Information

6.7: Aminosäuresynthese - Biologie

6.7: Aminosäuresynthese - Biologie



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Beim Menschen kann nur die Hälfte der Standardaminosäuren (Glu, Gln, Pro, Asp, Asn, Ala, Gly, Ser, Tyr, Cys) synthetisiert werden (Abbildung (PageIndex{12}) und 13) und werden somit als nichtessentielle Aminosäuren klassifiziert. Innerhalb dieser Gruppe haben die ersten drei, Glutamat, Glutamin und Prolin, einen gemeinsamen anabolen Weg. Es beginnt mit der Glutamat-Dehydrogenase, die in Gegenwart von NADPH Ammoniak zu α-Ketoglutarat hinzufügt, um Glutamat zu bilden. Dies ist eine Schlüsselreaktion für die gesamte Aminosäuresynthese: Glutamat ist ein Stickstoff-(Aminogruppen-)Donor für die Produktion aller anderen Aminosäuren.

Die Glutaminsynthetase katalysiert die Bildung von Glutamin aus Glutamat und Ammoniak. Dies ist eine wichtige biochemische Reaktion aus einem ganz anderen Grund: Sie ist der Hauptweg der Ammoniakentgiftung.

Prolin wird aus Glutamat in einem zweistufigen Verfahren synthetisiert, das mit der Reduktion von Glutamat zu einer Semialdehydform beginnt, die spontan zu D-Pyrrolin-5-carboxylat cyclisiert. Diese wird durch Pyrrolincarboxylat-Reduktase zu Prolin reduziert.

Alanin und Aspartat sind die Produkte der auf Glutamat basierenden Transaminierung von Pyruvat bzw. Oxalacetat.

Asparagin wird auf einem von zwei bekannten Wegen synthetisiert. In Bakterien kombiniert eine Asparagin-Synthetase Aspartat und Ammoniak. Bei Säugetieren erhält das Aspartat seine Aminogruppe jedoch von Glutamin.

Die Synthese von Serin beginnt mit dem metabolischen Zwischenprodukt 3-Phosphoglycerat (Glykolyse). Phosphoglycerat-Dehydrogenase oxidiert es zu 3-Phosphohydroxypyruvat. Eine Aminogruppe wird von Glutamat in einer durch Phosphoserin-Transaminase katalysierten Reaktion gespendet, wodurch 3-Phosphoserin gebildet wird, und schließlich wird das Phosphat durch Phosphoserin-Phosphatase entfernt, um Serin zu produzieren.

Serin ist die unmittelbare Vorstufe von Glycin, das von der Serin-Hydroxymethyltransferase gebildet wird. Dieses Enzym benötigt das Coenzym Tetrahydrofolat (THF), das ein Derivat von Vitamin B . ist9 (Folsäure).

Serin ist auch eine Vorstufe von Cystein, obwohl die Synthese von Cystein eigentlich mit der essentiellen Aminosäure Methionin beginnt. Methionin wird durch die Methioninadenosyltransferase in S-Adenosylmethionin umgewandelt. Dieses wird dann von einem Mitglied der SAM-abhängigen Methylase-Familie in S-Adenosylhomocystein umgewandelt. Der Zucker wird durch Adenosylhomocysteinase entfernt und das resultierende Homocystein wird durch Cystathioninsynthase an das Serinmolekül zu Cystathionin gebunden. Schließlich katalysiert Cystathionin-g-Lyase die Produktion von Cystein.

Tyrosin ist eine weitere Aminosäure, die von einer essentiellen Aminosäure als Vorstufe abhängt. In diesem Fall reduziert die Phenylalanin-Oxygenase Phenylalanin, um das Tyrosin zu produzieren.

Im Allgemeinen ist die Synthese essentieller Aminosäuren, meist in Mikroorganismen, viel komplexer als bei den nichtessentiellen Aminosäuren und sollte am besten einem vollwertigen Biochemiekurs überlassen werden.


