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