो एसिड आंशिक रूप से शरीर द्वारा संश्लेषित होते हैं। यदि भोजन से अपर्याप्त प्रोटीन का सेवन होता है, तो शरीर अन्य महत्वपूर्ण अंगों और ऊतकों से प्रोटीन के लक्षित संश्लेषण के लिए कुछ ऊतकों (यकृत, मांसपेशियों, प्लाज्मा, आदि) से प्रोटीन का उपयोग करता है: हृदय की मांसपेशी, आदि। प्रोटीन का जैवसंश्लेषण तभी किया जाता है जब सभी 20 प्राकृतिक अमीनो एसिड प्रारंभिक मोनोमर्स के रूप में उपलब्ध हों, प्रत्येक आवश्यक मात्रा में। 20 अमीनो एसिड में से एक की भी लंबे समय तक अनुपस्थिति और अपर्याप्त आपूर्ति से शरीर में अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं।

प्रोटीन और अमीनो एसिड पशु जीवों के सबसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन युक्त यौगिक हैं - वे बायोजेनिक नाइट्रोजन का 95% से अधिक हिस्सा बनाते हैं। नाइट्रोजन संतुलन (एनए) की अवधारणा प्रोटीन और अमीनो एसिड के चयापचय से अटूट रूप से जुड़ी हुई है, जिसे भोजन (निन) के साथ शरीर में पेश की गई नाइट्रोजन की मात्रा और शरीर से निकाले गए नाइट्रोजन की मात्रा के बीच अंतर के रूप में समझा जाता है। नेक्स) नाइट्रोजन चयापचय के अंतिम उत्पादों के रूप में, मुख्य रूप से यूरिया:

एबी = एन इनपुट - एन आउटपुट, [जी दिन -1 ]

एक सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन के साथ, प्रोटीन का जैवसंश्लेषण उनके टूटने की प्रक्रियाओं पर प्रबल होता है, अर्थात। नाइट्रोजन शरीर में प्रवेश करने की अपेक्षा कम उत्सर्जित होती है। शरीर के विकास की अवधि के साथ-साथ दुर्बल करने वाली बीमारियों से उबरने के दौरान एक सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन देखा जाता है। नकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन के साथ, प्रोटीन का टूटना उनके संश्लेषण पर हावी हो जाता है, और शरीर में प्रवेश करने की तुलना में अधिक नाइट्रोजन उत्सर्जित हो जाती है। यह स्थिति शरीर की उम्र बढ़ने, भुखमरी और विभिन्न दुर्बल करने वाली बीमारियों के साथ संभव है। आम तौर पर, एक व्यावहारिक रूप से स्वस्थ वयस्क में नाइट्रोजन संतुलन होता है, यानी। शरीर में प्रविष्ट नाइट्रोजन की मात्रा उत्सर्जित मात्रा के बराबर होती है। नाइट्रोजन संतुलन प्राप्त होने पर आहार में प्रोटीन मानदंड औसतन 100-120 ग्राम दिन -1।

प्रोटीन हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनने वाले मुक्त अमीनो एसिड का अवशोषण मुख्य रूप से छोटी आंत में होता है। यह प्रक्रिया अमीनो एसिड अणुओं का एक सक्रिय परिवहन है, जिसके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है और यह Na+ आयनों की सांद्रता पर निर्भर करता है। पांच से अधिक विशिष्ट परिवहन प्रणालियों की खोज की गई है, जिनमें से प्रत्येक रासायनिक संरचना में निकटतम अमीनो एसिड का परिवहन करती है। विभिन्न अमीनो एसिड झिल्ली-एम्बेडेड परिवहन प्रोटीन पर बाध्यकारी साइटों के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं (इस खंड का अध्याय 15 देखें)। इस प्रकार, आंत में अवशोषित अमीनो एसिड पोर्टल प्रणाली के माध्यम से यकृत में प्रवेश करते हैं और फिर रक्त में प्रवेश करते हैं।

अंतिम उत्पादों के लिए अमीनो एसिड का आगे अपचय डीमिनेशन, ट्रांसएमिनेशन और डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रियाओं का एक संयोजन है। इसके अलावा, प्रत्येक व्यक्तिगत अमीनो एसिड का अपना विशिष्ट चयापचय मार्ग होता है।

अमीनो एसिड का डीमिनेशन

अमोनिया बनाने के लिए अमीनो एसिड से अमीनो समूहों को हटाना डीमिनेशन है। यह डीमिनेशन प्रतिक्रियाओं के साथ है कि अमीनो एसिड का अपचय सबसे अधिक बार शुरू होता है। जीवित जीवों में, चार प्रकार के अमीनो एसिड डीमिनेशन संभव हैं।

सभी चार प्रकार के डीमिनेशन का सामान्य उत्पाद अमोनिया है, एक यौगिक जो कोशिकाओं और ऊतकों के लिए काफी विषैला होता है, इसलिए यह शरीर में बेअसर हो जाता है (नीचे देखें)। डीमिनेशन के परिणामस्वरूप, अमोनिया के रूप में अमीनो समूहों के "खो जाने" के कारण, अमीनो एसिड की कुल मात्रा कम हो जाती है। मनुष्यों सहित अधिकांश जीवित जीवों में अमीनो एसिड के ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन की विशेषता होती है, जबकि अन्य प्रकार के डीमिनेशन केवल कुछ सूक्ष्मजीवों में पाए जाते हैं।

