인체에서 요소가 제거되는 경로

아미노산은 단백질 분자를 구성하는 기본 단위입니다. 단백질은 생명 활동의 기초입니다. 신체의 대부분의 단백질은 끊임없이 분해와 동화작용을 겪고 있습니다. 세포는 끊임없이 아미노산을 사용하여 단백질을 합성하고 단백질을 아미노산으로 분해합니다. 한편으로 신체의 이러한 전환 과정은 축적되어 세포를 손상시킬 수 있는 비정상적인 단백질을 제거합니다. 한편, 효소나 조절 단백질의 활성은 합성과 분해에 의해 조절되어 세포 대사를 조절합니다. 실제로 효소 수준은 합성뿐만 아니라 분해에 의해서도 결정됩니다. 따라서 세포의 경우 단백질 분해와 합성이 똑같이 중요합니다. ?

단백질 이화작용은 먼저 효소의 촉매작용을 받아 아미노산으로 가수분해되고, 이후 각 아미노산이 이화작용을 거치거나 다른 물질로 전환되거나 새로운 단백질 합성에 참여한다. 따라서 아미노산 대사는 단백질 이화작용의 핵심 구성요소입니다. ?

음식의 단백질은 소화 흡수된 후 아미노산의 형태로 혈액순환을 통해 체내 여러 조직으로 운반됩니다. 이 공급원의 아미노산을 외인성 아미노산이라고 합니다. 신체의 다양한 조직에 있는 단백질은 조직 효소의 작용에 따라 지속적으로 아미노산으로 분해됩니다. 신체는 일부 아미노산(비필수 아미노산)을 합성할 수도 있습니다. 이 두 가지 아미노산 공급원을 내인성 아미노산이라고 합니다. 외인성 아미노산과 내인성 아미노산 사이에는 차이가 없습니다. 둘 다 신체의 아미노산 대사 풀(대사 풀)을 구성합니다. 아미노산 대사 풀은 일반적으로 유리 아미노산의 총량을 기준으로 계산됩니다. 신체에는 아미노산을 저장하는 특수 조직 및 기관이 없습니다. 아미노산 대사 풀에는 실제로 세포내액, 세포간액 및 혈액의 아미노산이 포함됩니다. ?

아미노산의 주요 기능은 단백질, 펩타이드 및 기타 질소 함유 생리 활성 물질을 합성하는 것입니다. 비타민(비타민 PP는 예외) 외에도 단백질, 펩타이드 호르몬, 아미노산 유도체, 멜라닌, 퓨린 염기, 피리미딘 염기, 크레아틴, 아민, 조효소 등 체내의 다양한 질소 함유 물질이 아미노산에서 전환될 수 있습니다. 또는 보철 그룹 등. ?

아미노산의 구조상 곁사슬에 있는 서로 다른 R 그룹을 제외하고 모두 α-아미노 그룹과 α-카르복실 그룹을 가지고 있습니다. 신체 내 아미노산의 이화작용은 실제로 아미노, 카르복실 및 Rα 그룹의 대사입니다. 아미노산 이화작용의 주요 경로는 암모니아와 상응하는 α-케토산을 생성하는 탈아미노화이며, 아미노산 이화작용의 또 다른 경로는 탈카르복실화하여 CO2와 아민을 생성하는 것입니다. 아민은 체내에서 아민 산화효소의 작용을 통해 암모니아와 그에 상응하는 알데히드 및 ​​산으로 더 분해될 수 있습니다. 암모니아는 인체에 ​​유해한 물질로 주로 요소로 합성되어 체내에서 배설됩니다. 또한 다른 질소 함유 물질(비필수아미노산, 글루타민 등 포함)도 합성될 수 있습니다. 소변을 통해 직접 배설될 수 있습니다. Rα 그룹 부분에서 생성된 케토산은 추가로 산화 및 분해되어 CO2와 물을 생성하고, 특정 대사 반응을 통해 당이나 지질로 전환되어 체내에 저장될 수 있습니다. 아미노산마다 구조가 다르기 때문에 대사에도 고유한 특성이 있습니다. ?

각 조직과 기관은 아미노산 대사에서 서로 다른 역할을 하며, 그 중 간이 가장 중요합니다. 간 단백질 재생 속도가 상대적으로 빠르고 아미노산 대사가 활발하며, 대부분의 아미노산은 간에서 분해되는 동시에 암모니아의 해독 과정도 주로 간에서 수행됩니다. 분지형 아미노산의 이화작용은 주로 근육 조직에서 발생합니다. ?

식품의 단백질 함량도 아미노산의 대사율에 영향을 미칩니다. 고단백 식단은 아미노산 대사와 관련된 효소의 합성을 유도하여 신진대사를 촉진시킬 수 있습니다(그림 7-1).

그림 7-1 아미노산 대사의 기본 개요

1. 아미노산의 탈아미노화?

그림 7-2 글루타메이트 탈수소효소가 촉매하는 산화적 탈수소화 반응

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탈아민화는 효소의 촉매작용 하에서 아미노산이 탈아민화되어 α-케토산을 형성하는 과정을 의미합니다. 이것이 아미노산이 체내에서 분해되는 주요 방식입니다. 인간의 단백질 합성에는 20가지 종류의 아미노산이 있으며, 구조와 탈아미노화 방법이 다양하며, 주로 산화성 탈아미노화, 결합성 탈아미노화, 비산화성 탈아미노화가 가장 중요합니다. ?

