Metabolzim związków
zawierających azot
BIOSYNTEZA PIRYMIDYN
BIOSYNTEZA PURYN
Zasady purynowe mogą być syntetyzowane zarówno de novo,
jak również w szlakach rezerwowych.
Szlak de novo: polega na syntezie purynowych od podstaw z
wykorzystaniem prostszych zwiazków wyjściowych, tj.
aminokwasy i wodorowęglany.
Szlaki rezerwowe: oparte na powtórnym wykorzystaniu zasad
purynowych, uwolnionych w wyniku hydrolizy kwasów
nukleinowych lub poszczególnych nukleotydów. Szlak
rezerwowy syntezy nukleotydów umożliwia znaczną
ekonomizację zużycia energii
Fsoforybozylotransferazy:
-Adeninowa
-Hipoksantynowo-guaninowa (HPRT)
REAKCJE REZEROWOWE
KATABOLIZM PURYN
KATABOLIZM PIRYMIDYN
Dna moczanowa
Przyczyną dny jest zwiększone stężenie kwasu moczowego we krwi
– hiperurykemia
1. Metaboliczna może być wywołana przez:
- niewłaściwe wydalanie moczanu przez nerki
- dieta – pokarmy mięsne, fruktoza, alkohol (12%)
- choroby – zespół metaboliczny (75%), niedokrwistość hemolityczna, łuszczyca
- przeszczep narządów
- toksyny – zatrucie ołowiem
- leki immunosupresyjne
2. Genetyczna
- mutacje genów SLC2A9, SLC22A12 oraz ABCG2 (zmienność poziomu moczanu)
- zespół Lesch-Nyhana
- niefunkcjonalna deaminaza adeninowa (ADA)
1. Profilaktyka – zmniejszenie ilości pokarmów bogatych w puryny
2. Objawowo – leki przeciwzapalne – niesteroidowe (kolchicyna), sterydy
3. Docelowo – allopurynol – inhibitor oksydazy ksantynowej
4. Terapia genowa – ADA
Leczenie dny moczanowej
Zespół Lesch-Nyhana
BIOSYNTEZA HEMU
PORFIRYNY
HC
HC
NH
CH
CH
Pyrrole ring
•Porfiryna: Cykliczny
związek uformowany
przez połączenie 4
pierścieni pirolowych
mostkami
metylowymi
Łańcuchy boczne porfiryn:
•M = Methyl (-CH3)
•V = Vinyl (-CH=CH2)
•P = Propionyl (-CH2-CH2-COO-)
•A = Acetyl (-CH2-COO-)
Hem
•Atom Fe2+ w centrum pierścienia Protoporfiryny IX
•Grupa prostetyczna dla
–Hemoglobiny i Myoglobiny
–Cytochromów
–Katalazy
–Syntazy tlenku azotu
•Metabolizm Hemoprotein jest skoordynowany z syntezą i rozpadem hemu
Hem
Biosynteza Hemu
•Zachodzi w każdej ludzkiej komórce
•Wątroba (15%):
•Szpik kostny (80%)
COOH
CH2
CH2
COSCoA
CH2 NH2
COOH
Bursztynylo CoA
Dekarboksylacja
glicyny
MITOCHONDRIA
Syntaza kwasu AMINOLEWULINOWEGO
- CO2
NH
NH HN
HN
A B
CD
A
A
P
A
P
P
P
A
Uroporfirynogen III
NH
NH HN
HN
HOOC-H2C-
HOOC-H2C-
-CH2-CH2-COOH
-CH2-COOH
CH2
CH2
COOH
CH2
CH2
COOH
COOH
CH2
CH2
COOH
CH2
Uroporfirynogen III
Seria dekarboksylacji i oksydacji
Porfirynogeny:Chemicznie zredukowanyBezbarwne związki pośrednie
Porfiryny:Intensywnie koloroweFluorescencyjny
•Uroporphyrinogen III
•Coproporphyrinogen III
Wracają do mitochondrium•Protoporphyrinogen IX
•Protoporphyrin IX
NH
N HN
N
H3C-
H3C-
-CH=CH2
-CH3
CH2
CH2
COOH
CH2
CH2
COOH
CH3
Protoporphyrin IX
CH=CH2
HEM
Fe2+ chelatowane do Protoporfiryny IX
Przy pomocy Ferrochelatazy
CH3-
Zaburzenia syntezy hemu
• Nabyte – zatrucie ołowiem
• Wrodzone: porfirie
Zatrucie ołowiem
SymptomyDrażliwość Słaby apetytLetarg Ból brzuchaBezsennośćBóle głowyZaparcia
Patofizjologia:
• Wiąże się z grupami sufhydrylowymi
• Hamuje wiele reakcji enzymatycznych również te biorące
udział w syntezie hemu (ALA dehydratase & ferrochelatase)
PORFIRIE:• Grupa rzadkich zaburzeń spowodowanych niedoborami enzymów szlaku biosyntezy hemu
•Większość porfirii jest dziedziczona w sposób autosomalny dominujący - w związku z tym osoby dotknięte chorobą mają 50% normalnego poziomu enzymów i wciąż mogą syntetyzować niektóre związki hemowe
• U osób dotkniętych chorobą gromadzą się prekursory hemu (porfiryny), które są toksyczne w wysokich stężeniach
