1
0

Compare commits

...

2 Commits

Author SHA1 Message Date
590af3daf9 vault backup: 2025-12-08 09:10:43
All checks were successful
Deploy Quartz site to GitHub Pages / build (push) Successful in 1m52s
2025-12-08 09:10:43 +01:00
dc4c26f43a vault backup: 2025-12-08 07:25:57 2025-12-08 07:25:57 +01:00
9 changed files with 544 additions and 2 deletions

View File

@@ -0,0 +1,135 @@
---
föreläsare: Martin Lidell
tags:
- biokemi
- aminosyrametabolism
- anteckningar
date: 2025-12-08
---
## Proteinogena och icke-proteinogena aminosyror.
𝛼-aminosyra sitter på alfasidan.
icke-proteinogena aminosyror är de som inte ingår i våra proteiner
GABA t.ex. ingår inte i proteiner, ingen 𝛼-aminsyra, är en gamma-aminosyra, sitter på gammakolet.
# Aminosyrors användningsområden
Aminorsyror är:
- byggstenar till proteiner
- homeostasis
- syra-bas regleringen
- grundskelett för andra biomolekyler
- transporterar ammoniak icke-toxiskt
- glutamin och alanin transporterar kväve till levern
- neurotransmiterare
- glutamat och glycin
Källa till aminosyror är ifrån proteiner som vi fått in oss från födan.
I magtarmkanalen finns mycket enzymer som bryter ner
Kan inte bara diffundera över cellmembran, måste få hjälp på något sätt. Finns ett stort antal aminosyratransportörer. Vissa transportörer för vissa aminosyror (polära, hydrofoba osv)
- ligger en jonpump som pumpar ut Na+, så Na+ blir lägre på cellsidan än på utsidan, när Na+ vill vandra in från högre till lägre koncentrationen, de drar med sig aminosyrorna in i cell, det är en indirekt aktiv transport av aminosyror
- går från en högre till en lägre koncentration
- VIKTIGT: aminosyror kräver en transportör för att passaera cellmembranet
Aminosyror byggs upp och bryts ner hela tiden, de återanvändas eller återvinnas.
# Uppbyggnad
En aminosyra har två sidor
- kolskelett
- hämtas från glukolysen, pentosfosfatvägen eller TCA
- efter få metabola vägar kan man bilda samtliga 20 aa
- aminogruppen
- nästan uteslutande från **glutamat**, antingen
- donerar eller
- hela strukturer modifieras till en aminosyra
De flesta mikroorganismer kan skapa alla aa på detta sätt. Vissa vägar är väldigt komplexa och involverar många steg.
Essentiella aminosyror måste komma via kedjan, speciellt de komplexa
Vi kan bilda 11 av de 20, icke-essentiella
Listan är inte helt regid, för vissa individer är vissa essentiella.
- t.ex. arginin för vuxna är icke-essentiell, men barn kan inte syntesisera den
- finns sjukdomstillstånd, PKU där man inte kan producera tyrosin
Icke-essentiella
### 3-fosfosglycerat
serin
- glycin
- cystein
### 𝛼-ketoglutarat
glutamat
- glutamin
- prolin
- arginin
Bildas ofta ifrån transamineringsreaktioner. Finns motsvarande 𝛼-ketosyra.
Glutamaat och a-ketoglutarat. Skiljer sig bara från alfapositionen
Reagerar med en annan aminosyra så man får över en 𝛼-ketosyra.
aminotransferaser kan katalysera dessa reaktioner
kan säga byter plats på karbonylgruppen och aminogruppen
VIKTIGT: är reversibla, samma reaktion används för att bygga upp och bryta ner
glutamat kan i ett viss antal steg skapa fler aminosyror som t.ex. arginin och prolin.
### oxalaccetat
aspartat
- aspargin
### pyruvat
alanin
## Aminotransferaser
#### ALT/ALAT
pyruvat + glutamat → alanin + 𝛼-ketoglutarat
#### AST/ASAT
oxalaccetat + glutamat → aspartat + 𝛼-ketoglutarat
Generell: X + glutamat → Y + 𝛼-ketoglutarat
#### 𝛼-ketosyror
- pyruvat
- oxalacetat
- 𝛼-ketoglutarat
Hittar man de i blodbanan så har cellerna skadats på något sätt. De ökar blodbanan i nästan alla typ av leverskada, hepatit/alkolism pga högt tryck i leverna, läcker ut i blodet
Finns andra sätt att bilda glutamat från 𝛼-ketoglutarat, glutamat-dehydrogenas är ett leverspecifikt enzym. Tror inte att den används normalt, eftersom vi har inte så mkt ammoniak i våra vävnader, den är toxiskt, försöker minimera. men kan i vissa fall vara en syntesväg
Glutamin kan bildas från glutamat och aminiak, kostar ATP
- laddar in amoniak
### Tyrosin
Bildas från fenylanalyn, sitter en hydroxylgrupp som gör att det saknas.
- reagerar med syra,
Fenylalanin + $O_2$ + NADPH + $H^+$ → Tyriosin + $NADP^+$ + $H_2O$
Katalyseras av fenylalaninhydroxalas-enzymet
PKU är en sjukdom när man fått defekter i form av en genmutation som kodar för det enzymet.
Tyrosin är viktigt för att bilda andra aa, men också pigment och andra saker.
### PKU
Intelektuela nedsättningar
fördröjd utveckling
neurologiska problem
tidig behandling med bra förutsättningar, minska proteinintaget och ge olika typer av supplement
aspartam kan omvandlas till fenylalanin.
Testar barn i PKU-provet vid födsel sedan 1965, så man kan börja tidig behandling.
## Summering
- aa är också energikälla och signalering
- essentiella vs icke-essentiella
- 𝛼-aminogruppen kommer ifrån glutamat
- kolskelettet kommer ifrån 5 precursors
- aminotransferaser är essentiella för både uppbyggnad och nerbrytning av aa
- PKU