एल-अमीनो एसिड का ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन लीवर और किडनी में मौजूद ऑक्सीडेस द्वारा किया जाता है। एल-अमीनो एसिड ऑक्सीडेज का एक सामान्य कोएंजाइम एफएमएन है, जो अमीनो एसिड से ऑक्सीजन तक हाइड्रोजन ट्रांसपोर्टर के रूप में कार्य करता है। समग्र ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन प्रतिक्रिया इस प्रकार है:

आर-सीएच(एनएच 2)-कूह + एफएमएन + एच 2 ओ >

> R-CO-COOH + FMNN 2 + NH 3 + H 2 O 2

प्रतिक्रिया से एक मध्यवर्ती, एक इमिनो एसिड उत्पन्न होता है, जो फिर कीटो एसिड बनाने के लिए हाइड्रेट होता है। कीटो एसिड और अमोनिया के अलावा - मुख्य डीमिनेशन उत्पादों के रूप में, यह प्रतिक्रिया हाइड्रोजन पेरोक्साइड भी पैदा करती है, जो कैटालेज़ की भागीदारी के साथ पानी और ऑक्सीजन में विघटित हो जाती है:

एच 2 ओ 2 > एच 2 ओ + एसओ 2

ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन, एक स्वतंत्र प्रक्रिया के रूप में, अमीनो एसिड के अमीनो समूहों के रूपांतरण में एक छोटी भूमिका निभाता है; केवल ग्लूटामिक एसिड उच्च दर पर विघटित होता है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है, जिसका सहएंजाइम एनएडी या एनएडीएच है। ग्लूटामेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि को एलोस्टेरिक संशोधक द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जीटीपी और एटीपी अवरोधक के रूप में कार्य करते हैं, और जीडीपी और एडीपी उत्प्रेरक के रूप में कार्य करते हैं। ग्लूटामिक एसिड के ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन को निम्नलिखित योजना द्वारा दर्शाया जा सकता है:

NOOS-CH 2 -CH 2 -CH(NH 2)-COOH + NAD >

> HOOC-CH 2 -CH 2 -CO-COOH + NH3 + (NADH + H+)

यह प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, लेकिन जीवित कोशिका स्थितियों में प्रतिक्रिया का संतुलन अमोनिया के निर्माण की ओर स्थानांतरित हो जाता है। अन्य, गैर-ऑक्सीडेटिव प्रकार के डीमिनेशन सेरीन, सिस्टीन, थ्रेओनीन और हिस्टिडीन की विशेषता है। शेष अमीनो एसिड ट्रांसडीमिनेशन से गुजरते हैं।

ट्रांसडीमिनेशन। अमीनो एसिड के कैटोबोलिक टूटने के लिए ट्रांसडीमिनेशन मुख्य मार्ग है। प्रक्रिया के नाम से यह अनुमान लगाना आसान है कि यह दो चरणों में होती है। पहला ट्रांसएमिनेशन है, और दूसरा अमीनो एसिड का वास्तविक ऑक्सीडेटिव डीमिनेशन है। ट्रांसएमिनेशन एमिनोट्रांस्फरेज़ एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होता है, जिन्हें केवल ट्रांसएमिनेस भी कहा जाता है। पाइरिडोक्सल फॉस्फेट (विटामिन बी6) एक कोएंजाइम एमिनोट्रांस्फरेज़ के रूप में कार्य करता है। ट्रांसएमिनेशन का सार एक अमीनो समूह का बी-एमिनो एसिड से बी-कीटो एसिड में स्थानांतरण है। इस प्रकार, ट्रांसएमिनेशन प्रतिक्रिया एक अंतर-आणविक रेडॉक्स प्रक्रिया है जिसमें न केवल परस्पर क्रिया करने वाले अमीनो एसिड के कार्बन परमाणु, बल्कि पाइरिडोक्सल फॉस्फेट भी शामिल होते हैं।

अमीनो एसिड का डीकार्बाक्सिलेशन

अमीनो एसिड डीकार्बाक्सिलेशन, CO2 के रूप में अमीनो एसिड से कार्बोक्सिल समूह को हटाने की प्रक्रिया है। कुछ अमीनो एसिड और उनके डेरिवेटिव जीवित जीव स्थितियों के तहत डीकार्बाक्सिलेशन से गुजर सकते हैं। डिकार्बोक्सिलेशन विशेष एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होता है - डिकार्बोक्सिलेज, जिसका सहएंजाइम (हिस्टिडाइन डिकार्बोक्सिलेज के अपवाद के साथ) पाइरिडोक्सल फॉस्फेट है। डीकार्बाक्सिलेशन के उत्पाद ऐसे एमाइन होते हैं जिनमें जैविक गतिविधि होती है - बायोजेनिक एमाइन। अधिकांश न्यूरोट्रांसमीटर और स्थानीय नियामक कारक (ऊतक मध्यस्थ जो चयापचय को नियंत्रित करते हैं) यौगिकों के इस समूह से संबंधित हैं। एक मनमाना अमीनो एसिड की डीकार्बाक्सिलेशन प्रतिक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

