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Aminosäurestoffwechsel I Grundlagen und Ammoniak-Stoffwechsel C R H +H 3 N COO- Johannes Schmidt; Matthias Schnepper

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Aminosäurestoffwechsel IGrundlagen und Ammoniak-Stoffwechsel

CR

H+H3NCOO-

Johannes Schmidt; Matthias Schnepper

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Gliederung:• Einführung• Struktur und Einteilung der Aminosäuren• Grundzüge des Aminosäurestoffwechsels• Ammoniakstoffwechsel• Stoffwechsel der Aminogruppen der

Aminosäuren

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Einführung:Die Aminosäuren besitzen 4 Funktionen im Stoffwechsel

der Zellen:1. als Bausteine für die Biosynthese der Proteine2. als Aminogruppen- bzw. Stickstoffdonatoren bei der

Biosynthese von stickstoffhaltigen Verbindungen3. als Substrat für die Gluconeogenese

(„Glucosehomöostase“)4. als exzitatorische (anregende) und inhibitorische

Neurotransmitter

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Struktur der Aminosäuren:Aminosäuren mit apolaren Seitenketten:

CNH3+

COO-H CH2 CH

CH3

CH3

LeucinLeu; L

CNH3+

COO-H H

GlycinGly; G

CNH3+

COO-H CH3

AlaninAla; A

CNH3+

COO-H CH

CH3

CH3

ValinVal; V

CNH3+

COO-H CH CH2 CH3

CH3

IsoleucinIle; I

CNH3+

COO-H CH2 CH2 S CH3

MethioninMet; M C

NH3+

COO-H CH2

PhenylalaninPhe; F

C

NH

COO-

H

ProlinPro; P C

NH3+

COO-H CH2

NHTryptophan

Trp; W

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Struktur der Aminosäuren:Aminosäuren mit ungeladenen polaren Seitenketten:

CNH3+

COO-H CH2 OH

SerinSer; S

CNH3+

COO-H CH

OHCH3

ThreoninThr; T

CNH3+

COO-H CH2 CH2 C

O

NH2

GlutaminGln; Q

CNH3+

COO-H CH2 C

O

NH2

AsparaginAsn; N

CNH3+

COO-H CH2 SeH

SelenocysteinSec

CNH3+

COO-H CH2 SH

CysteinCys; C

CNH3+

COO-H CH2 OH

TyrosinTyr; Y

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Struktur der Aminosäuren:Aminosäuren mit geladenen polaren Seitenketten:

CNH3+

COO-H CH2 C

O

O

AspartatAsp; D

CNH3+

COO-H CH2 CH2 C

O

O

GlutamatGlu; E

CNH3+

COO-H CH2

NH

NH+

HistidinHis; H

CNH3+

COO-H CH2 CH2 CH2 CH2 NH3+

LysinLys; K

CNH3+

COO-H CH2 CH2 CH2 NH C

NH2

NH2+

ArgininArg; R

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Einteilung der Aminosäuren:• nach Struktur und funktionellen Gruppen

• in proteinogene und nichtproteinogene Aminosäuren:nicht proteinogen sind z. B.

Ornithin (Harnstoffzyklus)Citrullin (Harnstoffzyklus)5-Hydroxytryptophan (Vorstufe von Serotonin)ß-Alanin (Teil von Coenzym A)…

insgesamt sind 21 Aminosäuren proteinogen,mehr als 100 sind nicht proteinogen

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Einteilung der Aminosäuren:• in essentielle und nichtessentielle Aminosäuren:

essentiell sind Histidin; Isoleucin; Leucin; Lysin;Methionin; Phenylalanin; Threonin; Tryptophan; Valin

nichtessentiell sind Alanin; Arginin; Asparagin;Tyrosin; Glutamat; Glutamin; Glycin; Prolin

bedingt essentiell sind Serin; Cystein

• nach Biosyntheseweg

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Grundzüge desAminosäurestoffwechsels:

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Tagesumsatz der Aminosäuren:

