Energiestoffwechsel --

Energiestoffwechsel
--Aminosäuren
Prof. Dr. Martin van der Laan
Stoffwechsel von Aminosäuren (Überblick)
Aminosäure
R
NH3+
Cα
NH3+
Decarboxylierung
COO-
R
CO2
Transaminierung
α-Ketosäure
(2-Oxosäure)
Harnstoff
R
α-Ketosäure
Pyruvat
Abbauprodukte
glucogener
Aminosäuren
(Biogenes) Amin
NH4+
Aminosäure
NH4+
Cα
H
H
H
Desaminierung
C
Monoaminoxidasen
Inaktivierung
COO-
O
Oxalacetat
Propionyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Fumarat
α-Ketoglutarat
Acetyl-CoA
Succinyl-CoA
Abbauprodukte
ketogener
Aminosäuren
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Aminosäuren als Nahrungsquelle
Warum müssen wir Proteine mit der Nahrung aufnehmen?
- Essentielle Aminosäuren:
Valin, Isoleucin, Leucin, Threonin (verzweigtkettig)
Phenylalanin, Tryptophan (aromatisch)
Methionin, Lysin
Histidin?
- Ständiger N2-Verlust über Harnstoff (Protein-Turnover) und
Zellproteine (Sekrete, Zellabschilferung)
Empfohlene tägliche Aufnahme für Erwachsene: 0.5 – 1 g Protein / kg Körpergewicht
sog. Eiweißminimum: 20 – 30 g Protein / Tag
Stickstoffbilanz ist ausgeglichen, wenn N2-Aufnahme = N2-Ausscheidung
positive Stickstoffbilanz z. B. durch anabole Hormone
negative Stickstoffbilanz bei Hunger, Kachexie
Biologische Wertigkeit von Proteinquellen entspricht ihrem Gehalt an essentiellen
Aminosäuren
Aminosäure-Derivate am Beispiel von Arginin und Glycin
Spermidin
Decarboxyl.
SAM
Harnstoff
Citrullin + NO
Putrescin
CO2
Lösliche
Guanylatcyklase
cGMP ↑
(à Vasodilatation)
NO-Synthase
(NOS)
Ornithin
Arginin
(über Glutamat)
Häm
Serin
Creatin
α-Ketoglutarat
Purine
Glykocholsäure
Glycin
COOOxalat
COOGlutathion
(à Leukotriene)
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (mit Vit. B2, Niacin, Coenz. A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Biotin = „Vitamin H“, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- THF
THF == Tetrahydrofolsäure
Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Vitamin
Chem. Struktur
A
β-Carotin,Retinoide
Retinal
Retinsäure
B1
Thiamin
Thiamin-PP
B2
Riboflavin
(B3)
(B5)
Aktiv. Form
Hydro Lipo
Wirkung
Mangel
Photorezeption
Wachstum, Differenzier.
Nachtblindh.
Xerophthalm
+
Decarboxyl. α-Ketosäuren
Transketolase
Beriberi,
Wern.Korsak
FAD, FMN
+
H-, e--Transfer
Fissuren
Niacin (Nicotins.)
Niacinamid
NAD+, NADP+
(auch aus Trp)
+
H-, e--Transfer
ADP-Ribosylierung
Pellagra
Folsäure
THF
+
Methyl-, Formyl-Übertrag.
Anämie
Pantothensäure
Coenzym A
Fetts.Synthas.
+
Bildung energiereicher
Thioester
Burning feet
Anämie,
Zentralnerv.
Störungen
+
B6
Pyridoxin
PALP
+
Transamin., Decarboxyl,
elimin. Desamin. Aminos.
Glykogenphosphorylase
Hämbiosynthese
B12
Cobalamin
Methyl-, Desoxyadenos-C.
+
Methioninsynthase
Methylmalonyl-CoA-Mut.
Perniciosa
Neurol.Stör.
+
Antioxid., Cofactor Oxyg.
Scorbut
+
Regulation der extrazellulären Ca2+-Konz.
Rachitis
Osteomalaz.
+
Antioxidans
Anämie
Carboxylierungen
uncharakt.
γ-Carboxylierungen
Blutungen
Ascorbinsäure
C
D
Cholecalciferol (D3)
Ergocalciferol (D2)
Tocopherole
E
(H)
K
Calcitriol
Ergocalcitriol
Biotin
enzymgebund.
Phyllochinone
+
+
Zusammenfassung
Aminosäuren können der Energiegewinnung dienen
(z.B. Isoleucin, Leucin, Valin)
Aminosäuren werden bei Nahrungskarenz zur Gluconeogenese (bzw.