डीकार्बाक्सिलेज

जैविक रूप से सक्रिय अमीनों का निर्माण

मेज़ पूर्वगामी, रासायनिक संरचना, बायोजेनिक एमाइन की जैविक भूमिका

अमीनो एसिड चयापचय संबंधी विकार

शरीर में मेटाबॉलिज्म एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। आदर्श से कोई भी विचलन व्यक्ति के स्वास्थ्य में गिरावट का कारण बन सकता है। अमीनो एसिड चयापचय के वंशानुगत और अधिग्रहित विकार हैं। अमीनो एसिड चयापचय की उच्चतम दर तंत्रिका ऊतक में देखी जाती है। इस कारण से, मनोविश्लेषणात्मक अभ्यास में, विभिन्न वंशानुगत अमीनोएसिडोपैथी को मनोभ्रंश के कारणों में से एक माना जाता है।

टायरोसिन चयापचय विकार.

टायरोसिन, प्रोटीन संश्लेषण में अपनी भूमिका के अलावा, अधिवृक्क हार्मोन एड्रेनालाईन, नॉरपेनेफ्रिन, मध्यस्थ डोपामाइन, थायराइड हार्मोन थायरोक्सिन ट्राईआयोडोथायरोनिन और पिगमेंट का अग्रदूत है। टायरोसिन चयापचय के कई विकार हैं और इन्हें टायरोसिनेमिया कहा जाता है।

टायरोसिनेमिया प्रकार I

एटियलजि. अपर्याप्तता होने पर यह रोग उत्पन्न होता है फ्यूमेरीलैसेटोएसेटेट हाइड्रॉलिसिस. इस मामले में, फ्यूमेरीलैसेटोएसेटेट और इसके मेटाबोलाइट्स जमा हो जाते हैं, जो लीवर और किडनी को प्रभावित करते हैं।

नैदानिक ​​तस्वीर।

तीव्र रूप इस बीमारी के अधिकांश मामले 2-7 महीने की उम्र में शुरू होते हैं। और 1-2 वर्ष की आयु के 90% रोगियों की मृत्यु लीवर की विफलता के कारण होती है।

पर जीर्ण रूप रोग देर से विकसित होता है और धीरे-धीरे बढ़ता है। जीवन प्रत्याशा लगभग 10 वर्ष है। उपचार की मूल बातें . उपचार अप्रभावी है. प्रोटीन, फेनिलएलनिन और टायरोसिन की मात्रा में कमी वाले आहार और ग्लूटाथियोन इंजेक्शन का उपयोग किया जाता है। लीवर प्रत्यारोपण की आवश्यकता है.

टायरोसिनेमिया टाइप 2. बहुत ही दुर्लभ बीमारी.

एटियलजि. यह रोग टायरोसिन एमिनोट्रांस्फरेज़ की कमी के कारण होता है।

नैदानिक ​​तस्वीर। विलंबित मानसिक और शारीरिक विकास, माइक्रोसेफली, मोतियाबिंद और कॉर्नियल केराटोसिस (स्यूडोहर्पेटिक केराटाइटिस), त्वचा हाइपरकेराटोसिस, स्व-विकृति, आंदोलनों का खराब समन्वय।

उपचार की मूल बातें . कम टायरोसिन वाला आहार प्रभावी होता है, और त्वचा और कॉर्निया के घाव जल्दी गायब हो जाते हैं।

नवजात शिशुओं का टायरोसिनेमिया।

एटियलजि. नवजात टायरोसिनेमिया (प्रकार 3) हाइड्रॉक्सीफेनिलपाइरूवेट हाइड्रॉक्सिलेज़ की कमी का परिणाम है। अधिक बार समय से पहले जन्मे बच्चों में देखा जाता है।

नैदानिक ​​तस्वीर। गतिविधि और सुस्ती में कमी. विसंगति को हानिरहित माना जाता है। एस्कॉर्बिक एसिड की कमी नैदानिक ​​तस्वीर को बढ़ाती है।

उपचार की मूल बातें. प्रोटीन, फेनिलएलनिन, टायरोसिन की कम मात्रा और एस्कॉर्बिक एसिड की उच्च खुराक वाला आहार।

अल्काप्टोनुरिया।

एटियलजि. जेनेटिक ऑटोसोमल रिसेसिव एंजाइमोपैथी। यह रोग लीवर एंजाइम होमोगेंटिसेट ऑक्सीडेज की गतिविधि में कमी पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप शरीर में होमोगेंटिसिक एसिड जमा हो जाता है।

नैदानिक ​​तस्वीर। चूँकि होमोगेंटिसेट हवा में मेलेनिन जैसे यौगिक में पोलीमराइज़ हो जाता है, सबसे आम और निरंतर लक्षण गहरे रंग का मूत्र है, डायपर और अंडरवियर पर गहरे भूरे रंग के धब्बे बने रहते हैं। यह रोग बचपन में किसी अन्य रूप में प्रकट नहीं होता है।