•Ataki choroby są wywoływane przez niektóre leki, chemikalia i żywność, a także przez ekspozycję na słońce
• Leczenie polega na podawaniu heminy, która zapewnia negatywne sprzężenie zwrotne dla szlaku biosyntezy hemu, a zatem zapobiega gromadzeniu się prekursorów hemu
Katabolizm Hemu
Bilirubin
BLOOD CELLS
LIVER
Bilirubin diglucuronide(water-soluble)
2 UDP-glucuronic acid
via bile duct to intestines
Urobilinogen formed by bacteria KIDNEY
CO
Biliverdin
Heme oxygenase
O2
Bilirubin (water-insoluble)
NADP+
NADPH
Biliverdinreductase
Heme
Globin
Hemoglobin
reabsorbedinto blood
Bilirubin (water-insoluble)
via blood to the liver
INTESTINE
INCREASED HAEMOLYSIS
↑breakdownof Hb
JAUNDICE
LIVER DAMAGE↓Excretion of bilirubin
JAUNDICE
BILE DUCT OBSTRUCTION
↓Excretion of bilirubin
JAUNDICE
Przyczyny żółtaczek
ŻÓŁTACZKI
NORMALNY METABOLIZM
BARWNIKÓW ŻÓŁCIOWYCH
CELLS OF RES
Indirect
bilirubin
NADP+
NADPH2
Biliverdin
reductase
Biliverdin
Iron
Globin
Verdoglobin
NADP+
Hemoxi-
genase
NADPH2
Hemoglobin ERYTHROCYTES
K
I
D
N
E
Y
S
Stercobilinogen
URINE
Stercobilin
Indirect
bilirubin 1,7-
20,5 mkmol/l
albumin
albumin
Indirect bilirubin
UDP-glucoronil-
transferase
Direct
bilirubin 0.8-
4.3 mkmol/l
B
L
O
O
D
L
I
V
E
R
Bilirubin mono-
glucoronid, 20 %
Bilirubin di-glucoronid,
80 %
Dipyrols
-glucoro-
nidase
Glucoronic
acid
Direct
bilirubin
B
I
L
E
I
N
T
E
S
T
I
N
E
Mesobilirubin
Mesobilirubin
(urobilinogen)
Stercobilinogen
Stercobilin
STOOL
METABOLIZM BARWNIKÓW ŻÓŁCIOWYCH WŻÓŁTACZCE MIĄŻSZOWEJ (WĄTROBOWEJ)
CELLS OF RES
Indirect
bilirubin
Indirect
bilirubin
albumin
albumin
Indirect
bilirubin
Biliverdin
reductase
UDP-glucoronil-
transferase
Direct
bilirubin
NADP+
NADPH2
Biliverdin
Iron
Globin
Verdoglobin
NADP+
NADPH2
Hemoglobin
Hemoxi-
genase
B
L
O
O
D
L
I
V
E
R
Bilirubin mono-
glucoronid, 20 %
Bilirubin diglucoronid,
80 %
-glucoro-
nidase
Glucoronic
acid
Direct
bilirubin
B
I
L
E
ERYTHROCYTES
K
I
D
N
E
Y
S
Urobilinogen I
N
T
E
S
T
I
N
E
STOOL
Stool hypocholic
URINEUrine dark
Stercobi-
linogen
StercobilinBilirubinUrobilin
Mesobilirubin
Mesobilinogen
(urobilinogen)
Stercobilinogen
Stercobilin
METABOLIZM BARWNIKÓW ŻÓŁCIOWYCH W
ŻÓŁTACZCE HEMOLITYCZNEJ
CELLS OF RES
Indirect
bilirubinIndirect
bilirubin
albumin
albumin
Indirect
bilirubin
Biliverdin
reductase
UDP-glucoronil-
transferase
Direct
bilirubin
NADP+
NADPH2
Biliverdin
Iron
Globin
Verdoglobin
NADP+
NADPH2
Hemoglobin
Hemoxi-
genase
B
L
O
O
D
L
I
V
E
R
Bilirubin mono-
glucoronid, 20 %
Bilirubin diglucoronid,
80 %
-glucoro-
nidase
Glucoronic
acid
Direct
bilirubin
B
I
L
E
ERYTHROCYTES
K
I
D
N
E
Y
S
I
N
T
E
S
T
I
N
E
STOOL
Stool hypercholic
URINEUrine dark
Mesobilirubin
Mesobilinogen
(urobilinogen)
Stercobilinogen
Stercobilin
Stercobilinogen
StercobilinUrobilin
METABOLIZM BARWNIKÓW ŻÓŁCIOWYCH WŻÓŁTACZCE ZATOROWEJ
CELLS OF RESIndirect
bilirubinIndirect
bilirubin
albumin
albumin
Indirect
bilirubin
Biliverdin
reductase
UDP-glucoronil-
transferase
Direct
bilirubin
NADP+
NADPH2
Biliverdin
Iron
Globin
Verdoglobin
NADP+
NADPH2
Hemoglobin
Hemoxi-
genase
B
L
O
O
D
L
I
V
E
R
Bilirubin mono-
glucoronid, 20 %
Bilirubin diglucoronid,
80 %
Bile
acids
-glucoro-
nidase
Glucoronic
acid
Direct
bilirubin
B
I
L
E
Direct
bilirubin
ERYTHROCYTES
K
I
D
N
E
Y
S
Direct bilirubinI
N
T
E
S
T
I
N
E
STOOL
Stool acholic, steatorhea
URINE Direct bilirubin Bile acids
Urine dark, foaming
Kreatyna i kreatynina
GLY
ARG Ornityna
Guanidynooctan
CH3
KREATYNA
FOSFOKREATYNA
KREATYNINA
ATP
H2O
Pi
Kinaza kreatynowa
Nerka
Wątroba
Mięśnie