Ketogenese) verwendet
Ab-/Umbau von Aminosäuren benötigt viele Vitamine
Aminosäuren sind Vorstufen vieler Metabolite
Essentielle Aminosäuren (8 + Histidin)
Eiweißminimum
Biologische Wertigkeit von Eiweißquellen
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Die verzeigtkettigen Aminosäuren
Valin
H3+N
H 3C
CH
H 3C
Cα
COO-
H
Isoleucin
Leucin
+
H 3C
H 3C
H3 N
CH
CH2
Cα
H
H 3C
-
COO
H 3C
CH2
H3+N
CH
Cα
H
COO-
Abbau von Isoleucin
O
H 3C
H 3N +
H 3C
H 3C
CH
CH2
Cα
H 3C
COO
CH
O
FAD
H
H 3C
1
H 3C
CH
H 3C
CH
Cα
COO
H 3C
CO2
H+
4
O
H 3C
H 3C
CH2
β
CH
α
C
SCoA
3
O
H 3C
NADH +
C
β-Oxidation
CH2
Oxidative
Decarboxylierung
CH
OH
O
-
SCoA
2
FADH2
Transaminierung
H 3C
C
Cα
CH
C
NAD+
NADH/H+
SCoA
C
O
HS-CoA
O
SCoA
H 3C
C
SCoA
O
Acetyl-CoA
H 3C
CH2
C
SCoA
Propionyl-CoA
Umbau von Propionyl-CoA zu Succinyl-CoA
Beim Abbau ungeradzahliger Fettsäuren (und einiger Aminosäuren)
entsteht Propionyl-CoA
O
CH3
CH2
C
S
CoA
Propionyl-CoA
CO2
Propionyl-CoA
Carboxylase
-
COO
CH3
O
CH
C
Biotin (Vitamin H)
S
CoA
Epimerase
(Racemase)
Methylmalonyl-CoA
O
-
COO
CH
C
S
CH3
Methylmalonyl-CoA
Mutase
D-
CoA
L-
Cobalamin (Vitamin B12)
O
-
COO
CH2
CH2
C
S
CoA
Succinyl-CoA
Allgemeines Prinzip beim Abbau verzweigtkettiger
Aminosäuren: Isoleucin, Valin, Leucin
H 3C
H 3C
H3+N
CH
CH2
Cα
H
-
COO
H 3C
Leucin
H 3C
H3+N
Cα
CH
H
Leucin
COOValin
(HMG-CoA)
Acetacetyl-CoA
Acetyl-CoA
Isoleucin
H 3C
Valin
H 3C
H3+N
CH
CH2
Cα
H
COOIsoleucin
Propionyl-CoA
1.  Transaminierung
2.  Oxidative Decarboxylierung
Succinyl-CoA
3.  Beta-Oxidation
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Ahornsirupkrankheit (Verzweigtketten-Krankheit)
Defekt der oxidativen Decarboxylierung von Valin, Leucin, Isoleucin
à Ausscheidung von Valin, Leucin, Isoleucin und deren α-Ketosäuren im Urin
Symtome:
schwerste ZNS-Schäden à früher Tod
Therapie:
Valin-, Leucin-, Isoleucin-arme Diät; Vitamin B1
Patho
-biochemie
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Phenylalanin-Hydroxylase
COOH3+N
Phenylalanin
C
O2
PhenylalaninHydroxylase
H 2O
H
CH2
COOH3+N
TetrahydroBiopterin
NAD(P)+
DihydroBiopterin
C
H
CH2
NAD(P)H + H+
OH
GTP
Phenylalanin-Hydroxylase = Fe-haltige Monooxygenase
Monooxygenasen: AH + BH2 + O2
Dioxygenasen:
AH2 + O2
AOH + B + H2O
A (OH)2
(zur Ringspaltung beim Abbau aromatischer Aminosäuren)
Tyrosin
Tetrahydrobiopterin
Redox-Cofaktor von Monooxygenasen, die aromatische Ringe hydroxylieren
Abbau von Tyrosin
Tyrosin als Vorstufe für wichtige Signalmoleküle
Vitamin C
Dopamin
Vitamin C
Dopamin
DopaminNoradrenalin
Hydroxylase*
(Cu)
DopaminNoradrenalin
SAM
Phenylalanin
Phenylalanin
PhenyalaninHydroxylase*
PhenyalaninHydroxylase*
Dopa
Hydroxylase* (Cu)
Dopa
Tyrosin-Hydroxylase
*
Tyrosin-Hydroxylase*
Tyrosin
Tyrosin§
„Tyrosinase*“ (Cu)
Tyrosinase* (Cu)
Dopa
+
Dopa
+
UV
UV
Melanine
Trijodthyronin
Trijodthyronin
Thyroxin
Thyroxin
(Ringspaltung mit
Dioxygenasen)
(Ringspaltung mit
Dioxygenasen)
Melanine
§
SAM
Adrenalin
Adrenalin
Bedingt essentielle Aminosäure!
* Monooxygenasen
* Monooxygenasen
Fumarat + Acetacetat
Fumarat + Acetacetat
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Phenylketonurie (PKU)
Defekt der Phenylalanin-Hydroxylase
Häufigkeit unter Neugeborenen 1:10 000 (Homozygotie); 1:50 (Heterozygotie)
Phenylalanin
//
Tyrosin
Phenylpyruvat u. a. Derivate
Symptome:
Neurologische Ausfälle (geistige Retardierung, wenn nicht therapiert)
Charakteristika:
Blaue Augen, blonde Haare
Therapie:
Phenylalaninarme Kost
(Süßstoffmittel Aspartam enthält Phenylalanin!)
Patho
-biochemie
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Albinismus
Defekt der Tyrosinase
à keine Pigmentbildung (Blaue Augen, Lichtempfindlichkeit, Weißblondes Haar)
Beachte:
Dopaminsynthese ist nicht betroffen!