उम्र के साथ, होमोगेंटिसिन एसिड संयोजी ऊतक संरचनाओं, श्वेतपटल और त्वचा में जमा हो जाता है, जिससे कान और नाक के उपास्थि की स्लेट-गहरी छाया, कपड़ों के दाग वाले क्षेत्र, शरीर के पसीने वाले क्षेत्र (बगल) हो जाते हैं।

साथ ही, होमोगेंटिसिनिक एसिड लाइसिल हाइड्रॉक्सीलेज़ को रोकता है, कोलेजन संश्लेषण को रोकता है, जो उपास्थि संरचनाओं को नाजुक बनाता है। वृद्धावस्था तक, रीढ़ और बड़े जोड़ों में अपक्षयी आर्थ्रोसिस हो जाता है, इंटरवर्टेब्रल स्थान संकुचित हो जाते हैं।

उपचार की मूल बातें. यद्यपि प्रभावी तरीके अज्ञात हैं, अन्य अमीनो एसिड विकारों के अनुरूप, कम उम्र से फेनिलएलनिन और टायरोसिन के सेवन को सीमित करने की सिफारिश की जाती है, जिससे ओक्रोनोसिस और संयुक्त विकारों के विकास को रोका जाना चाहिए। लाइसिल ऑक्सीडेज की गतिविधि की रक्षा के लिए एस्कॉर्बिक एसिड की बड़ी खुराक निर्धारित की जाती है।

रंगहीनता

एटियलजि. यह रोग एंजाइम टायरोसिनेस (आवृत्ति 1:20000) के संश्लेषण में पूर्ण या आंशिक दोष के कारण होता है, जो वर्णक कोशिकाओं में डाइऑक्सीफेनिलएलनिन के संश्लेषण के लिए आवश्यक है।

नैदानिक ​​तस्वीर। एंजाइम की पूर्ण अनुपस्थिति में, त्वचा, बाल, आंखों का पूर्ण विघटन होता है, और रंग सभी नस्लीय समूहों के लिए समान होता है और उम्र के साथ नहीं बदलता है। त्वचा सांवली नहीं होती है, कोई नेवी या उम्र के धब्बे बिल्कुल नहीं होते हैं और फोटोडर्माटाइटिस विकसित हो जाता है। निस्टागमस, फोटोफोबिया, डे ब्लाइंडनेस और लाल प्यूपिलरी रिफ्लेक्स दृढ़ता से व्यक्त किए जाते हैं। आंशिक कमी के साथ, हल्के पीले बाल, कमजोर रंग वाले तिल और बहुत गोरी त्वचा देखी जाती है।

parkinsonism .

एटियलजि. पार्किंसनिज़्म का कारण (60 वर्ष के बाद आवृत्ति 1:200) तंत्रिका ऊतक में टायरोसिन हाइड्रॉक्सिलेज़ या डीओपीए डिकाबॉक्सिलेज़ की कम गतिविधि है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन की कमी और टायरामाइन का संचय होता है।

नैदानिक ​​तस्वीर। सबसे आम लक्षण मांसपेशियों में अकड़न, अकड़न, कंपकंपी और सहज हरकतें हैं।

उपचार की मूल बातें. औषधीय डोपामाइन एनालॉग्स के व्यवस्थित प्रशासन और मोनोमाइन ऑक्सीडेज अवरोधकों के उपयोग की आवश्यकता होती है।

फ्यूमरेट एसीटोएसेटेट

फेनिलकेटोनुरिया

एटियलजि. कमी फेनिलएलनिन हाइड्रॉक्सिलेज़।फेनिलएलनिन को फेनिलपाइरूवेट में परिवर्तित किया जाता है।

नैदानिक ​​तस्वीर।

§ तंत्रिका माइलिनेशन की गड़बड़ी

§ मस्तिष्क का द्रव्यमान सामान्य से कम है.

§ मानसिक और शारीरिक विकलांगता.

नैदानिक ​​मानदंड:

§ रक्त में फेनिलएलनिन का स्तर.

§ FeCl3 परीक्षण।

§ डीएनए नमूने (प्रसवपूर्व).

निष्कर्ष

प्रोटीन और अमीनो एसिड का चयापचय जीवों के जीवन में एक महत्वपूर्ण और अपूरणीय भूमिका निभाता है। यह एक ऐसा तंत्र है जिसे सबसे छोटे विवरण तक परिष्कृत किया गया है। प्रोटीन चयापचय का अध्ययन हमें सबसे महत्वपूर्ण जैविक धारणा में निहित गहरे अर्थ को विस्तार से समझने की अनुमति देता है कि "जीव प्रोटीन से बने होते हैं।" इस अभिधारणा में असाधारण जैविक महत्व शामिल है जो विशेष रूप से प्रोटीन यौगिकों में निहित है।

मुख्य साहित्य

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अमीनो एसिड चयापचय

प्रोटीन शरीर में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले कार्बनिक पदार्थ हैं, जो अधिकांश शुष्क शरीर द्रव्यमान (10-12 किग्रा) बनाते हैं। प्रोटीन चयापचय को अमीनो एसिड चयापचय माना जाता है।