View File

@@ -0,0 +1,67 @@
---
föreläsare: Martin Lidell
tags:
- biokemi
- aminosyrametabolism
- instuderingsuppgifter
date: 2025-12-08
---
### 1. Beskriv den generella strukturen för en 𝛼-aminosyra.
### 2. Aminosyror kan vara proteinogena och icke-proteinogena. Vad menas med detta? Ge ett par exempel på aminosyror som tillhör den senare kategorin.
### 3. Förutom att utgöra byggstenar i proteiner har aminosyror andra mycket viktiga funktioner. Ge exempel på ett par andra viktiga funktioner för aminosyror.
### 4. Hur får vi tillgång till aminosyror?
### 5. Beskriv översiktligt proteiners nedbrytning till aminosyror i mag-tarmkanalen.
### 6. Hur tar sig aminosyror över cellmembran?
### 7. Vad menas med att en aminosyra är essentiell? Vilka aminosyror är essentiella?
### 8. Vissa aminosyror sägs vara konditionellt essentiella. Vad menas med detta?
### 9. Från vilka fem prekursorer bildar vi människor de icke-essentiella aminosyrorna? Dessa prekursorer kommer att utgöra kolskelettet av de syntetiserade aminosyrorna.
### 10. Så kallade aminotransferaser spelar en viktig roll både vid syntes och nedbrytning av aminosyror. Beskriv den generella reaktionsformeln för de så kallade transamineringsreaktioner som katalyseras av denna enzymgrupp.
### 11. ALT och AST är två mycket viktiga aminotransferaser. Vilka är de fullständiga namnen på dessa båda enzymer och vilka reaktioner katalyserar de?
### 12. Vid transamineringsreaktioner används oftast ett specifikt ”aminogruppdonator/aminogruppacceptor-par”. Vilket?
### 13. Bestämning av plasmanivåerna av ALT och AST används vid klinisk diagnostik. Vad är en ökad halt av dessa enzymer i blodet ett tecken på?
### 14. En specifik aminosyra utgör en viktig donator av aminogrupper vid syntes av andra aminosyror. Vilken är aminosyran och via vilken typ av reaktion bildas denna aminosyra framförallt? Aminosyran utgör även en prekursor från vilken tre icke-essentiella aminosyror kan bildas. Vilka?
### 15. Vilken ärftlig enzymdefekt ger upphov till fenylketonuri? Varför är det viktigt att fastställa diagnosen tidigt och hur behandlas fenylketonuri? LPG001
### 16. Fenylketonuri har gett namnet åt den nyföddhetsscreening (PKU-provet) som utförs i Sverige sedan 1965. Vad är syftet med denna screening?
### 17. Vid nedbrytning av aminosyror kan molekylernas kolskelett omvandlas till sju olika metaboliter. Vilka är metaboliterna och vad kan de användas till?
### 18. Degradation av aminosyror sker huvudsakligen i ett specifikt organ. Vilket? Speciellt en annan vävnad kan använda kolskeletten från de så kallade grenade aminosyrorna (branched-chain amino acids), dvs leucin, isoleucin och valin, som energikälla. Vilken vävnad rör det sig om?
### 19. Varför utgör deaminering av aminosyror en utmaning för oss? Hur har vi löst detta problem?
### 20. Vid nedbrytningen av många aminosyror överförs deras aminogrupp till -ketoglutarat och glutamat bildas. Med hjälp av ett i huvudsak leverspecifikt enzym kan glutamat sedan genomgå så kallad oxidativ deaminering. Vilket är enzymet, var i cellen hittar vi enzymet och vilka produkter bildas i reaktionen?
### 21. Ange några aminosyror som kan avge kvävet genom direkt deaminering (dvs ej genom oxidativ deaminering). Vilken kväveinnehållande förening bildas?
### 22. Den ammoniak som bildas vid katabolism av aminosyror är celltoxisk och måste metaboliseras vidare. Beskriv omvandlingen av ammoniak till den utsöndringsprodukt som lämnar kroppen via urinen. Vilka steg i syntesvägen är energikrävande? Vilket är det hastighetsreglerande steget och hur regleras det? Var i cellen sker de olika reaktionerna? Från vilka föreningar härstammar de olika delarna av utsöndringsprodukten?
### 23. Vilken funktion har ureacykeln och var i kroppen sker denna cykel? Vad händer vid defekter i denna cykel? Ge ett exempel på en ärftlig sjukdom vilken orsakar en defekt ureacykel.
### 24. Vilka metaboliter kopplar ureacykeln med citronsyracykeln?
### 25. Hur transporteras kväve från skelettmuskulatur till levern och vad innebär den så kallade alanin-glukos cykeln?
### 26. Hur transporteras ammoniak från övriga organ till levern?
### 27. Vilka är rollerna för glutaminsyntetas och glutaminas vid transport av ammoniak till levern?
### 28. Definiera begreppen glukogena respektive ketogena aminosyror. Ge exempel på några glukogena och ketogena aminosyror.
### 29. Varför kan rent ketogena aminosyror inte användas för syntes av glukos?
### 30. Vilka aminosyror kan via transaminering omvandlas direkt till glykolys- eller citronsyracykel-intermediärer?