Patho
-biochemie
Zusammenfassung
Oxidative (dehydrierende) Decarboxylierung von α-Ketosäuren
mit Thiaminpyrophosphat (B1)
β-Oxidation: FADH2 (Vitamin B2) + NADH + H+ (Niacin) + Coenzym A (Pantothensäure)
Propionyl-CoA à Methylmalonyl-CoA à Succinyl-CoA
Biotin
B12
Biotin-abhängige Carboxylierungen (ATP-abhängig)
Ahornsirupkrankheit
Phenlyalanin-Hydroxylase, Tyrosinase = Monooxygenasen
Phenylketonurie
Albinismus
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
– Abbau
(1)
MethioninMethionin
– Stoffwechsel
/ Methioninzyklus
Methionin
H 3C
S
CH2
COOH3+N
CH2
C
H
H3+N
COO-
C
CH2
ATP
PP + Pi
2 Pi
H
CH2
S-Adenosylmethionin
(„aktives Methionin“)
S+
CH2
O
CH3
Tetrahydrofolsäure
Methionin-Synthase (Vitamin B12!!)
OH
Adenin
OH
Akzeptor
CH33-Tetrahydrofolsäure
CH
Methyltransferasen
CH
CH33-Akzeptor
Homocystein
HS
CH2
S-Adenosylhomocystein
H3+N
CH2
C
H
COO-
Adenosin
H 2O
Methylierungen mit SAM
Biosynthese von Phospholipiden:
Phosphatidyl-Ethanolamin
Phosphatidyl-Cholin
Genregulation:
Methylierung von Nucleotiden (z.B. mRNA-Kappe), Histone
Biosynthese von Adrenalin:
Noradrenalin
Adrenalin
Abbau von Dopamin, (Nor)Adrenalin: Catechol – O – Methyltransferase (COMT)
Biosynthese von Melatonin:
N-Acetylserotonin
Melatonin
Biosynthese von Creatin:
Guanidinoacetat
Creatin
Tryptophan
H3+N
Cα
CH2
N
H
COO-
5-Hydroxy-Tryptophan
H
Indolring + Alanin
5-Hydroxy-Tryptamin
= Serotonin
H3+N
CH2
OH
CH2
OH
N
H
H
N
H
H3+N
COO-
Cα
CH
H
O
Melatonin
N-Acetyl-Serotonin
HN
CH2
CH3 OH
O
N
H
CH
H
C
CH3
Tryptophan
H3+N
Cα
CH2
N
H
COO-
5-Hydroxy-Tryptophan
H
Indolring + Alanin
H3+N
CH2
OH
5-Hydroxy-Tryptamin
= Serotonin
CH2
OH
N
H
H
N
H
H3+N
COO-
Cα
CH
H
O
Melatonin
HN
CH3
CH2
O
N
H
CH
H
C
CH3
Methionin – Stoffwechsel / Methionin – Abbau (1)
Methionin
H 3C
S
CH2
COOH3+N
CH2
C
H
H3+N
COO-
C
CH2
ATP
PP + Pi
2 Pi
H
CH2
S-Adenosylmethionin
(„aktives Methionin“)
S+
CH2
O
CH3
OH
Adenin
OH
Akzeptor
Methyltransferasen
CH
CH33-Akzeptor
Homocystein
HS
CH2
S-Adenosylhomocystein
H3+N
CH2
C
H
COO-
Adenosin
H 2O
Methionin – Abbau (2): Synthese von Cystein aus Serin
Homocystein
HS
CH2
CH2
Serin
H3+N
H3+N
COO-
C
HO
H
CH2
C
COO-
H
H 2O
Cystathionin-Synthase (PALP)
H3+N
S
CH2
CH2
H3+N
Cystein
+NH
(PALP)
CH2
H
Cystathionin
COO-
H
4
α-Ketobutyrat
H 3C
C
COO-
C
O
CH2
C
CoA-SH
NAD+
-
COO
Oxidative Decarboxylierung
PropionylCoA
NADH + H+
O
CO2
H 3C
CH2
C
S
CoA
Folsäure mit Bezug zum Aminosäurestoffwechsel
p-Aminobenzoat O
Folsäure
Pteridin
OH
NADPH
HN 3 4
Dihydro-Folsäure
H
N
5
HN 10
CH2
6 H
COOC N CH
H
CH2
CH2
COO-
Glutamat
8 7
Dihydrofolat- H N 2 1
H2
N
2
N
Reduktase
H
Tetrahydro-Folsäure (THF)
NADPH
dTMP
Methionin
Serin
Vitamin B12
Homocystein
Glycin
H2C N 10
CH2
N
5
H
Thymidylat-Synthase
dUMP
NADPH
H3C HN
CH2
N
5
H
N5, N10 - Methylen – THF N5 - Methyl – THF
Histidin
NADP+
NH
Formiminoglutamat
HC HN
CH2
N
5
H
N5 – Formimino – THF
O
NADPH
HC N 10
CH2
N
+
H
5
N5, N10 - Methenyl – THF
H
N
5
CH
N 10
CH2
H
N10 - Formyl – THF
Purine
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Homocyst(e)inämie/Homocyst(e)inurie
Methionin
Methyl-THF
+
Vitamin B12
Homocystin
Homocystein
Serin
Cystein
Propionyl-CoA
Patho
-biochemie
Homocystein
H 3N +
HS
CH2
CH2
C
COO
H
Homocystin
S
CH2
CH2
H 3N +
C
COO
H
H 3N +
S
CH2
CH2
C
H
COO
Homocyst(e)inämie/Homocyst(e)inurie
Methionin
(Homocystin)
Homocystein-Thiolacton
Methyl-THF
+
Vitamin B12
Homocystein
Serin
Cystein
Propionyl-CoA
Homocyst(e)inämie/Homocyst(e)inurie
Methionin
Methyl-THF
+
Vitamin B12
(Homocystin)
Homocystein
Homocystein-Thiolacton
Methylen-THF
N5, N10 – MethylenTHF- Reduktase
Serin
Cystathioninsynthase (PALP)
Endothelschäden
Cystein
Thrombosen,
Arteriosklerose
Propionyl-CoA
Ursachen: 1. Defekte Cystathioninsynthase
homozygote Form
heterozygote Form
Therapie:
Vitamin B6
Infarkte, Apoplexe in jungen Jahren