(1) 산화적 탈아미노화(Oxidative

Deamination)?

산화성 탈아미노화는 효소의 촉매작용 하에서 아미노산의 산화적 탈수소화 과정을 말한다. 동시 탈염.

?

비호기성 탈수소효소에 의해 촉매되는 산화적 탈아미노화?

글루타메이트는 글루타메이트 탈수소효소(글루타메이트

탈수소효소)에 의해 미토콘드리아에서 생성되며 산화적 탈아민화를 촉진합니다. 글루타메이트 탈수소효소는 NAD+ 또는 NADP+를 조효소로 사용하는 비호기성 탈수소효소입니다. 산화 반응은 글루탐산 Cα 탈수소화를 NAD(P)+로 전달하여 α-이미노글루타르산을 형성한 다음 가수분해되어 α-케토글루타르산과 암모니아를 생성합니다(그림 7-2). ?

글루타민산 탈수소효소는 알로스테릭 효소입니다. GDP와 ADP는 알로스테릭 활성화제이고 ATP와 GTP는 알로스테릭 억제제입니다. ?

체내에서는 글루타메이트 탈수소효소가 가역적 반응을 촉매합니다. 일반적으로 암모니아의 농도가 높으면 인체에 해로우며, 이러한 반응평형점이 낮은 암모니아 농도를 유지하는데 도움이 되기 때문에 글루타민산염의 합성(ΔG°′≒30kJ·mal?1)을 선호한다. 그러나 글루타메이트의 농도가 높고 NH3의 농도가 낮을 ​​경우 탈아미노화 및 α-케토글루타레이트 생성에 유리합니다. ?

(2) 아미노기 전이?

아미노기 전이는 전이효소의 촉매 작용 하에 α-아미노산의 아미노기가 다른 α-케토산으로 전달되어 상응하는 α-케토산을 형성하는 것을 말합니다. α-케토산과 새로운 α-아미노산 공정. ?

체내의 대부분의 아미노산은 아미노전이를 통해 탈아미노화됩니다. 단백질 합성에 관여하는 20가지 α-아미노산 중 아미노전이에 참여하지 않는 글리신, 라이신, 트레오닌, 프롤린을 제외하고 나머지는 특정 아미노트랜스퍼라제에 의해 촉매되어 아미노전이에 참여할 수 있습니다. 아미노전이에 가장 중요한 아미노 수용체는 새로 형성된 아미노산인 글루타민산을 생성하는 α-케토글루타레이트입니다.

글루타민산의 아미노 그룹은 옥살로아세트산으로 추가로 전달되어 α케토글루타레이트와 아스파르트산을 생성합니다. ?

아니면 피루브산으로 옮겨졌습니다. α-케토글루타르산과 알라닌이 생성되고, 2차 아미노기전이반응을 통해 α-케토글루타르산이 재생된다.

따라서 체내에는 글루타민피루브트랜스아미나제(GPT)와 글루타민산옥살로아세트산트랜스아미나제(GOT) 활동이 강하다. ?

이 반응에서는 아미노전이반응이 가역적이므로 △G°′≒0이므로 평형상수는 약 1이다. 반응의 방향은 네 가지 반응물의 상대적 농도에 따라 달라집니다. 따라서 아미노전이는 체내에서 특정 아미노산(비필수 아미노산)을 합성하는 중요한 경로이기도 합니다. ?

2. 아미노전이 메커니즘: ?

아미노전이 과정은 두 단계로 나눌 수 있습니다: ?

(1) 아미노산이 효소로 아미노전이 상응하는 케토산과 아미노라제를 생성하는 분자:

(2) NH2는 다른 케토산(예: α-케토글루타레이트)으로 전달되어 아미노산을 생성하고 효소를 방출합니다. 분자:

NH2 유전자를 전달하기 위해 트랜스아미나제는 알데히드 함유 조효소-피리독살-5'-인산(PLP)의 참여가 필요합니다. 아미노기 전이 과정에서 조효소 PLP는 피리독사민 5'인산(PMP)으로 전환됩니다. PLP는 알데히드기를 효소 분자의 라이신 Ω 아미노기와 축합하여 쉬프(Schiff) 염기를 형성하고 하위효소 분자에 결합됩니다. ?

Esmond Snell, Alexandre

Branstein과 David Metgler 등은 트랜스아미네이션이 탁구 메커니즘이며 두 단계가 세 단계로 나누어져 있음을 밝혔습니다(그림 7-3). ). ?

그림 7-3 PLP? 의존적 효소 아미노전이 반응 메커니즘

첫 번째 단계: 아미노산이 케토산으로 전환?

(1) 아미노산 친핵성 NH2 그룹은 효소 PLP의 쉬프 염기 C 원자에 작용하여 전이반응(트랜시미네이션 또는 트랜스시피게이션)을 통해 아미노산 PLP를 형성하는 쉬프알칼리를 복원하면서 효소 분자에 있는 라이신의 NH2 그룹.

?

(2) 아미노산 α수소는 효소 활성 부위 라이신에 의해 촉매되고, 진동에 안정한 중간 생성물을 통해 PLP의 4번 위치에 있는 C 원자에 양성자가 첨가되어 아미노 산 α를 LP로

쉬프 염기 분자는 α?케토산?PMP 쉬프 염기로 재배열됩니다. ?

(3) 가수분해는 PMP와 α-케토산을 생성합니다. ?