प्रोटीन का पाचन

पचा और अवशोषित खानाऔर अंतर्जातप्रोटीन. अंतर्जात प्रोटीन (30-100 ग्राम/दिन) का प्रतिनिधित्व पाचन एंजाइमों और डिसक्वामेटेड आंतों के उपकला के प्रोटीन द्वारा किया जाता है। प्रोटीन का पाचन और अवशोषण बहुत कुशलता से होता है और इसलिए आंतों की सामग्री में केवल 5-10 ग्राम प्रोटीन ही नष्ट होता है। खाद्य प्रोटीन विकृत हो जाते हैं, जिससे उन्हें पचाना आसान हो जाता है।

प्रोटीन पाचन एंजाइम ( हाइड्रोलिसिस) विशेष रूप से प्रोटीन में पेप्टाइड बांड को तोड़ते हैं और इसलिए कहलाते हैं पेप्टिडेज़. इन्हें 2 समूहों में बांटा गया है: 1) एंडोपेप्टाइडेस- आंतरिक पेप्टाइड बांड को तोड़ें और प्रोटीन के टुकड़े (पेप्सिन, ट्रिप्सिन) बनाएं; 2) exopeptidasesटर्मिनल अमीनो एसिड के पेप्टाइड बंधन पर कार्य करें। एक्सोपेप्टिडेज़ को विभाजित किया गया है कार्बोक्सीपेप्टाइडेस(सी-टर्मिनल अमीनो एसिड को हटा दें) और अमीनोपेप्टाइडेस(एन-टर्मिनल अमीनो एसिड को हटा दें)।

प्रोटीन पाचन के लिए प्रोटीयोलाइटिक एंजाइमों का उत्पादन किया जाता है पेट, अग्न्याशयऔर छोटी आंत. मौखिक गुहा में लार में एंजाइम की कमी के कारण प्रोटीन पच नहीं पाता है।

पेट. प्रोटीन का पाचन पेट में शुरू होता है। जब प्रोटीन गैस्ट्रिक म्यूकोसा में प्रवेश करता है, तो एक हार्मोन जैसा पदार्थ उत्पन्न होता है गैस्ट्रीन, जो एचसीएल के स्राव को सक्रिय करता है पार्श्विक कोशिकाएंपेट और पेप्सिनोजन - मुख्य कोशिकाओंपेट।

हाइड्रोक्लोरिक एसिड (गैस्ट्रिक जूस का पीएच 1.0-2.5) 2 सबसे महत्वपूर्ण कार्य करता है: यह प्रोटीन के विकृतीकरण और सूक्ष्मजीवों की मृत्यु का कारण बनता है। एक वयस्क में, गैस्ट्रिक जूस एंजाइम होते हैं पित्त का एक प्रधान अंशऔर गैस्ट्रिकिन, शिशुओं में रेनिन.

1. पेप्सिन का उत्पादन होता है मुख्यगैस्ट्रिक म्यूकोसा की कोशिकाएं निष्क्रिय अवस्था में होती हैं पेप्सिनोजेन(एम.एम. 40000 दा). की उपस्थिति में पेप्सिनोजेन सक्रिय पेप्सिन में परिवर्तित हो जाता है एचसीएलऔर स्वचालित रूप सेअन्य पेप्सिन अणुओं के प्रभाव में: अणु के एन-टर्मिनस से 42 अमीनो एसिड अवशेष 5 तटस्थ पेप्टाइड्स (mw लगभग 1000 Da) और एक क्षारीय पेप्टाइड (mw 3200 Da) के रूप में निकल जाते हैं। मम. पेप्सिन 32700 हां, पीएच इष्टतम 1,0-2,0 . पेप्सिन गठित पेप्टाइड बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है सुगंधित अमीनो एसिड के अमीनो समूह(हेयर ड्रायर, शूटिंग रेंज), साथ ही एस्पार्टिक, ग्लूटामिक एसिड, ल्यूसीन और अला-अला, अला-सेर जोड़े।

2. पेप्सिनोजेन से एक अन्य पेप्सिन जैसा एंजाइम बनता है - गैस्ट्रिकिन(मिमी 31500 दा), इष्टतम पीएच 3.0-5.0। सामान्य गैस्ट्रिक जूस में पेप्सिन/गैस्ट्रिक्सिन का अनुपात 4:1 होता है।

3. रेनिनशिशुओं के गैस्ट्रिक जूस में पाया जाता है; इष्टतम पीएच 4.5. एंजाइम दूध को जमा देता है, यानी। कैल्शियम आयनों की उपस्थिति में घुलनशील रूप में परिवर्तित हो जाता है कैसिइनोजेनअघुलनशील में कैसिइन. पाचन तंत्र के माध्यम से इसकी प्रगति धीमी हो जाती है, जिससे प्रोटीनेस की क्रिया का समय बढ़ जाता है।

पेट में एंजाइमों की क्रिया के परिणामस्वरूप, पेप्टाइड्स और थोड़ी मात्रा में मुक्त अमीनो एसिड बनते हैं, जो रिहाई को उत्तेजित करते हैं cholecystokininग्रहणी में.