Werte für eine 70 kg schwere Person

Stickstoffgleichgewicht bei täglicher Zufuhr von 32 g hochwertigem Protein

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Zentrale Stellung der Leber:• Aufnahme der über die Nahrung resorbierten Aminosäuren• Biosynthese von Proteinen• Umwandlung von Aminosäuren durch Abspaltung von Ammoniak

Bildung von Ketocarbonsäuren• Umwandlung von Ammoniak in Harnstoff• Kontinuierliche Abgabe von Aminosäuren an das Blut

(Pufferfunktion)

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Zentrale Stellung der Leber:

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Intrazellulärer Aminosäurestoffwechsel:

Es bestehen enge Verknüpfungen zwischen Aminosäure-, Fett- und Kohlenhydratstoffwechsel.Durch verschiedene Reaktionen können Aminosäuren z.B. in α-Ketocarbonsäuren wie Pyruvat oder Oxalacetat umgewandelt werden, die dann weiter verstoffwechselt werden können.

NH

+

CH2

CH3

O

OH

OO

PO

OBesondere Bedeutung für den Aminosäurestoffwechsel hat das Pyridoxalphosphat (PALP).

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1. Transaminierung:

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Bildung einer Schiff‘schen Base zwischen PALP und der Aminogruppe der Aminosäure

Stabilisierung der Schiff‘schen Base durch eine kationische Gruppe des aktiven Zentrums des Enzyms E

Austritt eines Protons, das sich an die Schiff‘sche Base anlagert

PALP (Pyridoxalphosphat)

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Anlagerung des Protons führt zum „Umklappen“ der Doppel-bindung

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Hydrolyse der Schiff‘schen Base, Freisetzung einer a-Ketosäure

Die Aminogruppe der ehem. Aminosäure bleibt kovalent gebunden.

PAMP (Pyridoxaminphosphat)

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Bindung einer anderen a-Ketosäure, Bildung einer Schiff‘schen Base

Austritt eines Protons, das sich an die Schiff‘sche Base anlagert

PAMP (Pyridoxaminphosphat)

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Anlagerung des Protons führt zum „Umklappen“ der Doppel-bindung

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PALP (Pyridoxalphosphat)

Hydrolyse der Schiff‘schen Base, Freisetzung einer Aminosäure

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E = Aminotransferase bzw. Transaminase

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2. a-,ß-Eliminierung:

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PALP (Pyridoxalphosphat)

Bildung einer Schiff‘schen Base zwischen PALP und der Aminogruppe der Aminosäure (Serin: X = O; Cystein: X = S)

Stabilisierung der Schiff‘schenBase durch eine kationischeGruppe des aktiven Zentrums des Enzyms E

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Austritt des Protons führt zum „Umklappen“ der Doppel-bindung

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Austritt von XH-

(Serin: X = O; Cystein: X = S)

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Hydrolyse der Schiff‘schen Base, Freisetzung einer Aminosäure

PALP (Pyridoxal-phosphat)

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Abspaltung von Ammoniak; Hydrolyse zur a-Ketosäure

Bildung von H2X(Serin: X = O; Cystein: X = S)

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E = Dehydratase

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Weitere PALP-abhängige Reaktionen:

Decarboxylierung:Durch Elektronenverschiebung Labilisierung der C-C-Bindung; Abspaltung der Carboxyl-gruppe; Hydrolyse der Schiff‘schen Base bewirkt Freisetzung eines Amins.E = Decarboxylase

Aldolspaltung:Durch Elektronenverschiebung Labilisierung der C-C-Bindung zwischen a- und ß-C-Atom; Freisetzung einer Aminosäure sowie z.B. bei Threonin von Acetaldehyd bzw. bei Serinvon einer Hydroxymethylgruppe.E = Aldehydlyase bzw. Aldolase

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DerAmmoniakstoffwechsel:

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Ammoniak:• nach der Definition von Broensted: Base • kann biologische Membranen gut passieren• liegt bei physiologischem pH-Wert (7,40 im Blut;