두 번째 단계: α-케토산이 아미노산으로 전환되나요?

아미노산 교환 반응 주기를 완료하려면 보효소가 PMP에서 E?PLP로 전환되어야 합니다.

Schiff 형식, 이 과정도 세 단계로 구성되며 위 반응의 역과정입니다. ?

(1) PMP는 α-케토산과 반응하여 α-케토산 쉬프 염기를 형성합니다. ?

(2) 분자 재배열, α?케토산?PMP

쉬프 염기는 아미노산?PLP 쉬프 염기가 됩니다. ?

(3) 효소의 활성부위에 있는 라이신 Ω?NH2기가 아미노산인 ?PLP

Schiff 염기를 공격하고, 전이반응을 통해 활성효소를 생성하는 ?PLP Schiff 염기를 생성하고 형성된 새로운 아미노산을 방출합니다. ?

아미노전이 반응에서는 보조효소가 PLP와 PMP 사이에서 전환되며, 반응에서 아미노기가 α-케토산과 α-β아미노산 사이로 이동하는 역할을 합니다. 아미노 교환 반응에서는 순 NH3 생성이 없음을 알 수 있습니다. ?

3. 트랜스아미네이션의 생리학적 의미는?

트랜스아미네이션은 매우 중요한 역할을 합니다. 체내의 비필수 아미노산의 유형과 양은 체내에서 단백질 합성 중 비필수 아미노산에 대한 수요를 충족시키기 위해 아미노전이를 통해 조정될 수 있습니다. ?

트랜스아미노화(transamination) 역시 복합탈아미노화의 중요한 구성 요소로 체내 암모니아의 변형과 이동을 촉진하고 체내의 당 대사, 지질 대사, 아미노산 대사를 연결한다. ?

(3) 복합탈아미노화?

결합탈아미노화는 체내 주요 탈아미노화 방법이다. 두 가지 주요 반응 경로가 있습니다:?

1. L-글루타민산 탈수소효소와 트랜스아미나제에 의해 촉매되는 결합된 탈아미노화: 첫째, 특정 아미노산의 α-아미노 그룹이 트랜스아미나제에 의해 촉매됩니다. 케토글루타레이트는 글루타메이트를 생성하고 L-글루타메이트 탈수소효소의 작용으로 글루타민산은 산화적으로 탈아미노화되어 α-케토글루타레이트를 생성하고 α-케토글루타레이트는 계속해서 아미노전이에 참여합니다. ?

L-글루타메이트 탈수소효소는 주로 간, 신장, 뇌 등의 조직에 분포하며, α-케토글루타레이트의 아미노전이 효과는 다양한 조직에서 흔히 나타나기 때문에 이러한 결합탈아미노화는 주로 다음과 같은 조직에서 발생합니다. 간, 신장, 뇌와 같습니다. 결합탈아미노화반응은 가역적 반응이므로 결합아미노화반응이라고도 한다. ?

2. 퓨린

뉴클레오티드 회로): 골격근 및 심근 조직에서 Lβ글루타메이트 탈수소효소의 활성이 매우 낮아 위의 결합된 탈아미노화 반응의 형태. 그러나 골격근과 심장 근육에는 아데닐산 탈아미노효소(아데닐산

탈아미노효소)가 풍부하며, 이는 물 첨가 및 아데닐산 탈아미노화를 촉매하여 이노신 뉴클레오티드(IMP)를 생성할 수 있습니다. ?

아미노산은 두 번의 아미노 교환 반응 후에 자신의 α-아미노기를 옥살로아세트산으로 전달하여 아스파르트산을 생성할 수 있습니다. 아스파르트산은 이 아미노기를 하이포크산틴 뉴클레오티드로 전달하여 아데닌 뉴클레오티드를 생성할 수 있습니다(중간체 화합물인 아데닐로숙신산을 통해). 탈아미노화 과정은 그림 7-4로 표현될 수 있다.

그림 7-4 아데닌 뉴클레오티드 회로

현재 퓨린 뉴클레오티드 회로는 골격근과 심근에서 아미노산 탈아미노화의 주요 방법으로 알려져 있다. John

Lowenstein은 이 퓨린 뉴클레오티드 순환이 근육 조직 대사에 중요한 역할을 한다는 것을 증명했습니다. 근육 활동이 증가하려면 에너지 공급을 위한 강화된 트리카르복실산 순환이 필요합니다. 이 과정에는 트리카르복실산 회로 중간체의 증가가 필요하며, 근육 조직에는 이러한 보상 반응을 촉매할 수 있는 효소가 부족합니다. 근육 조직은 중간 생성물인 옥살로아세트산을 보충하기 위해 이 퓨린 뉴클레오티드 순환에 의존합니다. 연구에 따르면 근육 조직에서 퓨린 뉴클레오티드 순환 반응을 촉매하는 세 가지 효소의 활성이 다른 조직보다 몇 배 더 높은 것으로 나타났습니다. AMP 데아미나제에 유전적 결함(마이아데닌 데아미나제 결핍)이 있는 환자는 쉽게 피로해지고 운동 후 경련을 경험하는 경우가 많습니다.

이러한 결합형 탈아미노화는 되돌릴 수 없으므로 역과정으로는 비필수 아미노산을 합성할 수 없습니다.

이 대사 경로는 아미노산 대사를 당 대사 및 지질 대사와 연결할 뿐만 아니라 아미노산 대사와 뉴클레오티드 대사를 연결합니다. ?