ग्रहणी. पेट की सामग्री ग्रहणी में प्रवेश करती है और स्राव को उत्तेजित करती है गुप्तखून में. सेक्रेटिन अग्न्याशय में बाइकार्बोनेट के स्राव को सक्रिय करता है, जो हाइड्रोक्लोरिक एसिड को निष्क्रिय करता है और पीएच को 7.0 तक बढ़ाता है। ग्रहणी के ऊपरी भाग में गठित मुक्त अमीनो एसिड के प्रभाव में, cholecystokinin, जो अग्न्याशय एंजाइमों के स्राव और पित्ताशय के संकुचन को उत्तेजित करता है।

प्रोटीन का पाचन सेरीन के एक समूह द्वारा किया जाता है (सक्रिय केंद्र में सेरीन का एक OH समूह होता है) अग्न्याशय मूल के प्रोटीन: ट्रिप्सिन, काइमोट्रिप्सिन, कार्बोक्सीपेप्टिडेज़, इलास्टेज।

1. एन्जाइमों का निर्माण होता है निष्क्रिय पूर्ववर्ती- प्रोएंजाइम। निष्क्रिय अग्रदूतों के रूप में प्रोटियोलिटिक एंजाइमों का संश्लेषण अग्न्याशय की एक्सोक्राइन कोशिकाओं को विनाश से बचाता है। इसका संश्लेषण अग्न्याशय में भी होता है अग्नाशयी ट्रिप्सिन अवरोधक, जो अग्न्याशय के अंदर सक्रिय एंजाइमों के संश्लेषण को रोकता है।

2. प्रोएंजाइम के सक्रियण के लिए प्रमुख एंजाइम है एंटरोपेप्टिडेज़(एंटरोकिनेज), आंतों के म्यूकोसा की कोशिकाओं द्वारा स्रावित होता है।

3. एंटरोकिनेस एन-टर्मिनस से हेक्सापेप्टाइड को तोड़ता है ट्रिप्सिनोजेनऔर सक्रिय बनता है ट्रिप्सिन, जो फिर शेष प्रोटीनेस को सक्रिय करता है।

4. ट्रिप्सिन पेप्टाइड बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है, जिसके गठन में कार्बोक्सिल समूह शामिल होते हैं बुनियादी अमीनो एसिड(लाइसिन, आर्जिनिन)।

5.काइमोट्रिप्सिन- एंडोपेप्टिडेज़, काइमोट्रिप्सिनोजेन के रूप में अग्न्याशय में उत्पन्न होता है। छोटी आंत में, ट्रिप्सिन की भागीदारी से, काइमोट्रिप्सिन के सक्रिय रूप बनते हैं - ए, डी और पी। काइमोट्रिप्सिन गठित पेप्टाइड बांड के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है सुगंधित अमीनो एसिड के कार्बोक्सिल समूह.

6. विशिष्ट संयोजी ऊतक प्रोटीन - इलास्टिन और कोलेजन - अग्न्याशय एंडोपेप्टिडेज़ की मदद से पचते हैं - इलास्टेजऔर कोलेजिनेस.

7. अग्न्याशय कार्बोक्सीपेप्टिडेस (ए और बी) हैं मेटालोएंजाइम, Zn 2+ आयन युक्त। उनमें सब्सट्रेट विशिष्टता होती है और सी-टर्मिनल अमीनो एसिड टूट जाते हैं। ग्रहणी में पाचन के परिणामस्वरूप छोटे पेप्टाइड्स (2-8 अमीनो एसिड) और मुक्त अमीनो एसिड बनते हैं।

छोटी आंत मेंलघु पेप्टाइड्स का अंतिम पाचन और अमीनो एसिड का अवशोषण होता है। यहां कार्रवाई करें अमीनोपेप्टाइडेसआंतों की उत्पत्ति, एन-टर्मिनल अमीनो एसिड को विभाजित करना, साथ ही तीन - और डाइपेप्टिडेज़.

अमीनो एसिड का अवशोषण

मुक्त अमीनो एसिड, डाइपेप्टाइड्स और थोड़ी मात्रा में ट्रिपेप्टाइड्स छोटी आंत में अवशोषित होते हैं। अवशोषण के बाद, डि- और ट्रिपेप्टाइड्स को उपकला कोशिकाओं के साइटोसोल में मुक्त अमीनो एसिड में हाइड्रोलाइज किया जाता है। केवल प्रोटीनयुक्त भोजन खाने के बाद मुक्त अमीनो एसिडपोर्टल शिरा में पाया जाता है। रक्त में अमीनो एसिड की अधिकतम सांद्रता प्राप्त होती है 30-50 मेंखाने के बाद मि.