6,0-7,1 in Körperzellen) zu etwa 99% als NH4+ vor

Gefahr der Alkalisierung des Blutes bei erhöhter Ammoniakkonzentration

Ausscheidung von Ammoniak:• nach Umbau durch die Leber als Harnstoff (90-95%)• als freies Ammoniak (5-10%) mit dem Urin

• für fast alle Lebewesen essentiell

N

HHH

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Verwendung von Ammoniak:zur Biosynthese von• Aminosäuren (insbesondere Gln, Asp, Gly)• Porphyrinen• Purinen• Pyrimidinen• Kreatin (als Phosphat wichtige Energiequelle

in Muskeln)• Aminozuckern

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Toxizität von Ammoniak:• schwere zerebrale Schäden schon bei geringen

Mengen• Ammoniakvergiftung:

Flattertremor der Hände, verwaschene Sprache, Sehstörungen, in schweren Fällen Koma und Tod

freies Ammoniak muss kovalent gebunden oder ausgeschieden werden!

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„Entgiftung“ von Ammoniak:z.B. durch die mitochondrialen Enzyme

Glutamatdehydrogenase (GLDH, v.a. in der Leber) und die Glutaminsynthetase (in allen Geweben)

Reaktion der GLDH ist stark durch die freie Energie begünstigt (27,2 kJ/mol) keine Rückreaktion = Freisetzung von Ammoniak

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Pathobiochemie & Therapie:Ammoniak im Pfortaderblut stammt aus dem Stoffwechsel von Mikroorganismen, die Nahrung sowie Harnstoff durch das Enzym Urease in Ammoniak und CO2 spalten können.

Diagnose (hier am Beispiel einer Infektion mit Helicobacterpylori): mittels Atemtest

Therapie: mit Lactulose (Disaccharid aus Galaktose und Fructose) Bildung von Lactat, Acetat, Formiat und CO2

Abfall des pH-Wertes Umwandlung von Ammoniak in Ammoniumionen Ausscheidung der Ammoniumionen mit dem Stuhl

mit schwer resorbierbaren Antibiotika wie z.B. Neomycin Eindämmung der Ammoniakproduktion

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Aminostickstoff-Stoffwechsel

• Der Aminostickstoff der Aminosäuren kann durch Transaminierung in anderen Aminosäuren gesammelt werden

• Hauptsächlich in Alanin, Aspartat und Glutamat

• Diese wiederum stellen den Stickstoff für die Biosynthese und Harnstoffbiosynthese bereit

• Alanin, Aspartat und Glutamat bieten sich besonders an, weil ihre α-Ketosäuren ständig im Stoffwechsel produziert werden

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Glutamat als Drehscheibe des Aminostickstoff-Stoffwechsels

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•freies Ammoniak bildet durch Fixierung an α- Ketoglutarat Glutamat

Glutamat α-Ketoglutarat

NH3

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Glutamat α-Ketoglutarat

NH3

Pyruvat Alanin

Die Aminogruppe von Glutamat kann durch reversible Transaminierung auf die α-Ketosäure Pyruvat unter Bildung von Alanin übertragen werden

Transaminierung ist eine durchAminotransferasen katalysierte und vollständig reversible Reaktion, bei der eine Aminogruppe von einer Aminosäure (Ketosäure) auf eine Ketosäure (Aminosäure) übertragen wird.

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Oder die Aminogruppe wird auf die α-Ketosäure Oxalacetat unter Bildung der Aminosäure Aspartat übertragen, dessen Aminostickstoff für zahlreiche Biosynthesen und v.a. für die Bildung von Harnstoff verwendet wird

NH3

Glutamat α-Ketoglutarat

Pyruvat Alanin

α-Ketoglutarat

Oxalacetat

Aspartat

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Durch Fixierung von Ammoniak an Glutamat bildet sich Glutamin (wirkt ebenfalls als Aminostickstoffdonator bei Biosynthesen und beim Stickstofftransport im Blutplasma)

α-Ketoglutarat

NH3

Alanin

Glutamat

Pyruvat

α-Ketoglutarat

Oxalacetat

Aspartat

Glutamin

- NH3+

NH3

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Glutamat

α-Ketoglutarat

Oxalacetat

Aspartat

Glutamin

- NH3+

NH3

Pyruvat Alanin

α-Ketoglutarat

NH3

Harnstoff

Aus Glutamat kann überschüssiges Ammoniak durch Desaminierung freigesetzt werden, welches bei der Harnstoffbildung benötigt wird.

