Zhrnutie na Metabolizmus serínu, treonínu, glycínu a alanínu

## Úvod Metabolizmus aminokyselín serínu, treonínu, glycínu a alanínu zahŕňa ich syntézu, premeny a dráhy využitia v bunkách. Tieto aminokyseliny sú dôležité pre glukoneogenézu, tvorbu 1C zvyškov pre tetrahydrofolát (THF), syntézu hemu, purínov a ako transportná forma aminodusíka zo svalov do pečene. > Definícia: **Serín** je neesenciálna aminokyselina vznikajúca z 3-fosfoglycerátu; **treonín** je esenciálna aminokyselina; **glycín** je jednoduchá neesenciálna aminokyselina a donor 1C zvyškov; **alanín** prenáša aminodusík zo svalu do pečene. ## Serín ### Syntéza a základné vlastnosti - Serín je **neesenciálna** a **glukogénna** AMK. - Tvorí sa z medziproduktu glykolýzy, 3-fosfoglycerátu (3-PG). > Definícia: Serín je aminokyselina, ktorá poskytuje 1C zvyšky pre THF a slúži ako prekurzor pre viaceré biosyntetické dráhy. ### Hlavné metabolické osy serínu 1. Produkcia etanolamínu (dekarboxylácia, koenzým PLP) – pre fosfolipidy. 2. Prenos 1C zvyšku na THF pomocou serín-hydroxymetyltransferázy (SHMT): vzniká **glycín** a **metylén-THF**. - Reakcia: serín + THF -> glycín + metylén-THF 3. Syntéza sfingozínu (spojením s palmitoyl-CoA, PLP) — pre tvorbu sphingolipidov. 4. Reakcia so homocysteínom za vzniku cystationínu; po štiepení γ-lyázou vzniká cysteín a 2-oxobutyrát. 5. Priama deaminácia serínu serín-dehydratázou (PLP) vedie k pyruvátu a NH3. ### Funkčné prípady a regulácia - Serínové zvyšky v proteínoch sú často **fosforylované** kinázami a majú regulačnú úlohu. Fun fact: Serín je kľúčovým donorom jednouhlíkových zvyškov, ktoré sú potrebné pre syntézu nukleotidov a metylácií DNA. ## Glycín ### Vznik a význam - Glycín vzniká z serínu reakciou SHMT a je dôležitý pre: - syntézu hemu (kyselina 5-aminolevulínová vzniká z glycínu a sukcinyl-CoA v mitochondrii), - de novo syntézu purínov (prispieva do raných krokov), - konjugáciu v pečeni (napr. s žlčovými kyselinami), - neurotransmisiu (inhibičný neurotransmiter v mieche), - syntézu kreatínu (v obličke arginín:glycín transamidinázou vzniká guanidínacetát). > Definícia: Glycín je najjednoduchšia aminokyselina, ktorá slúži zároveň ako donor 1C zvyškov (cez vratný systém) a ako substrát pre biochemické syntézy. ### Katabolizmus glycínu - Glycín môže byť späť konvertovaný na serín (SHMT) alebo štiepený glycín-štiepiacim komplexom na NH3, CO2 a metylén-THF. - Reakcia štiepenia je vratná, teda glycín môže vzniknúť aj z NH3, CO2 a metylén-THF. - Glycín vstupuje do zložiek glutatiónu spolu s glutamátom a cysteínom. ## Treonín ### Všeobecné vlastnosti - Treonín je **esenciálna** a **glukogénna** aminokyselina. - Treonínové zvyšky v proteínoch sú tiež často **fosforylované**. ### Katabolizmus treonínu 1. Hlavná cesta: priama dehydratácia a deaminácia pomocou serín-dehydratázy -> vzniká **2-oxobutyrát**. 2. 2-oxobutyrát prechádza v mitochondrii oxidačnou dekarboxyláciou na **propionyl-CoA**. 3. Propionyl-CoA sa v dvoch krokoch konvertuje na **sukcinyl-CoA**, ktorý vstupuje do Krebsovho cyklu a môže sa transformovať na oxalacetát a ďalej na glukózu (glukoneogenéza). 4. Menej významná cesta: premena treonínu na **glycín** a **acetyl-CoA**; vtedy je treonín gluko- a ketogénna. Fun fact: Katabolizmus treonínu vedie k sukcinyl-CoA, čo prepája rozklad aminokyselín s glukoneogenézou a cyklom kyselín. ## Alanín ### Funkcia a vznik - Alanín je **neesenciálna** AMK, ktorá sa reversibilne premieňa na pyruvát pomocou alanín-aminotransferázy (ALT). > Definícia: Alanín slúži ako hlavná transportná forma aminodusíka zo svalu do pečene v rámci glukózo-alanínového cyklu. ### Glukózo-alanínový cyklus (zhrnutie) 1. Vo svale: pri rozklade svalových bielkovín vznikajú aminoskupiny prenesené na alfa-ketoglutarát, čím vzniká glutamát. 2. Glutamát prenesie aminoskupinu na pyruvát (transaminácia, ALT) -> vznikne **alanín**. 3. Alanín putuje krvou do pečene. 4. V pečeni: alanín deaminovaný (ALT + glutamát dehydrogenáza, GDH) -> vzniká **pyruvát** a **NH3** (ten sa použije v ureogenéze). 5. Pyruv