View File

@@ -0,0 +1,33 @@
---
föreläsare: Martin Lidell
tags:
- biokemi
- aminosyrametabolism
- lärandemål
date: 2025-12-08
---
Aminosyrametabolism
Berg kap 23: sid 701703 och 708731
Berg kap 25: sid 766790
Proteinogena och icke-proteinogena aminosyror.
Aminosyrors användningsområden.
Cellulärt upptag av aminosyror.
Essentiella/icke-essentiella aminosyror.
Glukogena/ketogena aminosyror.
Biosyntes av icke-essentiella aminosyror.
Aminotransferaser.
Fenylketonuri (PKU), en ärftlig metabol sjukdom, PKU-provet och dess syfte.
Nedbrytning av aminosyror.
Den centrala rollen hos glutamat och glutamatdehydrogenas i kvävemetabolismen.
Ureacykeln, en leverspecifik metabol väg.
Aminosyranedbrytning i extrahepatiska vävnader och kvävetransport till levern.
Påfyllnadsreaktioner.
Beskriva hur celler får tillgång till aminosyror och vad dessa kan användas till.
Förstå skillnaden på essentiella och icke-essentiella aminosyror.
Översiktligt kunna redogöra för varifrån aminosyrors α-aminogrupp och kolskelett kommer.
Beskriva reaktionerna katalyserade av de två kliniskt viktiga enzymerna ALAT och ASAT.
Beskriva den bakomliggande orsaken till PKU.
Översiktligt beskriva ureacykeln, dess funktion och huvudsakliga reglering.
Redogöra för extrahepatiska vävnaders samspel med levern i aminosyrakatabolism.

View File

@@ -0,0 +1,20 @@
---
föreläsare: Martin Lidell
tags:
- biokemi
- aminosyrametabolism
- provfrågor
date: 2025-12-08
---
```dataviewjs
const paths = dv.pagePaths("#provfråga and #aminosyrametabolism")
dv.span("Antal frågor: " + paths.length + " \n \n")
for (const path of paths) {
dv.span(" \n[[" + path + "]]\n")
const content = await dv.io.load(path)
dv.span(content)
dv.span(" \n \n-----\n\n\n")
}
```