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α-Ketoglutarat

NH3

Pyruvat Alanin

Harnstoff

Glutamat

α-Ketoglutarat

Oxalacetat

Aspartat

- NH3+

Glutamin

NH3

Fumarat

Übertragung der Aminogruppen durch den Aspartatzyklus

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Aspartatzyklus

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• Im Aspartatzyklus werden die Aminogruppen von der Aminosäure Aspartat unter Bildung eines zwischenzeitlichen Kondensationsproduktes auf Ketoverbindungen übertragen.

• Neben der aminierten Verbindung entsteht auch Fumarat, welches über Malat und Oxalacetat durch Enzymreaktionen und unter Gewinn eines Reduktionsäquivalent (NADH +H+) wieder zu Aspartat regeneriert werden kann.

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Möglichkeiten der Ammoniakfreisetzung:

Im Aspartatzyklus durch Hydrolyse des Kondensationsproduktes

Durch enzymatische Überführung der Aminosäuren (und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen) in ein Produkt, das durch Wasser leicht angegriffen werden kann (C=N Bindung)

Bei den Aminosäuren Serin, Threonin, Cystein, Histidin und Homoserin über den irreversiblen Prozess der Pyridoxalphosphat-abhängigen Eliminierung (Nichtdehydrierende Desaminierung).

Durch hydrolytischen Abbau der Pyrimidine und Purine

Durch Aminosäureoxidasen (in Leber und Niere) werden Aminosäuren irreversibel durch Dehydrierung desaminiert.

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AmmoniaktransportAlle Organe besitzen einen mehr oder weniger intensiven Aminosäurestoffwechsel, jedoch nur die Leber ist imstande, mit Hilfe der Harnstoffbildung überschüssiges Ammoniak zu entgiften.

Aus diesem Grund wird Ammoniak in Form von Alanin und Glutamin im Blutplasma von den peripheren Organen zur Leber transportiert.

Das zur Bildung von Alanin benötigte Pyruvat stammt aus dem Glucoseabbau (Glykolyse). In der Leber wird das Kohlenstoffskelett von Alanin zur Glucoseneubildung, der Aminostickstoff zusammen mit Bicarbonat und Energie zur Harnstoffsynthese verwendet (Glucose-Alanin-Zyklus).

Das Kohlenstoffgerüst des freigesetzten Glutamins hingegen stammt aus Aminosäuren, und zwar hauptsächlich aus Glutamat und Aspartat.

Der Großteil des Glutamins wird nicht wie Alanin in der Leber sondern von Darm- und Nierenzellen aufgenommen.

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Ammoniakstoffwechsel von Leber, Gehirn und Nieren

Eine zentrale Bedeutung im Stoffwechsel der Aminosäuren besitzt die Leber, da nur sie die enzymatische Ausstattung für eine vollständige Biosynthese von Harnstoff aus Ammoniak und Bicarbonat besitzt.

Die Synthese von Harnstoff erfolgt deshalb, weil Ammoniak eine äußerst toxische Substanz darstellt.

Eine 70kg schwere Normalperson bildet täglich etwa 30 g Harnstoff.

Somit steht die Harnstoffbildung im Vergleich zur Biosynthese anderer Stoffe quantitativ an erster Stelle.

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Harnstoffsynthese (Krebs-Henseleit-Zyklus):Die Harnstoffsynthese läuft in einem auf zwei Zellkompartimenteverteilten Zyklus ab. Die ersten beiden Schritte finden im Mitochondrium, die übrigen im Cytosol ab.