(4) 비산화성 탈아미노화(비산화

탈아미노화)?

일부 아미노산은 비산화를 통해 아미노기를 아미노산으로 전환할 수도 있습니다. 산화성 탈아미노화. ?

1. 탈수 및 탈아민화. 예를 들어 세린은 세린 탈수효소의 촉매작용으로 암모니아와 피루브산을 생성할 수 있습니다.

트레오닌 탈수효소의 작용으로 트레오닌은 α-케토부티레이트를 생성하고, 이는 아래 그림과 같이 프로피오닐 조효소 A와 숙시닐 AoC에 의해 대사됩니다.

이것은 트레오닌이 체내에서 분해되는 방식 중 하나입니다. ?

2. 이황화물 탈아미노화 시스테인은 이황화물 수소화효소의 촉매작용으로 피루브산과 암모니아를 생성할 수 있습니다.

3. 직접 탈아민화 아스파르트산은 아스파르트산 효소의 작용으로 직접 탈아민화되어 푸마르산과 암모니아를 생성할 수 있습니다. ?

2. 암모니아의 대사?

(1) 암모니아의 근원?

1. 조직 내 아미노산이 분해되어 생성되는 암모니아. 탈아미노화탈아민화 또는 다른 수단에 의한 탈아민화는 조직 내 암모니아의 주요 공급원입니다. 조직 내 아미노산은 탈카르복실화 반응을 거쳐 아민을 생성하고, 이는 모노아민 산화효소 또는 디아민 산화효소에 의해 작용하여 유리 암모니아 및 이에 상응하는 알데히드를 생성합니다. 이는 아미노산 분해로 생성되는 암모니아의 2차 공급원입니다. 조직에서는 신체의 암모니아의 주요 공급원입니다. 식단에 단백질이 너무 많으면 이 부분에서 암모니아 생성도 증가합니다. ?

2. 신장에서 나오는 암모니아 혈액 속의 글루타민이 신장을 통해 흐를 때 신세뇨관 상피세포에 있는 글루타미나제(글루타미나제)에 의해 분해되어 글루타메이트와 NH3를 생성할 수 있습니다.

NH3의 이 부분은 신장에서 생성되는 암모니아의 약 60%를 차지합니다. 신장 세뇨관 상피 세포에서 다양한 다른 아미노산이 분해되어 암모니아도 생성되는데, 이는 신장에서 생성되는 암모니아의 약 40%를 차지합니다. ?

신세뇨관 상피세포에 있는 암모니아는 두 가지 경로가 있습니다. 원래의 소변으로 배출되어 소변과 함께 배출되거나 혈액에 재흡수되어 혈액 암모니아가 될 수 있습니다. 암모니아는 생체막을 쉽게 통과하는 반면, NH+4는 생체막을 쉽게 통과하지 못합니다. 그러므로 신장에 의한 암모니아 생산 경로는 혈액과 원래 소변의 상대적 pH에 따라 달라집니다. 혈액의 pH는 일정하므로 실제로 원래 소변의 pH에 ​​의해 결정됩니다. 원래 소변의 pH 값이 산성일 때 원래 소변으로 배출된 NH3는 H+와 결합하여 NH+4를 형성하고 소변으로 배설됩니다. 원래 소변의 pH 값이 높으면 NH3가 혈액으로 쉽게 재흡수됩니다. 임상적으로 혈중 암모니아 수치가 상승한 환자에게 이뇨제를 사용할 때 이 점에 유의해야 합니다. ?

3. 장내 암모니아 이것은 혈액 암모니아의 주요 공급원입니다. 정상적인 상황에서는 간에서 합성된 요소의 15.0%가 장 점막을 통해 장 내강으로 분비됩니다. 장내 박테리아에는 요소를 CO2와 NH3로 가수분해할 수 있는 요소분해효소가 있습니다. 암모니아의 이 부분은 전체 장내 암모니아 생산량(성인의 경우 하루 약 4g)의 약 90%를 차지합니다. 장의 암모니아는 혈액으로 흡수될 수 있으며, 흡수 부위의 3/4은 결장에 있고 나머지는 공장과 회장에 있습니다. 암모니아는 혈액에 들어간 후 문맥을 통해 간에 들어가 요소를 재합성할 수 있습니다. 이 과정을 요소의 장간 순환(entero?hepatin

요소 순환)이라고 합니다. ?

장내 소량의 암모니아는 부패로 인해 발생합니다. 이는 소화되지 않고 흡수된 식품 단백질 또는 그 가수분해물 아미노산이 장내 세균에 의해 분해되는 과정을 의미합니다. 부패산물에는 아민, 암모니아, 페놀, 인돌, H2S 등 인체에 해로운 물질이 포함되며, 지방산, 비타민K, 비오틴 등 인체에 유익한 물질도 생성될 수 있습니다. ?

장내 NH3가 혈액으로 재흡수되는 정도는 장 내용물의 pH 값에 따라 달라집니다. 장내 pH 값이 6보다 낮으면 장내 암모니아는 NH+4를 생성합니다. , 대변으로 배설됩니다. 장의 pH 값이 6보다 높으면 장의 암모니아가 혈액으로 흡수됩니다. 임상적으로 혈중 암모니아가 높은 환자에게 관장 치료를 실시할 때 상태 악화를 피하기 위해 비눗물을 사용하는 것은 금기입니다. ?