View File

@@ -0,0 +1,281 @@
---
föreläsare: Martin Lidell
tags:
- biokemi
- aminosyrametabolism
- slides
date: 2025-12-08
---
# LPG001
Martin Lidell
Amino acid metabolism
## Lecture outline
 Amino acids a short introduction
 How do we get access to amino acids?
 Biosynthesis of non-essential amino acids
 The origin of the a-amino group and the carbon skeleton
 Degradation of amino acids
 What happens with the amino group and the carbon skeleton?
 The urea cycle
 Transport of nitrogen to the liver (alanine/glutamine)
 Examples of some defects in amino acid metabolism
## Amino acids
Definition:
An amino acid is a simple organic
compound containing both a carboxyl
and an amino group
More than 500 different amino acids
have been described in nature
Twenty a-amino acids (21 if including
selenocysteine) are commonly found
in mammalian proteins. These
proteinogenic amino acids are the
only amino acids that are coded for
by DNA
## Amino acids examples of some important non-proteinogenic amino acids
GABA (g-amino acid)
g-aminobutyric acid (GABA)
an inhibitory neurotransmitter
Ornithine and Citrulline
intermediates in the urea cycle
Ornithine (a-amino acid)
Citrulline (a-amino acid)
## Why are amino acids essential biomolecules? some examples
Building blocks in proteins
Precursors of important biomolecules
(neurotransmitters, hormones, etc. etc.)
Dopamine Epinephrine
Source of energy
Acts as neurotransmitters (e.g. Glu and Gly)
Involved in acid-base homeostasis (Gln)
Transport ammonia in a nontoxic form (Gln and Ala)
## Overview of amino acid metabolism
Endogenous proteins
De novo synthesis of non-essential amino acids
Dietary proteins
Synthesis of other important biomolecules
Degradation
Amino group → Urea
Carbon skeleton → Ketone bodies, Glucose/glycogen, Energy, CO2 + H2O, Fatty acids
Refilling reactions
Amino acids
Urea cycle
## Digestion of dietary proteins in the gastrointestinal tract
## Amino acids, di- and tripeptides are absorbed by the enterocytes and released as amino acids into the blood
The absorbed di- and tripeptides are digested by peptidases into free amino acids that are released into the blood
## Intracellular degradation of endogenous proteins released amino acids can be reused
Proteasomal degradation
## Biosynthesis of amino acids the a-amino group and the carbon skeletons
## Biosynthesis of amino acids the a-amino group
The a-amino group is most often derived from glutamate
## Biosynthesis of amino acids the carbon skeletons
## Most microorganisms can synthesize all of the common proteinogenic amino acids
## Biosynthesis of amino acids in humans essential and nonessential amino acids
Nonessential:
Alanine, Arginine, Asparagine, Aspartate, Cysteine, Glutamate, Glutamine, Glycine, Proline, Serine, Tyrosine
Essential:
Histidine, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine, Tryptophan, Valine
Humans cannot make the essential amino acids; they must be supplied in the diet
Some nonessential amino acids become essential under certain circumstances (“conditionally essential”)
e.g. arginine for fetus/neonate; tyrosine in PKU
## Biosynthesis of nonessential amino acids in humans
The carbon skeletons are derived from five precursors:
• 3-Phosphoglycerate
• Pyruvate
• a-Ketoglutarate