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C

O

2H N P

HCO NH3- + 4

+

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

1. Schritt: (im Mitochondrium)

Durch das Enzym Carbamylphosphat-Synthetase I wird unter Verbrauch von zwei Molekülen ATP aus Bicarbonat und Ammoniak Carbamylphosphat gebildet. Unentbehrlicher Cofaktor dieser irreversiblen Reaktion ist N-Acetylglutamat, das wahrscheinlich alsallosterischer Aktivator wirkt

Da die Mitochondrienmembran zwar für CO2, nicht jedoch für Bicarbonat (HCO3

-) permeabel ist, muss CO2 zunächst durch eine Carboanhydrase in Bicarbonat überführt werden.

Mitochondrium Cytosol

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CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

Citrullin

Ornithin

Ornithin-Transcarbamylase

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

Pi

C

O

2H N P

HCO NH3- + 4

+

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

2. Schritt: (im Mitochondrium)

Der Carbamylrest (NH2-CO-) wird auf ein Trägermolekül (Ornithin) übertragen. Dabei entsteht Citrullin (ebenfalls eine nichtproteinogene Aminosäure) und anorganisches Phosphat.

Mitochondrium Cytosol

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HCO NH3- + 4

+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

C

O

2H N P

Citrullin

Ornithin

Pi

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Ornithin-Transcarbamylase

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

3. Schritt: (im Cytosol)

In diesem Schritt soll eine weitere Aminogruppe übertragen werden; da dies nicht durch eine Transaminierung möglich ist, schließt sich die schon erwähnte Aspartatzyklus-Sequenz an. Dabei kondensiert die Carbonylgruppe von Citrullin mit der Aminogruppe von Aspartat (Aminogruppendonator) unter ATP Verbrauch. Es entsteht Argininosuccinat.

Aspartat

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH

COO-

CH

CH

COO-2

ATPAMP + P– Pi + H2O

Pi Pi

Arginino-succinat

Argininosuccinat-Synthetase

COO-

C

CH

COO -2

HN+

3H

Mitochondrium Cytosol

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Malat

Oxalacetat

HCO NH3- + 4

+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

C

O

2H N P

Citrullin

Ornithin

Pi

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Ornithin-Transcarbamylase

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

COO-

C

CH

COO -2

HN+

3H

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH

COO-

CH

CH

COO-2

Aspartat

ATPAMP + P– Pi + H2O

Pi Pi

Arginino-succinat

Argininosuccinat-Synthetase

OOC-

C

CCOO -H

H

Fumarat

Arginino-Succinatlyase

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH2

Arginin

4.Schritt: (im Cytosol)

Die C-N Bindung wird reversibel gespalten und es entstehen die Produkte Fumarat und die proteinogeneAminosäure Arginin.

Mitochondrium Cytosol

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HCO NH3- + 4

+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

C

O

2H N P

Citrullin

Ornithin

Pi

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Ornithin-Transcarbamylase

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

Malat

Oxalacetat

COO-

C

CH

COO -2

HN+

3H

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH

COO-

CH

CH

COO-2

Aspartat

ATPAMP + P– Pi + H2O

Pi Pi

Arginino-succinat

Argininosuccinat-Synthetase

OOC-

C

CCOO -H

H

Fumarat

Arginino-Succinatlyase

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH2

Arginin

5. Schritt: (im Cytosol)

Der Kreisprozess der Harnstoffbiosynthese wird durch diehydrolytischeAbspaltung derGuanidinogruppe von Arginin geschlossen. Dabei entstehen Harnstoff und Ornithin.Ornithin wird durch denOrnithincarrier wieder ins Mitochondrium zurücktransportiert und dient dort wieder als Trägermolekül.

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

Ornithin

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

Citrullin

Ornithin-Transcarbamylase

O CNH2

NH2 H O2

Arginase I

Harnstoff

Mitochondrium Cytosol

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CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C O