Vorteile von Aminosäuren

Die Vorteile von Aminosäuren sind einfach zu benennen, denn ohne Aminosäuren können wir nicht existieren. Jede anatomische und physiologische Eigenschaft eines lebenden Organismus wird durch die Existenz von Aminosäuren ermöglicht. Die Synthese von ernährungsphysiologisch nicht essentiellen Aminosäuren im menschlichen Körper – Alanin, Arginin, Asparagin, Asparaginsäure, Cystein, Glutaminsäure, Glutamin, Glycin, Prolin, Serin und Tyrosin – erfolgt durch den Neuaufbau ihres Kohlenstoffs Skelette. Jüngste Studien zeigen jedoch, dass wir immer noch von der Einnahme nicht essentieller Aminosäuren profitieren können, um eine optimale Gesundheit und ein optimales Wohlbefinden zu fördern. Nur wenn die Mengen an essentiellen Aminosäuren und Glukose ausreichend und verfügbar sind, kann die Syntheserate der nicht-essentiellen Aminosäuren erhöht werden. Daher ist es wichtig, beide Arten von Aminosäuren mit der Nahrung aufzunehmen, um von ihren vielen positiven, wenn nicht unbedingt notwendigen Wirkungen zu profitieren.

Vorteile von essentiellen Aminosäuren

Die neun essentiellen Aminosäuren sind Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Diese Aminosäuren können vom Körper nicht selbst hergestellt werden, sind jedoch für eine erstaunliche Reihe physiologischer Funktionen von entscheidender Bedeutung.

Histidin ist ein Vorläufer verschiedener Hormone und Metaboliten, die für die Nierenfunktion, die Magensekretion, das Immunsystem und die Neurotransmission wichtig sind. Es hilft, rote Blutkörperchen und Hämoglobin zu produzieren. Darüber hinaus katalysiert Histidin die Wirkung einer Vielzahl von Enzymen und unterstützt entzündungshemmende und antioxidative Prozesse. Histidinmangel führt zu Anämie, Nierenfunktionsstörungen, oxidativem Stress und entzündlichen Erkrankungen.

Isoleucin ist eine von drei verzweigtkettigen Aminosäuren (BCAAs). Es hilft, die Proteinsyntheserate zu erhöhen und fördert die Bildung von Muskelgewebe. Darüber hinaus ist bekannt, dass Isoleucin den Glukoseverbrauch, die Darmentwicklung und die Immunfunktion verbessert, obwohl viele Studien BCAAs als Ganzes und nicht nur eine einzelne Aminosäure untersucht haben. Dies bedeutet, dass Leucin und Valin – beide ebenfalls essentielle Aminosäuren – diese Vorteile teilen können.

Methionin enthält das Element Schwefel, das für die Gesundheit von Knorpel und Leber unerlässlich ist und die Haarstruktur und Nagelfestigkeit verbessert. Seltene Stoffwechselstörungen können den Körper an der Verwendung von Methionin hindern, was langfristig durch oxidative Schädigung zu schweren Leberschäden führen kann.

Phenylalanin ist eine Vorstufe der Tyrosinhydroxylase, einem Enzym, das die Katecholaminsynthese beschleunigt und so die Stimmung beeinflusst. Phenylalanin ist auch für die Signalisierung der Glukoseverfügbarkeit und der Glucagon- und Insulinsekretion notwendig. Es spielt eine weitere Rolle bei der Fettoxidation. Ein Mangel an Phenylalanin ist mit Verwirrung, Energiemangel, Gedächtnisverlust und Depression verbunden. Dosen von über 5.000 mg pro Tag sind giftig und kann Nervenschäden verursachen.

Die Verfügbarkeit von Threonin erhöht die Aufnahme anderer Aminosäuren wie Phenylalanin, trägt aber auch zum Neurotransmitter-Gleichgewicht im Gehirn, zur Muskelgewebeproduktion und zur Funktion des Immunsystems bei. Es wurde festgestellt, dass Babys, die von Müttern ernährt wurden, die Threoninpräparate einnahmen, einen höheren Glycinspiegel im Gehirn hatten, mit dem anschließenden Risiko einer Neurotransmitter-Dysfunktion. Wie bei vielen Aminosäuren die richtigen Ergänzungsstufen sind noch keine feste Größe und es muss noch viel geforscht werden.