Erhöhtes Arterioskleroserisiko
Folsäure mit Bezug zum Aminosäurestoffwechsel
p-Aminobenzoat O
Folsäure
Pteridin
OH
NADPH
Dihydro-Folsäure
HN 3 4
H
N
5
HN 10
CH2
6 H
COOC N CH
H
CH2
CH2
COO-
Glutamat
8 7
Dihydrofolat- H N 2 1
H2
N
2
N
Reduktase
H
Tetrahydro-Folsäure (THF)
NADPH
dTMP
Methionin
Serin
Vitamin B12
Homocystein
Glycin
Thymidylat-Synthase
dUMP
H2C N 10
CH2
N
5
H
NADPH
H3C HN
CH2
N
5
H
N5, N10 - Methylen – THF N5 - Methyl – THF
N5, N10 – MethylenTHF- Reduktase
Folsäure (Nahrung)
Homocyst(e)inämie/Homocyst(e)inurie
Methionin
Methyl-THF
+
Vitamin B12
(Homocystin)
Homocystein
Homocystein-Thiolacton
Methylen-THF
N5, N10 – MethylenTHF- Reduktase
Serin
Cystathioninsynthase (PALP)
Endothelschäden
Cystein
Thrombosen,
Arteriosklerose
Propionyl-CoA
Ursachen: 1. Defekte Cystathioninsynthase
homozygote Form
heterozygote Form
Therapie:
Infarkte, Apoplexe in jungen Jahren
Erhöhtes Arterioskleroserisiko
Vitamin B6
2. Mutationen der N5, N10-Methylen-Tetrahydrofalat-Reduktase (bei 10% aller
Menschen !)
meist nur geringgradige Homocyst(e)inämie
Erhöhtes Arterioskleroserisiko und Gefahr von Neuralrohrdefekten bei Nachkommen
Therapie:
Folsäure
3. Folsäure - Mangel
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Cystinurie
Defekt der Aufnahme von dibasischen Aminosäuren und Cystin in Enterocyten und
proximalen Tubuluszellen
à cystinhaltige Harnsteine
Patho
-biochemie
Cystein
H 3N +
HS
CH2
C
COO
H
Cystin
H 3N +
S
CH2
C
COO
H
H 3N +
S
CH2
C
H
COO
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Biogene Amine
Synthese durch PALP-abhängige Decarboxylierung von Aminosäuren
Glutamat
γ-Aminobutyrat (Neurotransmitter)
Phosphatidyl-Serin
Phosphatidyl-Ethanolamin (Phospholipide)
Histidin
Histamin (Entzündungsmediator)
5-Hydroxy-Tryptophan
Serotonin (Neurotransmitter)
3,4-DihydroxyPhenylalanin
Dopamin (Neurotransmitter und Zwischenprodukt
der Katecholamin-Biosynthese)
Cystein
Cysteamin (Bestandteil von Coenzym A)
Tyrosin
Tyramin (Produkt von Darmbakterien mit
hypertoner Wirkung)
Ornithin
Putrescin (Polyamin)
S-Adenosyl-Methionin
(SAM)
Decarboxyliertes SAM (Synthese der Polyamine
Spermin und Spermidin)
γ-Amino-Buttersäure
=GABA
Glutamat
COOH3+N
Cα
H
H3+N
Cγ
H2
CH2
CβH2
CH2
CαH2
COO-
COO-
Ethanolamin
Serin
H3+N
HO
CH2
Cα
H
H3+N
COO-
HO
CH2
C
H2
Histidin
Histamin
COO-
H3+N
Cα
H3+N
H
CH2
CH
CH
C
H2
CH2
N
N
H
CH
CH
Alanin + Imidazolring
CH
N
N
H
CH
Tryptophan
H3+N
Cα
CH2
N
H
COO-
5-Hydroxy-Tryptophan
H
Indolring + Alanin
H3+N
CH2
OH
5-Hydroxy-Tryptamin
= Serotonin
CH2
OH
N
H
H
N
H
H3+N
COO-
Cα
CH
H
O
Melatonin
HN
CH3
CH2
O
N
H
CH
H
C
CH3
Biosynthese von Coenzym A
aus Pantothensäure
Cysteamin
COO
Stoffwechsel von Polyaminen
-­‐ S-AdenosylMethionin
(SAM)
CO2
MethylthioAdenosin
Decarboxyliertes
S-AdenosylMethionin
Aminopropionylrest
CO2
Ornithin
Ausscheidung
COO
-­‐ Putrescin
Spermidin
N-Acetyltransferase
Spermin
+ Acetyl-CoA
Biogene Amine (2)
Abbau durch Mono-aminoxidasen (MAO)
RH2 – NH3 + FAD
+
Amin
H2O2
FADH2 + RH =
O2
+NH
Imin
+ H 2O
2
RH = O + +NH4
Aldehyd
Abbau von Katecholaminen
Normetanephrin
Noradrenalin
COMT
H3+N
CH2
HC
Catechol-OMethyltransferase
OH
(SAM)
H3+N
OH
OH
O
MAO
CH2
HC
CH
HC
OH
O
OH
Vanillinmandelsäure
(Urin)
Oxidation
OH
O
CH3
OH
COOH
HC
OH
O
CH3
OH
CH3
Abbau von Serotonin
5-Hxdroxy-Tryptamin
= Serotonin
H3+N
CH
CH2
OH
H
N
H
5-Hydroxy-IndolessigSäure (Urin)
MAO
O
CH2
OH
O
CH
CH2
OH
Oxidation
N
H
N
H
C
O-
Zusammenfassung
S-Adenosylmethionin („aktiviertes Methionin“) ist ein wichtiger
Methylgruppendonor für verschiedene Biosynthesen
Homocyst(e)inämie: Störungen im Abbau des aus Methionin gebildeten
Homocystein (à Cystathionin-Synthase, PALP)
Folsäure ist ein wichtiger Methylgruppenüberträger und wird u.a. für
die Methionin-Synthese aus Homocystein benötigt (gemeinsam
mit Vitamin B12!)