(2) 암모니아는 어디로 가나요?

암모니아는 독성물질입니다. 인체는 암모니아를 시간이 지나면 무독성이거나 덜 독성인 물질로 전환한 후 배설해야 합니다. 몸에서. 주요 경로는 간에서 요소를 합성하고 소변으로 배설되는 것입니다. 암모니아의 일부는 글루타민과 아스파라긴으로 합성될 수 있으며 기타 비필수 아미노산은 소변을 통해 직접 배설될 수 있습니다. 소변을 통한 암모니아의 배설은 산의 배설에 유익합니다.

?

그림 7-5 암모니아의 공급원과 배출구

(3) 암모니아의 운반?

1. 포도당-알라닌 순환: 근육 조직에서 피루브산 사용 전달된 아미노 수용체로서 프로피오네이트가 생성되어 혈액을 통해 간으로 운반됩니다. 간에서 피루브산은 아미노기 전이를 통해 생성되며, 이는 포도당 신생합성을 통해 포도당으로 전환될 수 있습니다. 포도당은 혈액에서 근육 조직으로 운반되어 피루브산을 생성하도록 분해되고, 피루브산은 아미노기를 받아들여 알라닌을 생성합니다. 이 재활용 경로를 "알라닌(알라닌)포도당

주기"라고 합니다. 이 경로를 통해 근육 아미노산의 NH2 염기는 NH3 또는 아스파르트산염의 형태로 기관으로 운반됩니다. 산은 요소를 합성합니다(그림 7-6). )?

그림 7-6 포도당-알라닌 순환

기아 상태에서는 포도당의 불완전 분해산물인 피루브산이 운반되는 과정에서 근육조직의 암모니아와 아미노산이 분해된다. 무독성 알라닌의 형태로 포도당 생성의 원료로 간에서 생성된 포도당은 근육이나 다른 말초 조직에서 사용될 수 있습니다.

2. 암모니아와 글루타민산이 촉매 작용을 합니다. 글루타민 합성효소(글루타민합성효소)에 의해 글루타민(글루타민)을 생성하는데, 이는 혈액에서 간이나 신장으로 운반된 후 글루타밀라아제(글루타미나에스)에 의해 가수분해되어 글루타민산과 암모니아로 분해됩니다. 글루타민은 주로 뇌, 근육 및 기타 조직에서 간이나 신장으로 암모니아를 운반합니다.

(4) 요소 합성?

동물 실험에 따르면 사람들은 오랫동안 간에서 발생한다고 판단해 왔습니다. 신장은 요소 합성의 주요 기관이고, 신장은 요소 배설의 주요 기관입니다. 1932년에 크렙스(Krebs)와 다른 사람들은 시험관 내 실험에 쥐의 간 조각을 사용하여 에너지 공급 조건에서 CO2와 암모니아로부터 합성될 수 있음을 발견했습니다. 요소(Urea) 반응계에 아르기닌, 오르니틴 또는 시트룰린을 첨가하면 요소의 합성이 촉진될 수 있지만, 이 아미노산의 함량은 감소하지 않는다. 이러한 이유로 Krebs 등은 오르니틴 회로를 제안했다. (오르니틴

오르니틴 순환) 이론은 나중에 Ratner와 Cohen에 의해 자세히 논의되었습니다. 오르니틴 순환은 다음과 같이 요약될 수 있습니다. 요소에 있는 두 개의 N 원자는 각각 입니다. 암모니아와 아스파르트산에 의해 제공되며 C 원자는 HCO-3에서 나오며 5단계 효소반응으로 2단계는 미토콘드리아에서, 3단계는 세포질에서 진행된다. ?

그림 7-7 CPS?Ⅰ 작용기전

1. 카르바밀포스페이트의 합성?

카르바밀포스페이트(carbamyl

인산염)은 Mg++, ATP 및 Nβ아세틸 글루타민산, AGA)

합성 효소 I의 존재 하에서 카르바밀 인산염 합성 효소 I(카르바밀 인산염

진핵 세포에는 두 가지 유형의 CPS가 있습니다. (1) 미토콘드리아 CPSβ-I는 유리 NH3를 사용합니다. (2) 세포질 CPS-Ⅱ는 글루타민을 N 공급원으로 사용하고 피리미딘의 새로운 합성에 참여합니까?

CPS-Ⅰ에 의해 촉매되는 반응은 다음과 같습니다. 다음 세 단계(그림 7-7)?

(1) ATP는 HCO-3를 활성화하여 ADP와 카르보닐 황산염(카르보닐

인산염)을 생성합니까?

(2) NH2는 황산카르보닐과 반응하여 황산염을 대체하고 카르바메이트와 Pi를 생성합니다. ?

(3) 두 번째 ATP는 카르밤산을 인산화하여 카르바모일 인산염과 ADP를 생성합니다. ?

이 반응은 되돌릴 수 없으며 ATP 2분자를 소모합니다. CPSβ1은 알로스테릭 효소이고, AGA는 이 효소의 알로스테릭 활성화제입니다. 아세틸 CoA와 글루타민산의 축합으로 형성됩니다. ?

