ร่างกายจะใช้กรดอะมิโนเป็นแหล่งให้พลังงาน เมื่อ II. การสลายกรดอะมิโน ร่างกายจะใช้กรดอะมิโนเป็นแหล่งให้พลังงาน เมื่อ - มีการรับประทานอาหารโปรตีนมากเกินกว่าจะใช้สังเคราะห์โปรตีนหรือชีวโมเลกุลอื่น - เมื่อร่างกายขาดอาหารหรือในผู้ป่วยเบาหวาน 1. Disposal of Nitrogen 2. Degradation of C-skeleton

ปฏิกิริยาของไนโตรเจนในกรดอะมิโน Deamination 1. Transamination 2. Oxidative deamination (Dehydrogenation of Glu) 3. Non-oxidative deamination Urea cycle

Nitrogenous waste

การกำจัดอะตอมไนโตรเจนในกรดอะมิโน

ปฏิกิริยาของ C-skeletonในกรดอะมิโน

การกำจัดหมู่อะมิโน (Deamination) 1. Transamination เป็นปฏิกิริยาหลักของกรดอะมิโนในการกำจัดหมู่อะมิโน ยกเว้น Lys, Pro, Thr ส่วน His, Ser, Phe, Met เกิด transamination น้อย Amino acid 1 Alpha-keto acid 2 Alpha-keto acid 1 Amino acid 2

COO- COO- COO- | COO- | | C=O | C=O C=O C-NH2 COO- COO- CH2 | CH3 R | a-keto acids OXALOACETATE Pyruvate Aspartic Acid COO- | C=O CH2 COO- | C=O CH3 COO- | C=O R Alanine a-amino acids COO- | C-NH2 CH2 COO- | C-NH2 CH3 COO- | C-NH2 R

Transamination

Amino Transferases หรือ Transaminases to a-ketoglutarate ------>Glu Glutamate Aminotransferase Liver, heart disease Aspartate Aminotransferase (AST) Alanine Aminotransferase (ALT) Tyrosine Aminotransferase Branched Chain AA Aminotransferase (Leu, Ile, Val) Serine-Pyruvate Aminotransferase

Amino Transferases หรือ Transaminases pyridoxal -P pyridoxamine-P

Amino Transferases หรือ Transaminases PLP Bhagavan NV, p.337, 2002

ตัวอย่างยาที่ออกฤทธิ์โดยการจับกับ PLP Eflornithine, DFMO

การกำจัดหมู่อะมิโน (Deamination) 2. Oxidative deamination : 2.1 Glutamate dehydrogenation Glu dehydrogenase ต้องการ NAD หรือ NADP coenzyme, mitochondria ของ liver , muscle, heart, kidney

ในสมอง การกำจัด NH4+ จะเป็นการสร้าง Gln ด้วย Gln synthetase และขนส่งออกนอกสมอง ซึ่ง Gln--> Glu (glutaminase) Murray RK, et.al. p.303, 1996

การกำจัดหมู่อะมิโน (Deamination) 2. Oxidative deamination : 2.2 D-amino acid oxidase D- amino acid oxidase (liver, kidney) ต้องการ FAD coenzyme, activity สูง L- amino acid oxidase (liver, kidney) ต้องการ FMN coenzyme, activity ต่ำ Bhagavan NV, p.336, 2002

การกำจัดหมู่อะมิโน (Deamination) 3. Non-Oxidative deamination : amino acid dehydratase (PLP) กำจัดหมู่อะมิโนในกรดอะมิโนที่มีหมู่ -OH เช่น Ser, Thr ได้เป็น pyruvate และ alpha-ketobutyrate ตามลำดับ 4. Bacterial urease http://arethusa.unh.edu/bchm752/ppthtml/mar7/Mar7/sld026.htm

สรุปแหล่งของ NH4+ Liver Marks DB,et.al, p.585, 1996

Ammonia intoxication อาการ ซึม (lethargy) สั่น (tremors) พูดรัว ตาพร่า อาเจียนเมื่อรับประทานอาหารโปรตีน โคม่า และอาจถึงแก่ความตาย มักพบในผู้ป่วย ที่มีพยาธิสภาพที่ตับ เช่น ตับแข็ง ตับอักเสบ พิษจากคาร์บอนเตตราคลอไรด์ หรือ เป็นบิดชนิดมีตัว (amebiasis) หรือพบในผู้ที่มีความผิดปกติของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับการขับออกของยูเรียซึ่งเป็นรูปที่เปลี่ยนแปลงของแอมโมเนีย

Ammonia intoxication กลไก เมื่อมีแอมโมเนียสูง การทำงานของ glutamine synthetase และ Glu dehydrogenase จะทำให้เกิดการสร้างกลูตามีนและกลูตาเมตเพิ่มขึ้นเพื่อลดปริมาณแอมโมเนีย แต่ขณะเดียวกันจะลดการสร้างตัวกลางของวัฏจักรเครบส์ ทำให้สมองขาดพลังงาน กลูตาเมตและแอสปาร์เตตเป็นสารสื่อประสาท จึงส่งผลต่อการทำงานของสมองได้

Urea Cycle 1 CPS I 2 Orn transcarbomoylase 3 argininosuccinate synthase 5 arginase 4 argininosuccinase

Urea Cycle Citrullline, ornithine ขนส่งออกและเข้า mitochondria โดยอาศัย mitochondral inner membrane transport systems

การควบคุม urea cycle Glu CPS I N-acetylglutamate (N-AcGlu) : activator of CPSI Glu Acetyl CoA Synthetase Arg CoA N-AcGlu CPS I

Disorders related to urea cycle 1. Hyperammonemia Type I (CPS I) 2. Hyperammonemia Type II (Orn transcarbomoylase) [X-linked gene]--->female check with allopurinol 3. Citrulilinemia (argininosuccinate synthase) 4. Argininosuccinic aciduria (argininosuccinase) 5. Hyperargininemia (arginase) ~ lysine cystinuria

Orn transcarbomoylase defect-Allopurinol Marks DB,et.al, p.587, 1996