• Oxaloacetate
• Phenylalanine
## Formation of glutamate from a-ketoglutarate
Glutamate is primarily formed in transamination reactions catalyzed by different aminotransferases
## Aminotransferases / Transaminases
Enzymes transferring amino groups from a-amino acids to a-keto acids
aamino acid-R1 + aketo acid-R2 → aketo acid-R1 + aamino acid-R2
a-Ketoglutarate/Glutamate is the most common amino group acceptor/donor pair.
The reactions are reversible.
Essential for both synthesis and degradation of amino acids.
## ALT and AST two important aminotransferases
Amino acids: Alanine, Aspartate, Glutamate
a-Keto acids: Pyruvate, Oxaloacetate, a-ketoglutarate
## Aminotransferases as indicators of tissue damage
• Intracellular enzymes
• Elevated plasma levels indicate cell damage
• ALT mostly in liver
• AST in liver, heart, skeletal muscle, kidney
## A second route of synthesis of glutamate from a-ketoglutarate
Glutamate dehydrogenase (mitochondrial, liver-specific)
## Arginine and proline synthesized from glutamate
Arginine → part of urea cycle
## Glutamine and asparagine formed by amidation
Enzymes: glutamine synthetase, asparagine synthetase
## Tyrosine synthesized from phenylalanine
Reaction:
Phenylalanine + O2 + NADPH + H+ → Tyrosine + NADP+ + H2O
## Phenylketonuria (PKU)
Accumulation of phenylalanine, phenylpyruvate, phenyllactate, phenylacetate
Deficiency of tyrosine and metabolites
Autosomal recessive (PAH gene)
Hundreds of mutations
Insufficient phenylalanine hydroxylase activity
## PKU symptoms
Intellectual disability, delayed development, seizures, musty odor, fair skin/blue eyes
Treatment: dietary restriction, amino acid mix w/o Phe, tyrosine becomes essential, sapropterin may help
## “PKU-provet” newborn screening since 1965
Blood sample after 48 hours
Purpose: detect treatable congenital diseases early
## Diseases included today (25 total)
Endocrine diseases (2)
Fatty acid metabolism defects (3)
Carnitine system defects (4)
Organic acidurias (6)
Urea cycle defects (3)
Amino acid metabolism defects (4)
Other metabolic diseases (2)
SCID
## Summary of part 1
(Amino acids important, sources, essential vs nonessential, aminotransferases, PKU)
## Excess amino acids cannot be stored
Amino acids not needed → degraded to intermediates that enter central metabolism
## How are amino acids degraded?
• Remove a-amino group
• Carbon skeleton becomes pyruvate, TCA intermediates, acetyl-CoA, acetoacetyl-CoA
Occurs primarily in liver; skeletal muscle degrades branched-chain amino acids
## Challenge: ammonia toxicity
Solution: liver → urea cycle
Other tissues → transport as glutamine/alanine
## Glutamate as intermediate toward urea
## a-amino groups transfer to a-ketoglutarate → glutamate (ALT/AST)
## Oxidative deamination of glutamate
Glutamate dehydrogenase (liver mitochondrial matrix)
## Serine and threonine can be directly deaminated (dehydratases)
## Side-chain nitrogen of glutamine and asparagine release ammonia and form glutamate
## Ammonia is toxic to CNS
Urea cycle detoxifies ammonia
Only active in liver
## Urea cycle
Carbamoyl phosphate synthetase I
Ornithine transcarbamoylase
Argininosuccinate synthetase
Argininosuccinate lyase
Arginase
Urea contains 2 amino groups: one from NH4+, one from aspartate.