간세포의 미토콘드리아에서 글루타메이트 탈수소효소와 카르바모일 인산염 합성효소 I에 의해 촉매되는 반응은 밀접하게 결합되어 있습니다. 글루탐산 탈수소효소는 글루타메이트의 산화적 탈아미노화를 촉매하며, 생성된 생성물은 NH3와 NADH+H+입니다. NADH는 NADH 산화호흡사슬을 통해 산화되어 H2O를 생성하고, 방출된 에너지는 ADP의 인산화에 사용되어 ATP를 생성한다.

따라서 글루타메이트 탈수소효소에 의해 촉매되는 반응은 카르바모일 인산염 합성을 위한 기질 NH3를 제공할 뿐만 아니라 반응에 필요한 에너지 ATP도 제공합니다. 카르바모일 인산염 합성효소 I은 독성 암모니아를 카르바모일 인산염으로 전환시키며, 반응에서 생성된 ADP는 글루타메이트 탈수소효소의 알로스테릭 활성화제로서 글루타메이트의 산화성 탈아민화를 더욱 촉진합니다. 이러한 긴밀한 결합은 간세포의 미토콘드리아에 암모니아를 빠르게 고정시켜 암모니아가 미토콘드리아에서 빠져나와 세포질로 들어가는 것을 방지하고, 이후 세포막을 통해 혈액으로 들어가 혈액 암모니아의 증가를 일으키는 데 도움이 됩니다. ?

2. 시트룰린 생산:?

오르니틴 트랜스카르바모일효소는 미토콘드리아에 존재하며 일반적으로 CPS-I과 함께 형성됩니다. 이 효소 복합체는 카르바모일 인산염이 오르니틴으로 전환되어 시트룰린을 형성하는 과정을 촉매합니다. (참고: 오르니틴과 시트룰린은 표준 α-아미노산이 아니며 단백질에 나타나지 않습니다.) 이 반응은 미토콘드리아에서 일어나고 오르니틴은 세포질에서 생성되므로 특정 침투 시스템을 통해 미토콘드리아로 들어가야 합니다.

3. 아르기닌석신산염의 합성. ?

시트룰린은 미토콘드리아 막을 통과하여 세포질로 들어가고, 그곳에서 아르기니노숙신산염 합성효소(Argininosuccinate)에 의해 촉매작용을 받아 시트룰린을 요소로 전환시키는 합성효소와 아미노기와의 축합 아스파르트산의 아미노 그룹은 아르기니노숙신산을 생성하여 요소 분자에서 두 번째 질소 원자를 얻습니다. 이 반응은 ATP에 의해 구동됩니다. ?

4. 아르기닌 생성?

아르기니노숙시네이트 분해효소(Argininosuccinase)는 아르기니노숙시네이트가 아르기닌과 푸마르산으로 분해되는 과정을 촉매한다

위에서 생성된 푸마르산 반응은 트리카르복실산 회로의 중간 단계를 통해 옥살로아세트산으로 전환된 다음, 아스파르테이트 아미노트랜스퍼라제에 의해 촉매되는 아미노전이반응을 통해 아스파르트산으로 재생성될 수 있습니다. 따라서 트리카르복실산 회로는 푸마르산염과 아스파르트산을 통해 요소 회로에 연결됩니다. ?

5. 요소 생성?

요소 회로의 마지막 단계는 아르기닌의 가수분해로 아르기나제에 의해 요소가 생성되고 오르니틴이 재생되는 것입니다. 미토콘드리아는 또 다른 주기에 참여합니다. ?

요소 합성은 에너지를 소비하는 과정입니다. 요소 1분자를 합성하려면 4개의 고에너지 인산염 결합이 필요합니다. (3 ATP가 가수분해되어 2 ADP, 2 Pi, 1 AMP 및 PPi가 생성됩니다.) 요소 사이클 기질 수준에서 에너지 소비는 회수보다 큽니다. NADH는 L-글루타민산 탈수소효소에 의해 촉매되는 탈아미노화 반응과 옥살로아세트산을 통해 푸마르산이 아스파르트산으로 재생되는 과정에서 생성됩니다. 미토콘드리아 재산화 후 6ATP가 생성될 수 있습니다(그림 7-8). ?

그림 7-8 요소 회로의 에너지 대사

6. 요소 회로의 조절?

CPS-I은 미토콘드리아의 알로스테릭 효소로, 구조 활성화제 AGA는 N-아세틸글루타메이트 합성효소에 의해 촉매되고 특정 가수분해효소에 의해 가수분해됩니다. 간에서 요소를 생성하는 속도는 AGA 농도와 관련이 있습니다. 아미노산의 분해가 활발해지면 아미노기전이로 인해 글루타메이트 농도가 증가하여 AGA의 합성이 증가하여 CPS-I이 활성화되어 카바모일포스페이트의 합성이 촉진되고 요소회로가 촉진됩니다. 아르기닌은 AGA 합성효소의 활성화제이므로 아르기닌은 임상적으로 고암모니아혈증을 치료하는 데 사용됩니다. ?

(5) 고암모니아혈증과 암모니아 중독?