Tryptophan ist ein Vorläufermolekül von Niacin (Vitamin B3), Melatonin und Serotonin und damit essentiell für Schlaf und Stimmung. Wie alle Aminosäuren ist das Tryptophan-Codon ein Baustein für Polypeptidketten und Proteine. Tryptophanmangel wird oft als Schlaflosigkeit und depressive Verstimmung erlebt.

Vorteile von nicht essentiellen Aminosäuren

Der Nutzen der nicht-essentiellen Aminosäuren, die der Körper (de novo) produziert, ist ebenso breit wie die der essentiellen Gruppe. Während diese Aminosäuren von Grund auf neu hergestellt werden, Nahrungsquellen können die Verfügbarkeit erhöhen und so eine zuverlässigere und konsistentere Wirkung erzielen.

Alanin- und Glutaminmoleküle werden im Skelettmuskel unter Verwendung von Pyruvatquellen synthetisiert und freigesetzt, um die Energieversorgung zu erhöhen. Beides ist wichtig für ein gesundes Nervensystem und Alanin ist für die Tryptophansynthese notwendig. Höhere Alaninspiegel schützen das Herz-Kreislauf-System, während niedrige Glutaminspiegel die Sterblichkeit bei kritischen Patienten erhöhen und zu einem signifikanten Verlust an Muskelmasse beitragen. Es ist auch bekannt, dass Glutamin ist eine wichtige Energiequelle für Tumorzellen, an zweiter Stelle nach Glukose.

Arginin wird bei Neugeborenen als bedingt essentielle Aminosäure und bei der restlichen menschlichen Bevölkerung als nicht-essentielle Aminosäure kategorisiert. Arginin ist einer der häufigsten Bestandteile von Polypeptiden und Proteinen und trägt durch eine gesteigerte T-Zell-Produktion zu einem gesunden Immunsystem bei. Es hilft, Insulin und menschliche Wachstumshormone freizusetzen, Ammoniak in der Leber zu neutralisieren und die Qualität und Heilung von Haut und Bindegewebe zu verbessern. Es kommt auch in der Samenflüssigkeit vor.

Asparagin spielt eine wichtige Rolle bei der Glykoproteinsynthese und der Lebergesundheit. Niedrige Werte dämpfen Müdigkeitsgefühle und bedeuten, dass diese Aminosäure oft als Muntermacher bezeichnet wird. Sein Beitrag zur Signalübertragung und Entwicklung des zentralen Nervensystems ist jedoch genauso wichtig wie seine Fähigkeit, das Energieniveau zu erhöhen.

Asparaginsäure wirkt innerhalb des Zitronensäure- und Harnstoffzyklus und ist eine Vorstufe anderer Aminosäuren. Darüber hinaus ist es auch ein erregender Neurotransmitter des Hirnstamms und des Rückenmarks, der die Chance auf eine erfolgreiche postsynaptische Membrandepolarisation erhöht. Sein hemmender Partner ist die Aminosäure Glycin. Diese beiden nicht-essentiellen Aminosäuren müssen im Gleichgewicht sein, um für das zentrale Nervensystem von Nutzen zu sein. Glycin ist die einfachste Aminosäure und seine beruhigende Wirkung verbessert den Schlaf und reduziert das belohnungssuchende Verhalten. Es kann durch Kollagenabbau synthetisiert werden und ist der Hauptbestandteil von Kollagen.

Cystein, die zweite und letzte schwefelhaltige Aminosäure, die eine Thiolgruppe (-SH) an die Carboxyl- und Aminogruppen anfügt. Cystein wird aus Methionin, der anderen schwefelhaltigen, aber essentiellen Aminosäure, durch Transmethylierung zu Homocystein und dann durch Transsulfuration zu Cystein synthetisiert. Cystein wird für die Proteinsynthese, die Coenzym-A-Synthese und die Glutathion (ein Antioxidans) und die Produktion von Schwefelwasserstoff verwendet. Es ist eine Vorstufe von Pyruvat und Taurin.