मुक्त एल-अमीनो एसिड कोशिका झिल्ली में स्थानांतरित होते हैं माध्यमिक सक्रिय परिवहन, Na + ,K + -ATPase के कामकाज से जुड़ा हुआ है। कोशिकाओं में अमीनो एसिड का स्थानांतरण अक्सर अमीनो एसिड और सोडियम आयनों के सहसंबंध के रूप में होता है। ऐसा माना जाता है कि कम से कम छह परिवहन प्रणालियाँ (ट्रांसलोकेस) हैं, जिनमें से प्रत्येक को अमीनो एसिड के परिवहन के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है जो संरचना में समान हैं: 1) एक छोटे रेडिकल (अला, सेर, ट्राई) के साथ तटस्थ अमीनो एसिड; 2) भारी रेडिकल और सुगंधित अमीनो एसिड (वैल, ल्यू, आइल, मेट, फेन, टायर) के साथ तटस्थ अमीनो एसिड; 3) अम्लीय अमीनो एसिड (एएसपी, ग्लू), 4) मूल अमीनो एसिड (लिस, आर्ग), 5) प्रोलाइन, 6) β-एमिनो एसिड (टॉरिन, β-अलैनिन)। ये प्रणालियाँ, सोडियम आयनों को बाँधकर, वाहक प्रोटीन को अमीनो एसिड के लिए अत्यधिक बढ़ी हुई आत्मीयता वाली स्थिति में परिवर्तित करने के लिए प्रेरित करती हैं; Na+ को एक सांद्रण प्रवणता के साथ कोशिका में ले जाया जाता है और साथ ही अमीनो एसिड अणुओं को कोशिका में स्थानांतरित किया जाता है। Na + ग्रेडिएंट जितना अधिक होगा, अमीनो एसिड के अवशोषण की दर उतनी ही अधिक होगी, जो ट्रांसलोकेस में संबंधित बाध्यकारी साइटों के लिए एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं।

प्लाज्मा झिल्ली में अमीनो एसिड के सक्रिय परिवहन के अन्य तंत्र ज्ञात हैं। ए. मिस्टर ने प्लाज्मा झिल्लियों के माध्यम से अमीनो एसिड के ट्रांसमेम्ब्रेन स्थानांतरण के लिए एक योजना प्रस्तावित की, जिसे कहा जाता है जी-ग्लूटामिनिल चक्र।

कोशिका झिल्ली के माध्यम से अमीनो एसिड के परिवहन के γ-ग्लूटामाइल चक्र की परिकल्पना के अनुसार, अमीनो एसिड ट्रांसपोर्टर की भूमिका ट्रिपेप्टाइड से संबंधित है, जो जैविक प्रणालियों में व्यापक है ग्लूटेथिओन.

1. इस प्रक्रिया में मुख्य भूमिका एक एंजाइम द्वारा निभाई जाती है जी-ग्लूटामिनिलट्रांसफेरेज़(ट्रांसपेप्टिडेज़), जो प्लाज्मा झिल्ली में स्थानीयकृत होता है। यह एंजाइम इंट्रासेल्युलर ट्रिपेप्टाइड ग्लूटाथियोन (जी-ग्लूक-सीआईएस-ग्लाइ) के जी-ग्लूटामाइल समूह को एक बाह्य कोशिकीय अमीनो एसिड में स्थानांतरित करता है।

2. परिणामी जटिल जी-ग्लूटामाइल अमीनो एसिडकोशिका के साइटोसोल में प्रवेश करता है, जहां अमीनो एसिड निकलता है।

3. 5-ऑक्सोप्रोलाइन के रूप में जी-ग्लूटामाइल समूह, एंजाइमेटिक चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से और एटीपी की भागीदारी के साथ जुड़ता है सीआईएस-ग्लाइ, जो ग्लूटाथियोन अणु की बहाली की ओर ले जाता है। जब अगला अमीनो एसिड अणु झिल्ली के माध्यम से स्थानांतरित होता है, तो परिवर्तनों का चक्र दोहराया जाता है। एक अमीनो एसिड के परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है 3 एटीपी अणु.

γ-ग्लूटामाइल चक्र के सभी एंजाइम विभिन्न ऊतकों में उच्च सांद्रता में पाए जाते हैं - गुर्दे, छोटी आंत के विली एपिथेलियम, लार ग्रंथियां, पित्त नली, आदि। आंत में अवशोषण के बाद, अमीनो एसिड पोर्टल शिरा के माध्यम से यकृत में प्रवेश करते हैं, और फिर रक्त द्वारा शरीर के सभी ऊतकों में वितरित हो जाते हैं।

अक्षुण्ण प्रोटीन और पेप्टाइड्स का अवशोषण: जन्म के बाद छोटी अवधि के दौरान, अक्षुण्ण पेप्टाइड्स और प्रोटीन को एंडोसाइटोसिस या पिनोसाइटोसिस द्वारा आंत में अवशोषित किया जा सकता है। यह तंत्र मातृ इम्युनोग्लोबुलिन को बच्चे के शरीर में स्थानांतरित करने के लिए महत्वपूर्ण है। वयस्कों में, अक्षुण्ण प्रोटीन और पेप्टाइड्स का अवशोषण नहीं होता है। हालाँकि, कुछ लोग इस प्रक्रिया का अनुभव करते हैं, जो एंटीबॉडी के निर्माण और खाद्य एलर्जी के विकास का कारण बनता है। हाल के वर्षों में, छोटी आंत के दूरस्थ भागों के श्लेष्म झिल्ली के पेयर पैच के क्षेत्र में बहुलक अणुओं के टुकड़ों को लसीका वाहिकाओं में स्थानांतरित करने की संभावना के बारे में एक राय व्यक्त की गई है।

