المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الاحياء
عدد المواضيع في هذا القسم 10456 موضوعاً
النبات
الحيوان
الأحياء المجهرية
علم الأمراض
التقانة الإحيائية
التقنية الحياتية النانوية
علم الأجنة
الأحياء الجزيئي
علم وظائف الأعضاء
المضادات الحيوية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
رعمسيس.
2024-07-07
مانيتون وتواريخ الأسرة التاسعة عشرة.
2024-07-07
بداية الأسرة التاسعة عشرة.
2024-07-07
بلاد خيتا في «خطابات» تل العمارنة.
2024-07-07
الأصناف التي يجب فيها الخمس
2024-07-07
واجبات الطواف
2024-07-07

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016

Oxidative deamination: Amino group removal  
  
1143   11:08 صباحاً   date: 5-11-2021
Author : Denise R. Ferrier
Book or Source : Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry
Page and Part :


Read More
Date: 1-9-2021 742
Date: 18-10-2021 1837
Date: 13-10-2021 1394

Oxidative deamination: Amino group removal

 

In contrast to transamination reactions that transfer amino groups, oxidative deamination reactions result in the liberation of the amino group as free ammonia (Fig. 1). These reactions occur primarily in the liver and kidney. They provide α-keto acids that can enter the central pathways of energy metabolism and ammonia, which is a source of nitrogen in hepatic urea synthesis. [Note: Ammonia exists primarily as ammonium (NH4+) in aqueous solution, but it is the unionized form (NH3) that crosses membranes.]

Figure 1: Oxidative deamination by glutamate dehydrogenase. [Note: The enzyme is unusual in that it uses both NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide)  and NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate).] NH3 = ammonia.

1. Glutamate dehydrogenase: As described above, the amino groups of most amino acids are ultimately funneled to glutamate by means of transamination with α-ketoglutarate. Glutamate is unique in that it is the only amino acid that undergoes rapid oxidative deamination, a reaction catalyzed by glutamate dehydrogenase ([GDH], see Fig. 1).

Therefore, the sequential action of transamination (resulting in the transfer of amino groups from most amino acids to α-ketoglutarate to produce glutamate) and the oxidative deamination of that glutamate  (regenerating α-ketoglutarate) provide a pathway whereby the amino groups of most amino acids can be released as ammonia.

a. Coenzymes: GDH, a mitochondrial enzyme, is unusual in that it can use either nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) or its phosphorylated reduced form (NADPH) as a coenzyme (see Fig 1). NAD+ is used primarily in oxidative deamination (the simultaneous loss of ammonia coupled with the oxidation of the carbon skeleton, as shown in Fig. 2A), whereas NADPH is used in reductive amination (the simultaneous gain of ammonia coupled with the reduction of the carbon skeleton, as shown in Fig. 2B).

Figure 2 A, B. Combined actions of aminotransferase and glutamate dehydrogenase reactions. [Note: Reductive amination occurs only when ammonia (NH3) level is high.] NAD(H) = nicotinamide adenine dinucleotide;  NADP(H) = nicotinamide adenine dinucleotide phosphate.

b. Reaction direction: The direction of the reaction depends on the relative concentrations of glutamate, α-ketoglutarate, and ammonia and the ratio of oxidized to reduced coenzymes. For example, after ingestion of a meal containing protein, glutamate levels in the liver are elevated, and the reaction proceeds in the direction of amino acid degradation and the formation of ammonia (see Fig. 2A). High ammonia levels are required to drive the reaction to glutamate synthesis.

c. Allosteric regulators: Guanosine triphosphate is an allosteric inhibitor of GDH, whereas adenosine diphosphate is an activator. Therefore,  when energy levels are low in the cell, amino acid degradation by GDH is high, facilitating energy production from the carbon skeletons derived from amino acids.

2. d-Amino acid oxidase: D-Amino acids) are supplied by the diet but are not used in the synthesis of mammalian proteins. They are,  however, efficiently metabolized to α-keto acids, ammonia, and hydrogen peroxide in the peroxisomes of liver and kidney cells by flavin adenine dinucleotide–dependent D-amino acid oxidase (DAO). The α-keto acids can enter the general pathways of amino acid metabolism and be reaminated to L-isomers or catabolized for energy. [Note: DAO degrades D-serine, the isomeric form of serine that modulates N-methyl- D-aspartate (NMDA)-type glutamate receptors. Increased DAO activity has been linked to increased susceptibility to schizophrenia. DAO also converts glycine to glyoxylate).] L-Amino acid oxidases are found in snake venom.




علم الأحياء المجهرية هو العلم الذي يختص بدراسة الأحياء الدقيقة من حيث الحجم والتي لا يمكن مشاهدتها بالعين المجرَّدة. اذ يتعامل مع الأشكال المجهرية من حيث طرق تكاثرها، ووظائف أجزائها ومكوناتها المختلفة، دورها في الطبيعة، والعلاقة المفيدة أو الضارة مع الكائنات الحية - ومنها الإنسان بشكل خاص - كما يدرس استعمالات هذه الكائنات في الصناعة والعلم. وتنقسم هذه الكائنات الدقيقة إلى: بكتيريا وفيروسات وفطريات وطفيليات.



يقوم علم الأحياء الجزيئي بدراسة الأحياء على المستوى الجزيئي، لذلك فهو يتداخل مع كلا من علم الأحياء والكيمياء وبشكل خاص مع علم الكيمياء الحيوية وعلم الوراثة في عدة مناطق وتخصصات. يهتم علم الاحياء الجزيئي بدراسة مختلف العلاقات المتبادلة بين كافة الأنظمة الخلوية وبخاصة العلاقات بين الدنا (DNA) والرنا (RNA) وعملية تصنيع البروتينات إضافة إلى آليات تنظيم هذه العملية وكافة العمليات الحيوية.



علم الوراثة هو أحد فروع علوم الحياة الحديثة الذي يبحث في أسباب التشابه والاختلاف في صفات الأجيال المتعاقبة من الأفراد التي ترتبط فيما بينها بصلة عضوية معينة كما يبحث فيما يؤدي اليه تلك الأسباب من نتائج مع إعطاء تفسير للمسببات ونتائجها. وعلى هذا الأساس فإن دراسة هذا العلم تتطلب الماماً واسعاً وقاعدة راسخة عميقة في شتى مجالات علوم الحياة كعلم الخلية وعلم الهيأة وعلم الأجنة وعلم البيئة والتصنيف والزراعة والطب وعلم البكتريا.