Biogene Amine und Polyamine entstehen durch PALP-abhängige
Decarboxylierung aus Aminosäuren
Biogene Amine werden durch Monoaminoxidasen abgebaut
(Vanillinmandelsäure, 5-Hydroxy-Indolessigsäure)
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Transaminierung
Aminosäure 1 + α-Ketosäure 2
Glutamat + Oxalacetat
Glutamat + Pyruvat
Aminotransferase
= Transaminase
α-Ketosäure 1 + Aminosäure 2
Aspartat-Aminotransferase (AST)
α-Ketoglutarat + Aspartat
= Glutamat-Oxalacetat-Transaminase (GOT)
Alanin-Aminotransferase (ALT)
α-Ketoglutarat + Alanin
= Glutamat-Pyruvat-Transaminase (GPT)
Transaminierung
α-Ketosäure 1
Aminosäure 1
H
O
H
O
R1- Cα- COO-
C
-P-O-H2C
OH
-O
OH
O
+
N
H
N+H3
R1- Cα- COO-
H
R1- Cα- COON+H
H
C
CH3
B6
= C
R1- Cα- COON+H
H
H
C
B6
Pyridoxalphosphat
(PALP)*
(Aldimin-Form)
N+H3
H
H
H 2O
Schiff-Base zwischen PALP
und Aminosäure 1
B6
O
C
B6
Pyridoxaminphosphat
(PAMP)
(Ketimin-Form)
H
Aminosäure 2
Enzym*N+H3
R2- Cα- COON+H
H
C
B6
R2- Cα- COON+H
H
H
C
B6
H 2O
α-Ketosäure 2
R1- Cα- COOO
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (Vit. B2, Niacin, Coenzym A)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
THF
Tetrahydrofolsäure
4 ==Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Eliminierende Desaminierung
Serin
1.
OH H
H2C – Cα– COO+NH
H 2O
+NH
1.
2.
3
OH
1.
H
H3C – CH – Cα– COO-
2.
+NH
3
1.
Serin/Threonin-Dehydratase
(PALP)
2.
2.
H 2O
+NH
4
H3C – Cα– COOPyruvat
Threonin
4
H3C – CH2 – Cα– COO-
O
O
CoA-SH
CO2
α-Ketobutyrat
Oxidative
Decarboxylierung
+
NADH+H
(Vitamin B1)
NAD+
Propionyl-CoA
Prinzipien des Aminosäure-Stoffwechsels
Biochemische Mechanismen beim
Umbau des Kohlenstoffgerüstes
Oxidative (= dehydrierende) Decarboxylierung (mit Vitamin B1)
Biochemische Mechanismen bei
der Entfernung des Stickstoffes
β-Oxidation (mit Vitamin B2, Niacin)
Transaminierung (mit Vitamin B6)
(z.B. GOT, GPT)
Propionyl-CoA
Succinyl-CoA
(mit Vitamin H, Vitamin B12)
Eliminierende Desaminierung (mit
Vitamin B6)
Mono- und Di-Oxygenasen
(z.B. Serin-/Threonin-Dehydratase)
C1-Transfer mit
- SAM = S-Adenosyl-Methionin
- FH
FH44==Tetrahydrofolsäure
Tetrahydrofolsäure
Decarboxylierung zu Aminen
(mit Vitamin B6)
Oxidative Desaminierung
(z.B. Glutamat-Dehydrogenase)
Hydrolytische Desaminierung
(z.B. Glutaminase)
Oxidative und hydrolytische Desaminierung
(Produktion und Fixierung von NH3 im Stoffwechsel)
NH4+-Produktion
Oxidative Desaminierung
+NH
NADH + H+
4
H 2O
Cα
CH2
CH2
H2+N
COO-
Cα
H3+N
NADP+
+NH
4
NAD+
Glutamat-Dehydrogenase
(GLDH) (mitochondrial)
COO-
α-Ketoglutarat
+NH
COO-
COOO
Hydrolytische Desaminierung
4
Cα
H
COOGlutaminase
(mitochondrial)
CH2
CH2
COO-
Glutamat
H3+N
Cα
H
CH2
Glutamin-Synthetase
(cytosolisch)
+NH
4
ATP
ADP+Pi
CH2
C
O
NH2
Glutamin
NADPH + H+
NH4+-Fixierung
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Hyperinsulinämische Hypoglycämie im Kindesalter
Ursachen: Defekt der Glutamat-Dehydrogenase (fehlende Hemmbarkeit durch ATP) u.a.
