Mitschrift zur VO Biochemie des Stoffwechsel Prof. Kainz

2. bei einer proteinreichen Diät, wenn also mehr Aminosäuren aufgenommen werden als für die
Proteinsynthese benötigt werden, kann der Überschuß katabolisiert werden; Aminosäuren können
nicht gespeichert werden !!
Sie werden aber auch nicht ausgeschieden, sondern dienen im Stoffwechsel als Brennstoffe. Die α-
Aminogruppe wird entfernt und das Kohlenstoffskelett in ein gängiges Stoffwechselzwischenprodukt
überführt. Die meisten Aminogruppen der überschüssigen Aminosäuren werden im Harnstoffzyklus
in Harnstoff umgewandelt und ihre Kohlenstoff-gerüste in Acetyl-CoA, Acetacetyl-CoA, Pyrovat
oder ein Zwischenprodukt des Citrat-Zyklus überführt.
3. wenn während einer Hungerperiode oder bei einer Krankheit (z.B. Diabetes mellitus) Kohlenhydrate
entweder nicht vorhanden sind oder nicht richtig verwertet werden, verwendet der Organismus
körpereigene Proteine als Brennstoff
Der Enzymatische Abbau von Proteinen zu Aminosäuren:
Dieser wird von proteolytischen Enzymen bewerkstelligt.
Sie gehören zu den am längsten bekannten Enzymen. Systematisch gehören sie zu den C-N-
Hydrolasen, denn die von ihnen katalysierte Reaktion ist die Spaltung einer Peptidbindung, also einer
C-N-Bindung (als Proteasen, neuerdings als Peptidasen bezeichnet).
Nach der Lokalisation und der biologischen Funktion kann man folgende Gruppen von Peptidasen
unterscheiden:
1. Verdauungsenzyme: befinden sich im Magen-Darmtrakt und besorgen die Verdauung der
Nahrungsproteine (Endo-Peptidasen und Carboxy- und Amino-Exopeptidasen).
2. Extrazelluläre Peptidasen: im Blut z.B. bei der Blutgerinnung, Fibrinolyse
3. Intrazelluläre Peptidasen: vorwiegend in Zellkompartimenten wie ER, Golgi-Apparat aber auch
im Cytosol (dazu gehört auch der 1.5 MDa-Proteasom-Komplex, der Ubiquitin gelabelte Proteine
verdaut).
Abbauwege von Aminosäuren:
Wie beim Abbau von Kohlenhydraten und von Fettsäuren münden auch die Abbauwege von
Aminosäuren in dieselben grundlegenden Wege des Kohlenstoff-Stoffwechsels:
Die C-Ketten der Aminosäuren münden im allgemeinen im Citrat-Cyclus ein. Dort werden sie unter
Bildung von chemischer Energie oxidiert oder an die Gluconeogenese weitergeleitet.
In einem wesentlichen Aspekt unterscheidet sich der Aminosäureabbau von den bisher beschriebenen
Abbauwegen:
Jede Aminosäure enthält eine Aminogruppe. Das Kohlenstoffskelett und die abgetrennte α-
Aminogruppe schlagen vollkommen getrennte Stoffwechselwege ein („biochemische Weggabelung“).
Die Proteinverdauung beginnt im Magen, wo die saure Umgebung ihre Denaturierung begünstigt. In
denaturiertem Zustand sind Proteine leichter als Substrate für die Proteolyse zugänglich als in
natürlicher Form. Das wichtigste proteolytische Enzym im Magen ist Pepsin (max. Aktivität bei pH 2,
kann drum im Magen arbeiten).
Im Dünndarmlumen setzt sich der Proteinabbau durch das Einwirken proteolytischer Enzyme aus dem
Pankreas fort. Die Reihe der Enzyme zeigt ein weites Spektrum an Spezifität, sodaß die Substrate
sowohl zu freien Aminosäuren als auch zu Di- oder Tripeptiden abgebaut werden.
Bei Säugetieren findet der Aminosäureabbau hauptsächlich in der Leber statt. In Anbetracht der
Tatsache, dass in Energieübertragungswegen keine stickstoffhaltigen Verbindungen vorkommen, muß
zunächst die Aminogruppe abgespalten werden. Die aus der Desaminierung von Aminosäuren
hervorgehenden α-Ketosäuren werden so weiterverarbeitet, dass die Kohlenstoffskelette als Vorstufen
für Glucose oder Zwischenprodukte des Citratzyklus in den Hauptstoffwechselstrom eintreten können.
HARNSTOFFZYKLUS
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