Glutaminsäure ist am besten für ihre Rolle als Vorläufer von Gamma-Aminobuttersäure (GABA) bekannt, wo eine hemmende Wirkung auftritt, obwohl Glutaminsäure selbst als erregender Neurotransmitter im gesamten zentralen Nervensystem wirkt. Dies ist eine sehr häufig vorkommende Aminosäure, die auch den Blutdruck senken kann. Glutamat wird manchmal als zwölfte nicht-essentielle Aminosäure hinzugefügt, ist aber ein Derivat von Glutaminsäure.

Prolin kann aus Glutamin synthetisiert oder aus Kollagenabbau gewonnen werden und bietet eine Energiequelle, wenn der Körper unter Stress steht. Die Prolinproduktion kann nur in Gegenwart des Enzyms Prolylhydroxylase und der Profaktoren Sauerstoff, Eisen und Vitamin C erfolgreich ablaufen. Prolin ist auch für die Kollagensynthese entscheidend. Tatsächlich erfordert Kollagen die Anwesenheit von achtzehn verschiedenen Aminosäuren in unterschiedlichen Mengen.

Serin ist für die Übertragung von Methylgruppen im Körper und damit für die Produktion von Stoffen wie Kreatin, Epinephrin, DNA und RNA notwendig. Es wurde auch mit dem Wachstum von Brustkrebszellen in Verbindung gebracht. In einer anderen Form – D-Serin – spielt es eine neuromodulatorische Rolle. Außerdem wäre es ohne Serin nicht möglich, Glycin, Cystein, Taurin und Phospholipide zu bilden.

Tyrosin wurde stark als kognitive Ergänzung beworben, da es eine Vorstufe der Katecholamine Dopamin und Noradrenalin sowie Thyroxin und Melanin ist. Seine Auswirkungen auf die allgemeine Bevölkerung sind jedoch nicht nachgewiesen und Ergebnisse treten bei einigen auf und bei anderen nicht. Die Wirkung von Tyrosin muss daher abhängig von der Verfügbarkeit oder Abwesenheit anderer Chemikalien. Wie jede Aminosäure ist auch Tyrosin ein wichtiger Baustein der Polypeptid- und Proteinsynthese.


Aminosäuren: Biosynthese und Katabolismus | Proteinstoffwechsel

Pflanzen und Bakterien können alle 22 Aminosäuren aus amphibolischen Zwischenprodukten bilden. Aber Menschen und andere Tiere können einige davon nicht synthetisieren. Diese werden daher über die Nahrung zugeführt und werden als ernährungsphysiologisch essentielle Aminosäuren bezeichnet. Die re­mainder werden im Körper synthetisiert. Daher werden diese als ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäuren bezeichnet.

Die ernährungsphysiologisch essentiellen Aminosäuren werden laut Ernährungswissenschaftlern als “essen­tial” oder “unverzichtbar” Aminosäuren und die ernährungsphysiologisch nicht essentiellen Aminosäuren werden als “nicht­essentiell” oder “entbehrlich” Aminosäuren.

Ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäuren sind für die Zelle wichtiger als die ernährungsphysiologisch essentiellen. Die essentiellen Aminosäuren sind Methionin, Tryp­tophan, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Threonin, Lysin, Histidin.

Essentielle Aminosäuren:

Histidin, Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan und Valin. Eine „essentielle„ oder „unverzichtbare" Aminosäure ist definiert als eine Aminosäure, die vom Organismus nicht aus Substanzen synthetisiert werden kann, die normalerweise in der Nahrung vorhanden sind, und zwar in einer Geschwindigkeit, die bestimmten physiologischen Anforderungen entspricht.

Bestimmte dieser essentiellen Aminosäuren werden durch die entsprechenden α-Ketosäuren oder α-Hydroxysäuren ersetzt. Für das optimale Wachstum der Tiere, die in den Versuchen an weißen Ratten gefunden wurden, sind zehn Aminosäuren erforderlich. Beim Menschen sind jedoch neun essentielle Aminosäuren für das optimale Wachstum der Jungen und für die Aufrechterhaltung des Stickstoffgleichgewichts beim Erwachsenen erforderlich.