Insulinsekretion
β-Zellen des Pankreas
NAD+
Glutamat
Symptome:
NADH + H+
GlutamatDehydrogenase
++NH
NH4 + α-Ketoglutarat
4
X
ATP
ATP
–
Hypoglycämie, Hyperammoniämie
Patho
-biochemie
Produktion und Fixierung
von NH3 im Stoffwechsel
+NH
NADH + H+
4
H 2O
COOHN+
Cα
CH2
+NH
COO-
Cα
Cα
H3+N
α-Ketoglutarat
H
CH2
NADP+
+NH
4
NADPH + H+
COOH3+N
Glutaminase
CH2
Glutamat-Dehydrogenase
CH2
COO-
4
NAD+
COOO
NH4-Produktion
H
CH2
Glutamin-Synthetase
COO-
+NH
4
Glutamat
CH2
ADP+Pi
C
ATP
Glutamin
NH4+-Fixierung
Glucose
Gluconeogenese
NH3 + H+
Cα
α-KetoGlutarat
NH3 + H+
Niere
Glutamin
NH4+
Urin
NH2
O
Stoffwechsel von Aminosäuren (Überblick)
Aminosäure
R
NH3+
Cα
NH3+
Decarboxylierung
COO-
R
CO2
Transaminierung
H
H
H
Desaminierung
C
(Biogenes) Amin
- oxidativ
- eliminierend
α-Ketosäure
(2-Oxosäure)
- hydrolytisch
Harnstoff
Pyruvat
Aminosäure
NH4+
R
α-Ketosäure
Cα
Inaktivierung
COO-
O
Oxalacetat
Propionyl-CoA
α-Ketoglutarat
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Fumarat
Glucogen
NH4+
Monoaminoxidasen
Succinyl-CoA
Ketogen
Harnstoffzyklus
nur in Leber !
Harnstoff O C
Mitochondrium
N-Acetylglutamat
+
+NH +
4
+ HCO3
1
-
2 ATP
2 ADP +
Pi
1. Carbam(o)ylphosphatSynthetase I*
2. Ornithin-Transcarbamylase
3. ArgininosuccinatSynthetase
4. Argininosuccinat-Lyase
5. Arginase
6. Ornithin-Citrullin-Antiporter
P
C
COOH3+N-C-H
CH2
NH2
N+H2
Ornithin
CH2
CH2-N+H3
O
NH2
Arginin
CH2
CH2-NH
C - NH2
5
6
COOH3N+-C-H
CH2
NH2
COOCH
CH
COO-
4
2
Carbamylphosphat
COOH3N+-C-H
CH2
ATP
CH2
Citrullin
COOH3N+-C-H
CH2
CH2
6
C=O
NH2
COOH3N+-C-H
CH2
Aspartat
Argininosuccinat
CH2-NH
COOC -NH-C-H
3
CH2-NH
Fumarat
COO-
N+H2
CH2
COO-
AMP + PPi
2Pi
Harnstoffzyklus
Harnstoff
nur in Leber !
O C
2 ATP
CH2
P
C
NH4+ + HCO32 ADP +
Pi
COOH3+N-C-H
CH2
NH2
N+H2
Ornithin
CH2
Fumarat
COOCH
CH
COO-
CH2-N+H3
O
NH2
NO
Carbamylphosphat
COOH3N+-C-H
CH2
ATP
COOH3N+-C-H
CH2
CH2
CH2
Citrullin
Mitochondrium
Arginin
CH2
CH2-NH
C - NH2
COOH3N+-C-H
N-Acetylglutamat
+
NH2
Argininosuccinat
CH2-NH
COOC -NH-C-H
CH2-NH
C=O
NH2
COOH3N+-C-H
CH2
Aspartat
COO-
N+H2
CH2
COO-
AMP + PPi
2Pi
Harnstoffzyklus
Harnstoff
nur in Leber !
O C
Niere
Glutamin
N-Acetylglutamat
+
+NH
+ HCO
4
+NH +
4
3
1
-
2 ATP
2 ADP +
Pi
P
C
NH2
N+H2
CH2-N+H3
O
NH2
Arginin
CH2
CH2-NH
C - NH2
5
Ornithin
CH2
Carbamylphosphat
4
COO-
ATP
CH2
Citrullin
COOH3N+-C-H
CH2
CH2
6
C=O
NH2
COOH3N+-C-H
CH2
Aspartat
Argininosuccinat
CH2-NH
COOC -NH-C-H
3
CH2-NH
Fumarat
COOCH
CH
COO-
2
H3N+-C-H
CH2
Mitochondrium
COOH3+N-C-H
CH2
6
COOH3N+-C-H
CH2
NH2
COO-
N+H2
CH2
COO-
AMP + PPi
2Pi
Gen-Defekte im Aminosäurestoffwechsel
Hyperammoniämie
Auftreten bei Defekten der Enzyme des Harnstoffzyklus, einschließlich der
N-Acetylglutamat-Synthetase und des Glutamat/Aspartat-Antiporters;
auch bei Leberinsuffizienz
à Sprach-, Seh-, und kognitive Störungen bis hin zu Koma und Tod
(aufgrund der Neurotoxizität von NH3).
Molekulare Pathogenese (?):
Glutamin
à Glutamat + α-Ketoglutarat
Energiemangel ?
Neurotransmitterstörung ?