NH2

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH

COO-

CH

CH

COO-2

O CNH2

NH2

COO-

C

CH

COO -2

HN+

3H

OOC-

C

CCOO -H

H

H O2

C

O

2H N P

HCO NH3- + 4

+

Fumarat

Malat

OxalacetatAspartat

ATPAMP + P– Pi + H2O

Pi Pi

Arginino-succinat

Citrullin

Ornithin

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

C

NH2

+

NH2

Arginin

Pi

2 ATP

2 ADP+ Pi

N-Acetyl-glutamat

Glutamat +Acetyl-CoA

Carbamyl-phosphat

Arginase I

Arginino-Succinatlyase

Argininosuccinat-Synthetase

Ornithin-Transcarbamylase

Carbamyl-phosphat-

Synthetase I

Acetylglutamat-Snthase I

3+

CH2NH

CH2

CH2

C NH3+

H

COO-

Harnstoff

Mitochondrium Cytosol

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Der in der Leber gebildete Harnstoff tritt ins Blut über und wird von den Nieren in den Urin ausgeschieden.

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Energiebilanz des HarnstoffzyklusDie Energiebilanz wird durch die Kopplung mit dem Aspartatzyklus bestimmt.

Zur Berechnung ist entscheidend, ob der verwendete Stickstoff vorwiegend covalentgebunden (d.h. als Aminogruppe in Alanin, Aspartat oder Glutamat) oder in freier Form (als Ammoniak) vorliegt, da die Fixierung von Ammoniak zur Glutamat- und Aspartatbiosyntheseenergieabhängig ist

Für die Biosynthese eines Harnstoffmoleküls aus einem Molekül Ammoniak und der α-Aminogruppe von Aspartat werden im Harnstoffzyklus drei Moleküle ATP verbraucht, von denen zwei in ADP und Pi und eines in AMP und Pyrophosphat gespalten werden.

Da eine Pyrophosphatase das entstandene Pyrophosphat weiter in 2 Pi umwandelt, werden zwar drei Moleküle ATP, jedoch vier energiereiche Bindungen (und damit 4 Mol ATP zur Regeneration) benötig.

Bei der Regeneration von Aspartat aus Fumarat wird ein Reduktionäquivalent und damit dreiMoleküle ATP gewonnen.

In der Bilanz wird für die Biosynthese von 1 mol Harnstoff aus einem Mol Ammoniak undder Aminogruppe von Aspartat 1 mol ATP verbraucht.

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Regulation der Harnstoffsynthese

Harnstoffbildung gesunder Versuchspersonen in Abhängigkeit von der Gesamt-Aminostickstoffkonzentration im Plasma

Jedoch fällt die Harnstoffbildung proportional stärker als die Aminosäurekonzentration ab

Sie beträgt Null, wenn die Aminosäurekonzentration etwa 4,5 mg/100 ml beträgt (Dadurch wird eine zunehmende Verarmung des Aminosäurepools durch die Harnstoffbildung vermieden)

Die Harnstoffbildung ist proportional zur Aminosäurekonzentration im Blutplasma

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In Abwesenheit von N-Acetylglutamat ist die Carbamylphosphatsynthetase I vollständig inaktiv. Wahrscheinlich führt ein vermehrtes Aminosäurenangebot über eine rasche Steigerung des Glutamatspiegels zu einer vermehrten Bildung von Acetylglutamat, das als Signalmetabolit wirkt.

Dagegen nimmt die Induktion der Harnstoffzyklusenzyme bei kontinuierlich hoher Proteinzufuhr oder unter dem Einfluss von Glucocorticoiden Stunden bis Tage in Anspruch.

N-Acetyl-glutamat

N- Acetylglutamat spielt eine Schlüsselrolle bei der schnell wirkenden Regulation des Harnstoffzyklus

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Entgiftung im GehirnIm Gehirn wird Ammoniak durch Glutamatdehydrogenase undGlutaminsynthetase entgiftet

Ammoniak, das im Gehirnstoffwechsels entsteht oder auf dem Blutweg das Gehirn erreicht, wird durch ATP-abhängige Glutaminbildung in denAstrocyten fixiert.

Ammoniak ist neurotoxisch!! (Ursache unbekannt)

Das zur Ammoniakentgiftung notwendige Glutamat kann nur schlecht die Blut-Hirnschranke permeieren und muss deshalb neben α-Ketoglutarat (Vorstufe von Glutamat) intrazellulär aus anderen Stoffwechselwegen entzogen werden.