정상적인 생리학적 조건에서 혈액 암모니아 수치는 낮은 수준입니다. 요소 회로는 낮은 혈중 암모니아 수치를 유지하는 데 중요합니다. 간 기능이 심하게 손상되면 요소 회로가 붕괴되어 혈중 암모니아 농도가 증가하는데, 이를 고암모니아혈증이라고 합니다. 암모니아 중독의 메커니즘은 알려져 있지 않습니다. 일반적으로 암모니아가 뇌 조직에 들어가면 α-케토글루타레이트와 결합하여 글루타메이트를 형성할 수 있고, 이는 다시 암모니아와 결합하여 글루타민을 형성하여 α-케토글루타레이트와 글루타메이트를 감소시켜 3개의 카르복실산 회로가 약화된다고 알려져 있습니다. 결과적으로 뇌 조직의 ATP 생산이 감소합니다. 글루타민산 자체는 신경전달물질이자 또 다른 신경전달물질인 GABA(γ-아미노부티레이트)의 전구체입니다. 글루타민산의 감소는 뇌의 정상적인 생리적 기능에도 영향을 미치며, 심한 경우에는 혼수상태가 발생할 수 있습니다. ?

2. α-케토산의 대사?

아미노산의 결합된 탈아미노화 또는 다른 방식의 탈아미노화에 의해 생성된 α-케토산은 다음과 같은 경로를 가지고 있습니다.

?

1. 비필수 아미노산 생성 - α-케토산은 결합 암모니아 반응을 통해 해당 아미노산을 생성할 수 있습니다. 라이신과 트레오닌을 제외한 8가지 필수 아미노산 중 나머지 6가지도 해당 α-케토산에 암모니아를 첨가하여 생성할 수 있습니다. 그러나 필수아미노산에 해당하는 α-케토산은 체내에서 합성이 불가능하므로 필수아미노산은 식품공급에 의존한다. ?

2. 산화하여 CO2와 물을 생성합니다

이것은 α-케토산의 중요한 경로 중 하나입니다. 도 7에서 알 수 있듯이 α-케토산은 먼저 특정 반응 경로를 통해 피루베이트, 아세틸 CoA 또는 트리카르복실산 회로의 중간 생성물로 전환된 후 트리카르복실산 회로를 통해 완전히 산화 및 분해되는 것을 볼 수 있습니다. 트리카르복실산 회로는 아미노산 대사와 당 대사 및 지방 대사를 밀접하게 연결합니다.

그림 7-9 아미노산과 당, 지방의 관계

3. 당과 케톤체로 전환되어 알록산(알록산)을 이용해 개 췌도β세포를 파괴하고, 당뇨병 개 인공 모델을 구축합니다. 강아지 몸속의 글리코겐과 지방이 소진된 후에는 특정 아미노산을 먹이고, 강아지 소변을 통해 당분과 케톤체 함량을 확인해보세요. 특정 아미노산을 먹인 후 소변으로 배출되는 포도당의 양이 증가하면 해당 아미노산을 포도당생성아미노산(glucogenicamino acid)이라고 하며, 소변 내 케톤체 함량이 증가하면 케톤생성 아미노산(ketogenic

아미노산)이라고 합니다. 소변에서 둘 다 증가하는 아미노산을 포도당 생성

및 케톤 생성 아미노산이라고 합니다. 표 7-1에서 볼 수 있듯이, 피루브산 또는 트리카르복실산 회로의 중간 생성물을 생성할 수 있는 모든 아미노산은 글리코겐성 아미노산이며, 아세틸 CoA 또는 아세토아세테이트를 생성할 수 있는 모든 아미노산은 케톤 생성 아미노산입니다. 아세틸 CoA 또는 아세토아세트산을 생성할 수 있는 산은 케톤생성 아미노산이고, 아세틸 CoA 또는 아세토아세트산을 동시에 생성할 수 있는 피루브산 또는 트리카르복실산 회로 중간체는 글리코겐성 및 케톤성 아미노산입니다. ?

표 7-1 아미노산, 당, 지방의 조합에는 중간대사산물이 있다

아미노산의 약어

***중간체와 동일 대사산물

p>

글리코겐 또는 케톤 생성

Tian

옥살로아세트산

글루코겐

실크, 간 , C, 하이드록시, 프롤레이트, 시스테인, 시스테인,

피루베이트

글리코겐

Su

피루베이트, 숙시닐 조효소 A< /p >

글루코생성

색상

피루브산, 아세토아세트산

글루코생성 및 케톤생성

구, 그룹, 버드, 에센스, 멜론 , 보존 과일

α-케토글루타레이트

글리코겐

계란, 발레리안

숙시닐 코엔자임 A

글루코겐

등광성

석시닐-CoA, 아세틸-CoA

글루코생성 및 케톤생성

염소, 페닐프로판올

아세토아세트산 , 푸마르산

글루코생성 및 케톤생성

밝음

아세토아세트산

케톤생성

라이

아세틸 조효소 A, α-케토글루타레이트(?)

당생성 및 케톤생성

류신은 케톤생성 아미노산이고, 리신, 이소류신, 트립토판, 페닐알라닌 및 티로신은 모두 글리코겐성 및 케톤생성 아미노산입니다. 케톤생성 아미노산이고, 나머지 아미노산은 모두 글리코생성 아미노산입니다. ?

4. 탈탄산효소?

일부 아미노산은 아미노산 탈탄산효소(탈탄산효소)에 의해 촉매되는 탈탄산효소(탈탄산효소)를 거쳐 탈탄산효소의 조효소인 상응하는 아민을 생성할 수 있는 피리독살 인산염입니다. . ?

정량적으로 말하면 탈탄산반응은 체내에서 아미노산을 분해하는 주요 방식은 아니지만 중요한 생리적 기능을 하는 아민을 생성할 수 있다. 아래에는 아미노산의 탈카르복실화에 의해 생성되는 몇 가지 중요한 아민이 나열되어 있습니다. ?