Patho
-biochemie
Zusammenfassung
Pyridoxalphosphat (PALP, aktives Vitamin B6) bildet Schiff-Base
mit Aminosäuren à Labilisierung von Bindungen an Cα
à Decarboxylierung (Entstehung von Biogenen Aminen)
à Transaminierung
à Eliminierende Desaminierung (mit Dehydratisierung)
Desaminierung
- eliminierend (Serin/Threonin-Dehydratase)
- oxidativ (Glutamat-Dehydrogenase)
- hydrolytisch (Glutaminase)
NH3-Fixierung (im Gewebe) durch
Glutaminsynthetase (z. B. in perivenösen Hepatocyten)
Harnstoffzyklus
- NH4+ + HCO3- + Aspartat à à à Harnstoff + Fumarat
- Spaltung von 4 energiereichen Phosphatbindungen
- nur in Leber
- bei Ausfall: neurotoxische Wirkungen von NH3
Synthese von Dopamin/Katecholaminen
Synthese von Dopamin/Katecholaminen
Tyrosin
Dihydroxy-Phenylalanin = Dopa
COOH3+N
Cα
CH2
H
Tetrahydrobiopterin + O2
Dopamin
COO
COO-
H3+N
Dihydrobiopterin + H2O
Cα
CH2
H
H
H3+N
Decarboxylase
(PALP)
Tyrosinhydroxylase (Fe)
CH2
CO2
OH
OH
OH
H3+N
H2+N
CH2
Dopamin
Chromaffine
Granula
OH
OH
Noradrenalin
Dopamin-Hydroxylase (Cu)
HC
OH
(PhenylethanolaminN-Methyltransferase)
SAM
Ascorbat + O2
Dehydroascorbat + H2O
H
C
CH2
HC
OH
Adrenalin
OH
OH
CH3
OH
OH
Aminosäure-Derivate am Beispiel von Arginin und Glycin
Spermidin
Decarboxyl.
SAM
Harnstoff
Citrullin + NO
Putrescin
CO2
Lösliche
Guanylatcyklase
cGMP ↑
(à Vasodilatation)
NO-Synthase
(NOS)
Ornithin
Arginin
(über Glutamat)
Häm
Serin
Creatin
α-Ketoglutarat
Purine
Glykocholsäure
Glycin
COOOxalat
COOGlutathion
(à Leukotriene)
Creatin - Stoffwechsel
Leber u.a.
Muskel
H 2C
Ornithin
Arginin
H 2C
COO-
H 2C
H3+N
COO -
N+H
HN NH2
Glycin
C Guanidino
-acetat
N+H2
H 2C
Creatin
COO-
N+H2
Intermembranraum)
2
Creatin-P
Creatinkinase
(cytosolisch)
H 2C
ATP
SAH*
H 3C C
O
H 2C
C
Creatinin N
NH
H 3C C
COO-
N NH
ADP
SAM
N NH2
H 3C C
COOATP
ADP
Creatin
N NH2
Creatinkinase
H 3C C
(mitochondrialer
N+H2
(spontan)
PO43-
N+H2
Harn
P
Hämsynthese
A
Häm
B
C
Aus Löffler/Petrides/Heinrich: Biochemie und Pathobiochemie, Springer 2007
Bilirubin
Aus Löffler/Petrides/Heinrich:
Biochemie und Pathobiochemie,
Springer 2007
+ UDP-Glucuronsäure
Zusammenfassung
Noradrenalin und Adrenalin werden aus der Aminosäure Tyrosin
synthetisiert; wichtige Intermediate sind Dihydroxy-Phenylalanin
(DOPA) sowie der Neurotransmitter Dopamin
Creatin wird aus den Aminosäuren Arginin und Glycin synthetisiert; aus
Creatin-Phosphat entsteht im Muskel das Abbauprodukt Creatinin
Die Hämsynthese beginnt mit der Bildung von δ-Aminolävulinat aus
Glycin und Succinyl-CoA; die Ferrochelatase baut Fe2+ in den
Tetrapyrrolring des Häms ein
Der Hämabbau wird durch die Hämoxygenase eingeleitet und führt zum
Endprodukt Bilirubin-Diglucuronid
Gesamtübersicht
Aminosäure-Abbau
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Arginin, Cystein, Glycin, Methionin, Serin
Spermidin
Spermin
Decarboxyl.
SAM
Harnstoff
Citrullin + NO
Putrescin
CO2
Ornithin
Lösliche
Guanylatzyklase
cGMP ↑
(à Vasodilatation)
NO-Synthase
(NOS)
Arginin
Häm
Creatin
Purine
Glykocholsäure
THF
Serin
PALP CH -THF
2
Glycin
COOOxalat
COOGlutathion
(à Leukotriene)
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Arginin, Cystein, Glycin, Methionin, Serin
H3+N
HSe
Glycin
Phosphatidyl-Serin
(àPhosphatidylEthanolamin)
Serin
Sphingosin
CH2
Selenocystein
Ca COOH
CH2-THF
Taurocholsäure
H3+N
SO3-
THF
Pyruvat
Ser/ThrDehydratase
CH2
C
Taurin
H
H
SO42-
H3+N
HS
Cystein§
Homocystein
SAM
CH3-THF
Methionin
CH2
Ca COOH
CO2
3 ADP+3 Pi
Pantothensäure
Propionyl-CoA
4 ATP
Coenzym-A
§
Bedingt essentielle Aminosäure!