Diese neun essentiellen Aminosäuren sind: Histidin, Methionin, Trytophan, Va­lin, Phenylalanin, Leucin, Isoleucin, Threonin und Lysin. Zwei Aminosäuren, Arginin und Histi­din, die für Tiere benötigt werden, sind für den Menschen „shyally semi-essentiell„, da sie in Geweben mit einer Geschwindigkeit synthetisiert werden können, die nicht ausreicht, um das Wachstum von Kindern zu unterstützen.

Bestimmte nichtessentielle Aminosäuren in der Nahrung dienen als Schoner für bestimmte essentielle Aminosäuren, z.B. Tyrosin spart Phenylalanin und Cys&Shytin spart Methionin ein. Bei phenylketonurischen Personen, die nicht in der Lage sind, Phenylalanin in Tyrosin umzuwandeln, wird letzteres zu einer essentiellen Aminosäure.

Wird eine einzelne essentielle Aminosäure aus der Gruppe weggelassen und einige Stunden später getrennt gefüttert, wird die ernährungsphysiologische Wirksamkeit der gesamten Gruppe beeinträchtigt. Das Weglassen einer essentiellen Aminosäure aus der Nahrung führt zu einer negativen Stickstoffbilanz oder einer Wachstumsminderung.

Ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäuren aus amphibolischen Zwischenprodukten:

Alanin wird aus Pyruvat durch Transaminierung in Gegenwart des Coenzyms Pyridoxalphosphat (B6-PO4) in allen Lebensformen.

In allen Lebensformen wird Glutaminsäure aus α-Ketoglutarat durch die Glutamatdehydrogenase gebildet.

Bakterien enthalten nur eine NAD + –-abhängige Dehydrogenase, während Hefe und Pilze zwei Glutamat-Dehydrogenasen enthalten, die spezifisch für NAD + und für NADP + sind.

Es ist auch anzumerken, dass NAD + beim Glutamat-Katabolismus und N ADP + bei der Glutamat-Biosynthese bei Tieren funktioniert.

In vielen Bakterien wird Glutamat durch die in Abb. 20.10 dargestellte Glutamat-Synthetase gebildet.

Asparaginsäure wird durch Transhysaminierung von Oxalacetat gebildet.

In Pflanzen, Tieren und Bakterien wird Glutamin aus Glutamat durch die Glutaminsynthetase synthetisiert. NH4 + aminiert Glutamat, das ATP und Mg ++ benötigt, was in Abb. 20.11 dargestellt ist.

Asparagin wird aus Aspartat durch Asparaginsynthetase synthetisiert. Auch bei dieser Reaktion werden ATP und Mg ++ benötigt. ATP wird zu AMP + PPi.R-NH . hydrolysiert2 aminiert Aspartat, was in Abb. 20.12 dargestellt ist.

In Säugetiergeweben wird Serin auf zwei Wegen aus 3-Phosphoglycerat, einem Zwischenprodukt der Glykolyse, synthetisiert. Ein Weg verwendet phosphorylierte Zwischenprodukte und der andere verwendet nicht-phosphorylierte Zwischenprodukte. Der Großteil des Serins wird auf diesem Weg über phosphorylierte Zwischenstufen synthetisiert. Pflanzen und Mikroorganismen folgen diesem Weg.

Synthese über phosphorylierte Zwischenprodukte:

3-Phosphoglycerat wird zu Phospho-Hydroxypyruvat oxidiert, das durch Transaminierung in Phosphoserin umgewandelt wird. Schließlich wird Phosphoserin durch Phosphatase in Serin umgewandelt.

Synthese über nicht-phosphorylierte Zwischenprodukte:

3-Phosphoglycerat wird durch eine Phosphatase zu Glycerat dephosphoryliert. Glycerat wird zu Hydroxypyruvat oxidiert, das schließlich zu Serin transaminiert wird. Die Reaktionen sind in Abb. 20.13 dargestellt.

Glycin wird sowohl aus Serin als auch aus Cholin synthetisiert, wie in Abb. 20.14 gezeigt.

Ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäuren, die aus anderen ernährungsphysiologisch nicht essentiellen Aminosäuren gebildet werden:

Prolin wird aus Glutamat durch Umkehrung der Reaktionen des Prolinkatabolismus synthetisiert.

Da Prolin als Vorläufer von Hydroxyprolin dient, wird dieses auch aus Glutamat synthetisiert.

Aus ernährungsphysiologisch essentiellen Aminosäuren gebildete ernährungsphysiologisch nicht essentielle Aminosäuren:

Cystein wird aus Methionin (essentielle Aminosäure) gebildet.

Methionin wird zunächst in Homocystein umgewandelt, das in Konjugation mit Serin in Cystein umgewandelt wird:

Die Umwandlung von Phenylalanin (eine essentielle Aminosäure) in Tyrosin wird durch den Phenylalanin-Hydroxylase-Komplex katalysiert, eine Oxygenase mit gemischter Funktion, die in der Leber von Säugern vorhanden ist, aber in anderen Geweben nicht vorhanden ist.

Ein Atom molekularen Sauerstoffs wird in die para-Position von Phenylalanin eingebaut und das andere Atom wird zu Wasser reduziert (gezeigt in Abb. 20.16). Die Reduktionskraft, die letztendlich von NADPH geliefert wird, wird sofort als Tetra-Hydro-Biopterin bereitgestellt, ein Pteridin, das dem der Folsäure ähnelt. Die Reaktion ist nicht reversibel.

Ernährungsphysiologisch essentielle Aminosäuren:

Ernährungsphysiologisch essentielle Aminosäuren werden von Bakterien synthetisiert, aber die Synthese findet nicht in Säugetiergeweben statt, daher wird die Synthese hier nicht diskutiert.

Abbau von Aminosäuren:

Liste der Aminosäuren, die in Kohlenhydrate und Fett oder beides umgewandelt wurden:

L-Aminosäuren werden zu amphibolischen Zwischenprodukten katabolisiert.

Aminosäuren, die Oxalacetat bilden:

Asparagin und Aspartat werden durch die aufeinanderfolgenden Wirkungen von Asparaginase und einer Transaminase in Oxalacetat umgewandelt (in Abb. 20.17 gezeigt).

Aminosäuren, die α-Ketoglutarat bilden:

Glutamin und Glutamat werden wie Asparagin und Aspartat abgebaut, jedoch unter Bildung von α-Ketoglutarat (dargestellt in Abb. 20.18.).

Prolin wird zu einer Form von Dehydroprolin oxidiert, das bei Zugabe von Wasser Glutamat-y-Semialdehyd bildet. Dieses wird dann zu Glutamat oxidiert und zu α-Ketoglutarat transaminiert (in Abb. 20.19 dargestellt).

Arginin und Histidin werden beide in α-Ketoglutarat umgewandelt. Arginin wird durch Arginase unter Entfernung von Harnstoff in Ornithin umgewandelt. Ornithin bildet durch Transaminierung Glutamat-γ-Semialdehyd, das zu Glutamat oxidiert und zu α-Ketoglutarat transaminiert wird (in Abb. 20.20 dargestellt).

Histidin produziert bei der Desaminierung Urocansäure, die durch Urocanase in 4-Imidazolon-5-pro­pionat umgewandelt wird. Dieses Produkt bildet – bei Zugabe von Wasser und innerer Oxidations-Reduktion – Glutamat, das zu α-Ketoglutarat transaminiert wird (dargestellt in Abb. 20.21).

Aminosäuren, die Pyruvat bilden:

Glycin wird durch Serin-Hydroxy-Methyltransferase in Serin umgewandelt. Serin bildet dann durch die Serin-Dehydratase Pyrushyvat (dargestellt in Abb. 20.22).

Alanin bildet durch Transaminierung Pyruvat – Abb. 20.23.

Serin wird durch Serin-Deshyhydratase, ein Pyridoxalphosphat-Protein, in Pyruvat umgewandelt. An dieser Reaktion sind Wasserzugabe und -verlust sowie Ammoniakverlust beteiligt. Die Reaktion ist in Abb. 20.24 dargestellt.

