Eiwitten ingenomen met voedsel worden gehydrolyseerd in de maag en dunne darm om vrije aminozuren en oligopeptiden te produceren. Deze producten worden door de cellen van de dunne darm geabsorbeerd en terug in de bloedbaan gegoten; de meeste aminozuren worden daarom door de verschillende organen en weefsels gebruikt voor celvernieuwingsprocessen (eiwitomzetting).
DEGRADATIE VAN AMINOZUREN
Aminozuren ondergaan degradatie:
1) voor normale eiwitomzet
2) wanneer hun inname via de voeding excessief is
3) bij gebrek aan koolhydraten
De eerste fase van aminozuurkatabolisme omvat de verwijdering van de aminogroep. Het koolstofskelet wordt dus gebruikt in de Krebs-cyclus of in gluconeogenese.
Aminotransferasen of transaminasen vertegenwoordigen de belangrijkste enzymen bij de verwijdering van de aminogroep van aminozuren.
Transaminatiereacties bestaan uit de overdracht van een aminogroep van een donoraminozuur naar alfa-ketoglutaraat om glutamaat te vormen. Tijdens deze reactie wordt de donoramino-groep omgezet in a-ketozuur. Glutamaat transporteert aminogroepen naar de ureumcyclus of naar de biosynthetische routes van aminozuren.
Het co-enzym van transaminasen is pyridoxaalfosfaat, een enzym dat is geproduceerd uit pyridoxine (vitamine B6).
Transaminaties zijn omkeerbaar en kunnen in beide richtingen werken, afhankelijk van de behoeften van de cel.
STIKSTOFUITDRUKKING
Gewoonlijk worden de overmaat aminogroepen uitgescheiden of gebruikt om stikstofverbindingen te synthetiseren.
Een belangrijk proces dat aminozuren tegenkomen is oxidatieve deaminatie. Het komt voor in de mitochondriën en wordt gekatalyseerd door glutamaatdehydrogenase, een enzym dat de aminogroep verwijdert uit glutamaat en het vervangt door zuurstof uit het water.
Het gevormde ammoniumion reageert met glutamaat en vormt glutamine, dat als transporter van aminogroepen naar de lever werkt. Het enzym dat deze ATP-afhankelijke reactie mogelijk maakt, is glutamine-synthetase.
Glutamine komt de bloedbaan binnen en bereikt de lever waar het, binnen de mitochondriën in de lever, wordt terug omgezet in glutamaat met afgifte van het NH4 + -ammoniumion.
Alanine is de belangrijkste transporter van aminogroepen van spier tot lever. Het wordt gevormd door overdracht van de aminogroep van glutamaat naar pyrodruivenzuur of pyruvaat. Vergelijkbaar met wat er gebeurt voor glutamine, geeft alanine, eenmaal in de mitochondriën in de lever, zijn eigen ammoniumion aan dat glutamaat en pyruvaat genereert. Pyruvaat is nodig in de lever in het proces dat gluconeogenese wordt genoemd.
Het NH4 + -ammoniumion is giftig voor de lichaamscellen en in het bijzonder voor de hersenen. Zoals we hebben gezien, wordt het ammoniumion in extrahepatische gevallen geneutraliseerd door de binding met glutamaat of met pyruvaat. In de lever is NH4 + opgenomen in het niet-toxische ureummolecuul. Ureum geproduceerd door de lever wordt via urine getransporteerd naar de nieren voor uitscheiding via de urine.
DE UREAC CYCLUS
De ureumcyclus begint met de vorming van carbamylfosfaat door het enzym carbamylfosfaatsynthase. Tijdens deze reactie worden twee ATP-moleculen uitgegeven.
De daaropvolgende reacties van de ureumcyclus worden in de figuur getoond.
De ureumcyclus vereist een grote hoeveelheid energie (4 ATP voor elk geproduceerd ureummolecuul).
CATABOLISME VAN HET CARBONENSEKKEL VAN AMINOZUREN
Het koolstofskelet van aminozuren wordt in de Krebs-cyclus gebruikt om energie te produceren.
Zoals in de figuur wordt getoond, convergeren de koolstofachtige skeletten in zeven verbindingen die direct of indirect in de Krebs-cyclus kunnen binnendringen: pyruvaat, acetylCoA, acetoacetylCoA, a-ketoglutaraat, succinylCoA, fumaraat, oxa-aacetaat.
De aminozuren die worden afgebroken tot acetylCoA of acetoacetylCoA worden ketogenetica genoemd en zijn de voorlopers van ketonlichamen.
De andere zijn glucogeen en kunnen, eenmaal omgezet in pyruvaat en oxalacetaat, glucose vormen door gluconeogenese.
Zie ook: Aminozuren, een blik op chemie
Eiwit, een blik op de chemie