1. γ?아미노부티르

산 GABA?

GABA는 글루탐산의 탈카르복실화에서 생성되며 이 반응을 촉매합니다. 이 효소는 뇌와 신장 조직에서 활성이 높기 때문에 뇌의 GABA 함량이 높습니다.

GABA는 중추신경계에서만 발견되는 억제성 신경전달물질로 중추신경세포에 대한 전반적인 억제 효과가 있다.

척수에서는 시냅스전 신경말단에 작용하여 흥분성 전달물질의 분비를 감소시켜 시냅스전 우울증을 일으키고, 뇌에서는 시냅스후 우울증을 일으킨다. ?

GABA는 GABA 트랜스아미나제(GABA-T)의 작용으로 α-케토글루타레이트와 반응하여 숙신산 세미알데히드(succinic

acid semialdehyde)를 생성한 다음 산화되어 숙신산을 생성할 수 있습니다. .

신경세포체와 시냅스의 미토콘드리아에는 GABA 트랜스아미나제가 다량 함유되어 있다. 이는 GABA 우회 경로를 형성합니다(그림 7-10). α-케토글루타레이트는 이 우회 경로를 통해 숙신산을 생성하고 트리카르복실산 회로를 활성화하며 뇌 조직에 약 20%의 에너지를 제공할 수 있습니다. 글루타민산은 흥분 효과가 있고 GABA는 억제 효과가 있습니다. 이 두 가지가 동시에 신경계의 기능을 조절할 수 있습니다. 임상적으로 경련과 임신 구토가 있는 환자는 비타민 B6로 치료하는 경우가 많습니다. 그 메커니즘은 뇌 조직의 글루타민산 탈탄산효소의 활성을 증가시키고 GABA 생성을 증가시키며 중추 억제 효과를 강화시키는 것입니다.

그림 7-10 뇌의 TCA 회로와 GAB 대사 우회

2. 히스타민?

히스티딘의 탈카르복실화에 의해 생성됩니다. 히스타민은 주로 비만세포에서 생산·저장되며, 유방, 폐, 간, 근육, 위점막 등에 그 함량이 높다. ?

히스타민은 강력한 혈관 확장제이며 모세혈관 투과성을 증가시킬 수 있습니다. 혈압 강하 및 국소 부종을 일으킬 수 있습니다. 히스타민의 방출은 알레르기 반응 증상과 밀접한 관련이 있습니다. 히스타민은 펩신과 위산의 분비를 자극할 수 있어 위분비 기능 연구에 많이 활용된다. ?

3.5-하이드록시트립타민(5?HT)?

트립토판은 먼저 뇌에서 트립토판 수산화효소(트립토판 수산화효소)에 의해 전환되어 5의 형성을 촉매합니다. -하이드록시트립토판(5β하이드록시트립토판)은 탈탄산효소의 작용을 통해 5-하이드록시트립토판으로 변환됩니다. ?

세로토닌은 신경조직에서 중요한 역할을 한다. 중추신경계에 세로토닌성 뉴런이 있다는 사실이 확인됐다. 5-HT는 대부분의 교감 신경절 이전 뉴런을 자극하고 교감 신경절 이전 뉴런을 억제할 수 있습니다. ?

세로토닌은 소장, 혈소판, 유방 세포 등 다른 조직에서도 발견되며 강력한 혈관 수축 효과가 있습니다. ?

4. 타우린?

체내 타우린은 주로 시스테인의 탈카르복실화에 의해 생성됩니다. 시스테인은 먼저 산화되어 설포네이트 알라닌을 생성한 다음, 카르복실기가 설포네이트 알라닌 탈탄산효소에 의해 촉매되어 타우린을 생성합니다. 타우린은 담즙산 결합의 중요한 구성 요소입니다.

5. 폴리아민(palyamine)?

오르니틴은 푸트레신(putrescine)을 생성할 수 있고 S-아데노실메티오닌(S-adenosyl)SAM은 탈카르복실화됩니다. S-아데노실-3-메틸티오프로필아민을 생성하는 SAM 탈탄산효소. 스페르미딘 합성효소(스포미딘 합성효소)의 촉매작용 하에서 S-아데노신-3-메틸티오프로필아민의 프로필 그룹이 푸트레신 분자로 이동하여 스페르미딘(cpermidine)을 합성한 다음 스페르미딘 합성효소(spermine

symthetase)를 합성합니다. S-아데노신-3-메틸티오프로필아민의 다른 분자의 프로필아민 그룹을 스페르마미딘 분자로 촉매작용하고 최종적으로 스페르민(sperrmine)을 합성합니다. 푸트레신, 스페르미딘, 스페르민을 총칭하여 폴리아민이라고 합니다(그림 7-11).

그림 7-11 폴리아민 생성

폴리아민은 정액과 세포 리보솜에 존재하며 세포 성장을 조절하는 중요한 물질입니다. 폴리아민 분자는 더 많은 양전하를 띠며 음전하와 결합할 수 있습니다. DNA와 RNA는 구조를 안정화하고 핵산과 단백질 합성의 특정 측면을 촉진합니다. 폴리아민 수치는 배아, 재생 간, 암 조직과 같이 활발하게 성장하는 조직에서 증가합니다. 따라서 혈액이나 소변의 폴리아민 함량은 종양 진단을 위한 보조 지표로 사용될 수 있습니다.