Diese Umwandlung von Serin in Pyruvat ist im Lebergewebe von Ratten und Meerschweinchen promi­nent, da Serin-Dehydratase in diesem Gewebe dieser Tiere reich ist.

Aber beim Menschen und vielen anderen Wirbeltieren wird Serin durch Serin-Hydroxy-Methyltransferase zu Glycin abgebaut. Der weitere Katabolismus folgt dem Glycin-Spaltungssystem.

Cystin wird durch eine NADH-abhängige Cystin-Reduktase in Cystein umgewandelt, wie in Abb. 20.25 gezeigt.

Cystein wird in Pyruvat umgewandelt durch:

1. Transaminierung und Verlust von H2S.

2. Durch Oxidation der Sulfhydrylgruppe Bildung von Cysteinsulfinsäure, Transaminierung und durch Desulfinierung (gezeigt in Abb. 20.26).

Threonin-Aldolase spaltet Threonin in Acetaldehyd und Glycin. Glycin wird wie zuvor diskutiert zu Pyruvat abgebaut. Sowohl Pyruvat als auch Acetaldehyd bilden dann Acetyl-GoA (dargestellt in Abb. 20.27).

Hydroxyprolin wird in Pyruvat und Glyoxylat umgewandelt. Die Umrechnung ist in Abb. 20.28 dargestellt.


Synthese und biologische Aktivität von 4-Amino-7-oxo-substituierten Analoga von 5-Deaza-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure und 5,10-dideaza-5,6,7,8-tetrahydrofolsäure

Die 4-Amino-7-oxo-substituierten Analoga von 5-Deaza-5,6,7,8-Tetrahydrofolsäure (5-DATHF) und 5,10-Dideaza-5,6,7,8-Tetrahydrofolsäure (DDATHF ) wurden als potentielle Antifolate synthetisiert. Behandlung der alpha,beta-ungesättigten Ester 11a-c, die in einem Syntheseschritt aus kommerziell erhältlichen para-substituierten Methylbenzoaten (9a-c) und Methyl-2-(brommethyl)acrylat (10) erhalten wurden, mit Malonsäuredinitril in NaOMe/MeOH ergab die entsprechenden Pyridone 12a-c. Die Bildung der Pyrido[2,3-d]pyrimidine 13a-c wurde durch Behandlung von 12a-c mit Guanidin in Methanol erreicht. Nach der Hydrolyse der in 13a-c vorhandenen Estergruppe wurden die resultierenden Carbonsäuren 14a-c mit Diethylcyanophosphonat in Et3N/DMF behandelt und mit L-Glutaminsäuredimethylester gekuppelt, um 15a-c zu ergeben. Schließlich lieferte die basische Hydrolyse von 15a-c die gewünschten 4-Amino-7-oxo-substituierten Analoga 16a-c in einer Gesamtausbeute von 20-27%. Die Verbindungen 16a-c wurden in vitro gegen CCRF-CEM-Leukämiezellen getestet. Die erhaltenen Ergebnisse zeigten, dass unsere 4-Amino-7-oxo-Analoga völlig frei von jeglicher Aktivität sind, wobei die IC50 in allen Fällen höher als 20 Mikrog/ml war, außer bei 14c, für das ein Wert von 6,7 Mikrog/ml erhalten wurde. Diese Ergebnisse scheinen darauf hinzudeuten, dass 16a-c genau wegen der Anwesenheit der Carbonylgruppe in Position C7, dem charakteristischen Merkmal unserer Synthesemethodik, inaktiv sind.


Zusätzliche Informationen

Vollständige experimentelle Details zur Synthese von 2031 und alle synthetischen Zwischenprodukte (33, 35, 36, 38, 39, 4144, 4648, 50, 51, 53, 54, 56, 57, 59, 60, 6266, und 6871) kompetitive Bindung von 30 und 31 zu RXR gegenüber 1 1 H- und 13 C-NMR-Spektren und Röntgendaten für Verbindungen 20, 21, 26, 28, 44, und 60 (PDF)