शरीर में अमीनो एसिड का भंडार

एक वयस्क के शरीर में लगभग 100 ग्राम मुक्त अमीनो एसिड होते हैं, जो अमीनो एसिड फंड (पूल) बनाते हैं। ग्लूटामेट और ग्लूटामाइन 50% अमीनो एसिड बनाते हैं, आवश्यक (आवश्यक) अमीनो एसिड - लगभग 10%। एकाग्रता इंट्रासेल्युलर अमीनो एसिडहमेशा से अधिक कोशिकी. अमीनो एसिड पूल अमीनो एसिड की आपूर्ति और उनके उपयोग के लिए चयापचय मार्गों द्वारा निर्धारित होता है।

अमीनो एसिड के स्रोत

शरीर में प्रोटीन का चयापचय, भोजन से प्रोटीन का सेवन और गैर-आवश्यक अमीनो एसिड का संश्लेषण शरीर में अमीनो एसिड के स्रोत हैं।

1. प्रोटीन पाया जाता है गतिशील अवस्था, अर्थात। अदला-बदली। मानव शरीर लगभग आदान-प्रदान करता है 300-400 ग्रामप्रोटीन. प्रोटीन का आधा जीवन भिन्न-भिन्न होता है - मिनटों (रक्त प्लाज्मा प्रोटीन) से लेकर कई दिनों (आमतौर पर 5-15 दिन) और यहां तक ​​कि महीनों और वर्षों (उदाहरण के लिए, कोलेजन)। असामान्य, दोषपूर्ण और क्षतिग्रस्त प्रोटीन नष्ट हो जाते हैं क्योंकि वे शरीर द्वारा उपयोग नहीं किए जा सकते हैं और उन प्रक्रियाओं को बाधित करते हैं जिनके लिए कार्यात्मक प्रोटीन की आवश्यकता होती है। प्रोटीन विनाश की दर को प्रभावित करने वाले कारकों में शामिल हैं: ए) विकृतीकरण (यानी मूल संरचना का नुकसान) प्रोटियोलिसिस को तेज करता है; बी) लाइसोसोमल एंजाइमों की सक्रियता; ग) ग्लूकोकार्टोइकोड्स और अतिरिक्त थायराइड हार्मोन प्रोटियोलिसिस को बढ़ाते हैं; घ) इंसुलिन प्रोटियोलिसिस को कम करता है और प्रोटीन संश्लेषण को बढ़ाता है।

2.खाद्य प्रोटीन. आदान-प्रदान किए गए प्रोटीन का लगभग 25%, यानी। 100 ग्राम अमीनो एसिड टूटने से गुजरते हैं और ये नुकसान होता है भोजन से पुनः पूर्ति हो जाती है. चूंकि अमीनो एसिड नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के लिए नाइट्रोजन का मुख्य स्रोत हैं, वे शरीर के नाइट्रोजन संतुलन की स्थिति निर्धारित करते हैं। नाइट्रोजन संतुलन- यह शरीर में प्रवेश करने वाले नाइट्रोजन और शरीर से निकाले गए नाइट्रोजन के बीच का अंतर है। नाइट्रोजन संतुलनदेखा गया कि शरीर में प्रवेश करने वाली नाइट्रोजन की मात्रा शरीर से उत्सर्जित नाइट्रोजन की मात्रा (स्वस्थ वयस्कों में) के बराबर है। सकारात्मक नाइट्रोजन संतुलनयदि शरीर में प्रवेश करने वाली नाइट्रोजन की मात्रा शरीर से उत्सर्जित नाइट्रोजन की मात्रा (विकास, एनाबॉलिक दवाओं का प्रशासन, भ्रूण का विकास) से अधिक है तो देखा जाता है। नकारात्मक नाइट्रोजन संतुलनयदि शरीर में प्रवेश करने वाली नाइट्रोजन की मात्रा शरीर से उत्सर्जित नाइट्रोजन की मात्रा से कम है (उम्र बढ़ने, प्रोटीन भुखमरी, हाइपोकिनेसिया, पुरानी बीमारियां, जलन)। रूबनर पहनने का गुणांक- 8-10 दिन के प्रोटीन उपवास के दौरान, ऊतकों में लगभग स्थिर मात्रा में प्रोटीन टूट जाता है - 23.2 ग्राम, या 53 मिलीग्राम नाइट्रोजन प्रति दिन प्रति 1 किलोग्राम शरीर के वजन (0.053 × 6.25 × 70 = 23.2, जहां 6.25) - गुणांक दर्शाता है कि प्रोटीन में लगभग 16% नाइट्रोजन होता है; 70 किग्रा - मानव शरीर का वजन)। यदि भोजन में प्रति दिन 23.2 ग्राम प्रोटीन होता है, तो एक नकारात्मक नाइट्रोजन संतुलन विकसित होता है। प्रोटीन की शारीरिक न्यूनतम मात्रा (लगभग 30-45 ग्राम प्रति दिन) नाइट्रोजन संतुलन की ओर ले जाती है (लेकिन थोड़े समय के लिए)। औसत शारीरिक गतिविधि के साथ, एक व्यक्ति को प्रतिदिन 100-120 ग्राम प्रोटीन की आवश्यकता होती है।