RNA splicing and Salicylic acid will be investigated later

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fe/Nitrogen_Cycle.svg

Nitrogen Fixation: Microorganisms Use ATP and a Powerful Reductant to Reduce Atmospheric Nitrogen to Ammonia

From Citric Acid Cycle

The host plant provides carbon to the bacteroids as dicarboxylic acids

The plant-encoded products include the oxygen-binding protein leghemoglobin, specialized membrane proteins targeted to the symbiosome membrane, and enzyme that catalyze ammonia assimilation and synthesis of molecules used for transporting N to the rest of the plant (nitrogen and oxygen carrier)

N2 + 8e-+ 8H+ +16ATP 2NH3 +

H2 + 16ADP +16Pi

Nitrogenase

Aspartate, alanine, and glutamate are formed by the addition of an amino group to

an alpha-ketoacid

Carboxy acid + ketone

http://www.google.co.kr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&frm=1&source=images&cd=&cad=rja&docid=cBsUcl5wv2GEeM&tbnid=zmrMF1XyTwoZhM:&ved=0CAUQjRw&url=http://en.wikipedia.org/wiki/Keto_acid&ei=BQFlUoqFOYfQkwW7voCQBQ&bvm=bv.54934254,d.dGI&psig=AFQjCNEIq2OiLlFi3Cc5AIDt7CBAY4dhSA&ust=1382437503473991//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/65/Ketocarboxylic_Acids_General_Formulae_V.1.svg

The formation of asparagine from aspartate requires an adenylated intermediate

Glutamate is the precursor of glutamine, proline, and arginine

3-Phosphoglycerate is the precursor of serine, cysteine, and glycine

단백질 대사 회전과 아미노산 분해대사

Outline

1. 단백질은 아미노산들로 분해된다

2. 단백질 대사회전은 엄격하게 조절된다

3. 아미노산 분해의 첫 단계는 질소의 제거이다

4. 육지에서 사는 대부분의 척추동물에서 암모늄이온은 우레아로 전환된다

5. 분해된 아미노산의 탄소 원자들은 주요한 대사 중간 물질로 나타난다

6. 대사의 선천적 이상은 아미노산 분해를 혼란 시킬 수 있다

Proteins Are Degraded to Amino Acids

Figure 23.1 Digestion and absorption of proteins.

The digestion of dietary proteins begins in the stomach and is completed in the intestine- 생합성에 필요이상의 아미노산은 저장 되지도 배설되지도 않음. 대사연료로 사용-> 우레아회로 -> 아세틸 CoA

위에서 변성 단백질 용이하게 펩신(pepsin) 으로 분해, pH=2에서, 산성조건에서 활성

Figure 23.2 Structure of ubiquitin.

세포에 있는 단백질들은 각각 다른 속도로 분해된다

새로 합성된 단백질 분자들의 많은 부분이 번역이 잘못되어 빨리 제거 되어야 함. 제거되지 않고 이러한 부분들이 모여 Aggregate를 이루게 되면 파킨스병 또는 헌팅톤병등이 발생 함 세포는 어떻게 분해 되어야 할 단백질을 표시할까 진핵세포들에 존재하는 작은 단백질 (8.5 kd) 우비퀴틴(ubiquitin(Ub)) 가 꼬리표 임,,,, 죽음을 나타내는 표시

Protein Turnover Is Tightly Regulated

우비퀴틴은 분해되어야 할 단백질을 표시함. 우비퀴틴의 카르복실-말단의 글라신은 분해될 세포의 단백질 잔기들의 Ε-아미노기에 공유결합 한다

우비퀴틴 활성화효소 E1 우비퀴틴(Ub)을 아데닐화하고 우비퀴틴을 E1 ㅈㅏ신의 시스테인 잔기들 중 하나로 옮긴다. 그 다음에 우비퀴틴은 우비퀴틴-접합효소 E2에 의해 E2의 시스테인 잔기로 옮겨진다. 마지막으로 우비퀴틴-단백질 연결효소 E3이 우비퀴틴을 표적 단백질의 라이신 잔기로 옮겨진다

Figure 23.4 Structure of tetraubiquitin.

단백질이 우비퀴틴화될지는 무엇이 결정하는가? 세포질에 있는 단백질의 반감기는 아미노산 말단의 잔기의 크기로 결정됨. 불안한 아미노산 짧은 반감기 아르기닌, 루신은 단백질을 불안정하게 만듬 우비퀴틴화에 유리한 조건임

프로테아솜은 우비퀴틴으로 표지된 단백질을 분해한다

프로테아솜, 가수분해복합체가 우비퀴틴화된 단백질을 분해한다. Figure 23.6 26S proteasome.

기질이 원통안으로 들어갈 때까지 원통의 내부에서 격리된다. Beta 소단단위체들에 활성자리들이 있으며 N 말단 트레오닌을 사용함. 트레오닌 잔기는 펨티드결합의 카르보닐기를 공격 아실-효소 중간체 형성7-9개의 펩티드길이의 잔기 각각의 아미노산으로 분해

아미노산 분해의 첫 단계는 질소 제거:아미노산의 주요분해

장소는 간

알파-아미노기는 글루탐산의 산화적 탈아미노화반응에 의해서 암모늄이온으로 전환됨

아미노기 이동효소 α아미노산으로부터 α케토산으로 이동하는것을 촉매

아스파르트산 + α케토글루타르산 옥살로아세트산 + 글루탐산, 알라닌 + α케토글루타르산 피루브산+글루탐산

알라닌아미노기 이동효소

세린과 트레오닌은 직접 탈아미노화 됨

세린과 트레오닌의 α아미노기들은 α케토글루타르산으로 이동되지 않고 직접 NH4+로 전환 될 수 있음.

세린탈수소효소 와 트레오닌 탈수효소 관여

말초조직들은 질소를 간으로 운반한다

근육에는 우레아 회로의 효소들이 없기 때문에 질소는 간에 의해 흡수되어 우레아로 전환될 수 있는 독성으로 방출됨.

질소는 두가지 주요한 운밥형으로 근육으로 부터 간으로 운반.

아미노기 이동반응로 글루탐산 형성

피루브산으로 옮겨져 알라닌 형성후 혈액으로 방출

Figure 23.17 The urea cycle.

육지에서 사는 대부분의 척추동물에서 암모늄 이온은 우레아로 전환된다. 과량의 NH4+은 우레아 또는 요소로 전환된 다음에 배설됨

우레아는 우레아 회로(urea cycle)에 의해 합성된다

카르바모일인산

Figure 23.18 Metabolic integration of nitrogen metabolism.

우레아회로는 글루코스 신생합성에 연결된다

우레아회로위 유전성 결함등은 암모니아과다혈증을 일으켜서 뇌 손상을 가져올 수 있음

우레아 회로의 장애들은 혈액의 NH4+ 의 수준을 상승 삼투압불균형으로 세포에 손상을 일으킴. 아니기닌숙실산분해효소 결핍 음식에서 과량아르기닌 추가,,, 하면 부분적 회피

결핍

NH4

NH4

Figure 23.22 Fates of the carbon skeletons of amino acids.

분해된 아미노산의 탄소원자들은 주요한 대사 중간물질로 나타난다

피루브산은 많은 아미노산의 대사 진입점이다

Figure 23.23 Pyruvate formation from amino acids.

알파케토글루타르산으로 재생하면서 산화적으로 탈아미노화 됨

세린탈수소 효소