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin,
Threonin, Tryptophan, Valin
Leucin
(HMG-CoA)
Acetacetyl-CoA
Acetyl-CoA
Isoleucin
Valin
Propionyl-CoA
Methionin
CO2
ATP
Threonin
Ungeradzahlige
Fettsäuren
Biotin
ADP + Pi
Methylmalonyl-CoA
Vitamin B12
Succinyl-CoA
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin,
Threonin, Tryptophan, Valin
Leucin
(HMG-CoA)
Acetacetyl-CoA
Acetyl-CoA
Tryptophan
Pyruvat
Isoleucin
Valin
Propionyl-CoA
Methionin
CO2
ATP
Threonin
Ungeradzahlige
Fettsäuren
Biotin
ADP + Pi
Methylmalonyl-CoA
Vitamin B12
Succinyl-CoA
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin,
Threonin, Tryptophan, Valin
Hydroxy-Lysin (Kollagen)
Lysin
Leucin
(HMG-CoA)
Acetacetyl-CoA
Acetyl-CoA
Tryptophan
Pyruvat
(5-HO-Tryptophan)
Isoleucin
Valin
Propionyl-CoA
Methionin
CO2
ATP
PALP
Serotonin
Threonin
Melatonin
Ungeradzahlige
Fettsäuren
Biotin
ADP + Pi
Methylmalonyl-CoA
Vitamin B12
Succinyl-CoA
Lysin
β
γ
Hydroxylierung
δ
ε
Stoffwechsel von Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin,
Threonin, Tryptophan, Valin
N-Acetyl-Lysin
(Histone)
Hydroxy-Lysin (Kollagen)
Carnitin
Vitamin C
Lysin
Leucin
(HMG-CoA)
Kynurensäure*
Acetacetyl-CoA
Acetyl-CoA
Tryptophan
NAD+
(Tryptophan = Provitamin!)
Pyruvat
(5-HO-Tryptophan)
Isoleucin
Valin
Propionyl-CoA
Methionin
CO2
ATP
Serotonin
Threonin
Melatonin
Ungeradzahlige
Fettsäuren
Biotin
ADP + Pi
Methylmalonyl-CoA
Vitamin B12
Succinyl-CoA
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Aspartat, Asparagin, Glutamat, Glutamin
N-Acetyl-Glutamat
(für Harnstoffzyklus)
GlutaminSynthetase
Glutamin
Glutaminase
Glutamat
Purine
Pyrimidine
(über Carbamoyl-P)
GMP
CTP
Asparagin
Aminozucker
GPT
Glutamat-Dehydrogenase
Pyrimidine
(Carbamoyl-Aspartat)
a-Ketoglutarat
(2-Oxoglutarat)
PALP-abhängige
Decarboxylierung
Aspartat
GOT
GABA
Oxalacetat
Citrullin
IMP
Malat
Aspartatzyklus
Purine
Asparagin
(ArgininoSuccinat)
(AdenyloSuccinat)
Fumarat
Arginin (à Harnstoff)
AMP
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Alanin, Histidin, Prolin und Tyrosin
Histamin
Alanin
FormiminoGlutamat
α-Ketoglutarat
α-Ketoglutarat
(über Glutamat)
Histidin
FH4-Derivate
Methyl-Histidin
(Muskel-Actin, -Myosin)
Glutamat
Pyruvat
Prolin
Vitamin C
Hydroxy-Prolin
(Kollagen)
Dopamin
Phenylalanin
PhenyalaninHydroxylase*
Dopa
Vitamin C
DopaminNoradrenalin
Hydroxylase* (Cu)
SAM
Adrenalin
Tyrosin-Hydroxylase*
Tyrosin
Trijodthyronin
Thyroxin
Tyrosinase* (Cu)
Dopa
+
(Ringspaltung mit
Dioxygenasen)
* Monooxygenasen
UV
Melanine
Fumarat + Acetacetat
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin
Stoffwechsel von Alanin, Histidin, Prolin und Tyrosin
Histamin
Alanin
α-Ketoglutarat
FormiminoGlutamat
PALP
α-Ketoglutarat
(über Glutamat)
Histidin
GPT
FH4-Derivate
Methyl-Histidin
(Muskel-Actin, -Myosin)
Glutamat
Pyruvat
Prolin
Vitamin C
Hydroxy-Prolin
(Kollagen; HIFa)
Dopamin
Phenylalanin
PhenyalaninHydroxylase*
Dopa
Vitamin C
DopaminNoradrenalin
Hydroxylase* (Cu)
SAM
Adrenalin
Tyrosin-Hydroxylase*
Tyrosin
Trijodthyronin
Thyroxin
Tyrosinase* (Cu)
Dopa
+
(Ringspaltung mit
Dioxygenasen)
* Monooxygenasen
UV
Melanine
Fumarat + Acetacetat
Glucogene und ketogene Aminosäure-Gruppen
Alanin, Cystein,
Glycin à Serin,
Tryptophan,
Tryptophan
Threonin
Glucose
Phosphoenolpyruvat
Isoleucin,
Leucin,
Lysin,
Tryptophan
Leucin,
Phenylalanin,
Tyrosin
Acetyl-CoA
Acetacetyl-CoA
Pyruvat
Aspartat
Oxalacetat
Asparagin
Citrat
Phenylalanin,
Tyrosin,
Aspartat
CO2
Fumarat
α-Ketoglutarat
Succinyl-CoA
Isoleucin, Methionin,
Valin, Threonin
Valin,
Ketonkörper
CO2
Glutamat ß Glutamin,
Histidin, Prolin,
Arginin