Carbon from HCO3
## Why is ammonia toxic? (theory)
Glutamine synthetase in astrocytes → glutamine accumulation → osmotic swelling → edema
## Regulation of urea cycle
N-acetylglutamate activates CPS I
High glutamate + arginine → more N-acetylglutamate
## Defects in urea cycle example: argininosuccinate lyase deficiency
Autosomal recessive
Symptoms: hyperammonemia, irregular breathing, hypotonia, vomiting, alkalosis, brain swelling, seizures
Treatment: glucose infusion, drugs promoting nitrogen excretion, dialysis, low-protein diet, liver transplant
## Drug treatment: arginine and phenylbutyrate
## Nitrogen transport from extrahepatic tissues
Extrahepatic tissues lack urea cycle
Transport forms: glutamine and alanine
Muscle uses BCAA
## Glutamine and alanine nitrogen carriers
## Glucose-alanine cycle
## Where do carbon skeletons end up?
## Seven end-products of amino acid carbon skeleton degradation
## Citric acid cycle source of building blocks
Cycle must be refilled (anaplerosis)
## Anaplerotic reactions
Pyruvate, amino acid skeletons refill TCA
## Glucogenic vs ketogenic amino acids
Glucogenic → pyruvate or TCA intermediates → glucose
Ketogenic → acetyl-CoA or acetoacetyl-CoA → ketone bodies
13 glucogenic
5 mixed (Phe, Iso, Thr, Trp, Tyr)
2 ketogenic only (Lys, Leu)
## Oxaloacetate as entry point for Asp/Asn
## a-Ketoglutarate as entry point for several amino acids
Glutamate → a-ketoglutarate (via GDH)
## Degradation pathways generating acetyl-CoA
## Degradation of phenylalanine and tyrosine
## Degradation of branched-chain amino acids
Occurs mainly in skeletal muscle
## Maple syrup urine disease (MSUD)
Autosomal recessive
Defect in branched-chain a-keto acid dehydrogenase complex
Accumulation of Leu, Iso, Val and their keto acids
Symptoms: poor feeding, vomiting, low energy, abnormal movements, delayed development; severe cases seizures/coma
Treatment: protein-restricted diet lacking Leu/Iso/Val; controlled supplementation
## Summary of part 2
• Amino acid degradation → ammonia → toxic
• Glutamate central
• Liver → only site of urea production
• Extrahepatic tissues use glutamine/alanine
• Carbon skeletons used for refilling, glucose, ketone bodies, fatty acids, energy
## Some important enzymes
ALT
AST
Glutamate dehydrogenase
Glutamine synthetase
Glutaminase
Phenylalanine hydroxylase
Carbamoyl phosphate synthetase I
## Läsanvisningar
Biochemistry (Berg et al.)
Chapter 23: 701703, 708731
Chapter 25: 766790
Instuderingsfrågor på Canvas
Amino acid metabolism

View File

@@ -3,7 +3,7 @@
{% block content %}
<h1>{{ title }}</h1>
<div class="image-container">
<img src="{{ filename }}" alt="{{ title }}" class="preview-image">
<img src="./{{ filename }}" alt="{{ title }}" class="preview-image">
</div>
<style>
.image-container {

View File

@@ -2,7 +2,7 @@
{% block title %}{{ filename }}{% endblock %}
{% block content %}
<h1>{{ title }}</h1>
<a id="download-btn" href="{{ filename }}" download class="download-button">Download PDF</a>
<a id="download-btn" href="./{{ filename }}" download class="download-button">Download PDF</a>
<canvas id="pdf-render"></canvas>
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/pdf.js/2.6.347/pdf.min.js"></script>
<script type="text/javascript">