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Nitrogenous Compound Metabolism - Coggle Diagram

- - - - Tyrosine → Dopa → Melanin，
        這裡 Trp 轉 Dopa 使用酵素為 Tyrosinase，只存在於黑色素細胞
      - 缺乏會造成白化症(Albinism)
        
        一種先天遺傳疾病，患者因為缺乏 Tyrosinase 導致 Tyrosine 無法生成黑色素
        
        對光線十分敏感，容易得皮膚癌
        
        反過來說，攝取 Tyrosine 或 Phenylalanine 含量高的食物(如九層塔、青醬)再去曬太陽更容易變黑，因為有較多的黑色素生成
    - - 前驅物為 Tyrosine 跟 Phenylalanine
      - 人體內共有四種:
        多巴(Dopa)，多巴胺(Dopamine)，正腎上腺素(Norepinephrine)，腎上腺素(Epinephrine)
      - 合成順序:Dopa → Dopamine → Norepinephrine → Epinephrine
      - 合成過程中牽扯到三種輔酶:BH4、PLP、AdoMet
      - 能將 Tyrosine 轉成 Dopa 的有兩大酵素:
        Tyrosinase、Tyrosine hydroxylase
        a. Tyrosinase 存在於黑色素細胞，用於 Tyrosine → Dopa → Melanin 的過程
        b. Tyrosine Hydroxylase 出現在神經類細胞，用於Catecholamines 的合成
      - 代謝路徑
        
        缺乏 Phenylalanine Hydroxylase
        會導致苯酮尿症(Phenylketonuria)
        
        缺乏 Homogentisate 1,2-dioxygenase 會導致黑尿症(Alkaptonuria)
        
        黑尿症(Alkaptonuria):皮膚有黑斑、眼睛有黑點、背痛、關節炎
        
        HGD 基因異常導致
        
        因缺乏 Homogentisate 1,2-dioxygenase 而導致的 Tyrosine 代謝異常疾病
        
        造成黑尿酸(Homogentisate)堆積，若溶在尿中，會造成黑色的尿液，所以名為黑尿症
        
        Tyrosine 代謝路徑的異常疾病，
        都會導致高酪胺酸血症(Tyrosinemia)(除了黑尿症)
        例如缺乏 Tyrosine aminotransferase、p-Hydroxyphenylpyruvate Dioxygenase、 Fumarylacetoacetase
      - 苯酮尿症(PKU, Phenylketonuria)
        
        病因:
        Phenylalanine 轉換到 Tyrosine 的過程中缺乏特定酵素，
        導致過多的 Phenylalanine 無法被正常代謝，
        轉而生成有神經毒的物質
        
        關鍵酵素:
        Phenylalanine Hydroxylase 和 Dihydrobiopterin Reductase
        
        Phenylalanine Hydroxylase:
        在 Phenylalanine 上加上 OH 轉變成 Tyrosine，
        需要 BH4 當作輔酶
        
        Dihydrobiopterin Reductase:將用完的 BH4 重新還原回活化態
        
        只要缺乏上述兩種缺任何一種酵素就會導致 PKU
        
        缺乏 Phenylalanine Hydroxylase 或 Dihydrobiopterin Reductase 的代謝路徑
        
        Phenylpyruvate 及衍生物 Phenylacetate 和 Phenyllactate
        皆具有神經毒性
        這些產物都有苯環，讓尿液散發有機液體的味道
        
        代謝物進入大腦會造成智能障礙(Mental Retardation)，
        治療方式為減少攝取 Phenylalanine
        
        Phenylalanine 會被轉胺(輔酶 PLP)，
        剩下含碳骨架 Phenylpyruvate
    - - 生醣性(Glucogenic):
        Phenylalanine → Tyrosine → Fumarate
      - 生酮性(Ketogenic):
        Phenylalanine → Tyrosine → Acetoacetyl-CoA → Acetyl-CoA
  - - - Indoleacetate(吲哚乙酸)
      - Nicotinate(Niacin)
        
        維他命 B3
        
        為製造 NAD+和 NADP 的原料
        
        若缺乏菸鹼酸，則會造成 Pellagra(癩皮病)
        
        食用太多可能造成 homocysteine 增加，增加動脈硬化的機率
      - Serotonin（tryptophan-BH4-PLP-serotonin）
        
        能抗壓力與情緒管理能力
        
        快樂荷爾蒙
        
        黑暗下可以轉變成 Melatonin(褪黑激素)
        是 pineal gland(腦內松果腺體)所製造的荷爾蒙
- - - - 結構(必考)
        
        為一個 tripeptide
        
        Glu-Cys-Gly
      - 重要功能
        
        去除自由基(ROS)
        
        在鹼性條件下協助蛋白質形成雙硫鍵，且不需要酵素
        
        去毒性
      - γ-glutamyl cycle功能:把細胞外的胺基酸帶到細胞內
    - - 抑制性的神經傳遞物
      - 肌張力(muscle tone)的調節
      - glutamate 在 PLP 協助下脫去一分子的 CO2 形成
      - Glutamate 本身也是一個神經傳導物質。
        在腦創傷時分泌，使創傷更嚴重
    - - 人體內主要的 Polyamines 有 Spermidine 與 Spermine 兩種。
        前驅物為 Ornithine，
        Ornithine 由Glutamine 或 Arginine 轉變而來
      - 由 S-adenosylmethionine 提供碳骨架(其通常提供甲基，此為例外)
      - 功能:穩定 DNA 結構
      - 補充:Spermidine 常見於精子中，被認為可能有抗氧化、消除皺紋的功能
    - - 含有大量 Arginine 的食物
        有巧克力、花生、核桃或，瘦肉牛排
      - Sildenafil(Viagra，威而鋼)
        
        血管擴張機制
        
        GC 將 GTP 轉成 cGMP
        
        cGMP 使血管擴張
        
        NO 進入平滑肌細胞，活化 GC (guanylyl cyclase)
        
        過多的 cGMP 會被 PDE5 水解成 GMP，血管恢復原狀
        
        血管內皮細胞中的 Arginine 藉由 NOS 產生 NO
        
        Viagra 就是抑制 PDE5 作用，維持 cGMP 的濃度，使血管擴張
      - 透過 NO synthase(NOS)
        形成 citrulline 與 Nitric oxide
    - - Histidine 在 PLP 的協助下脫去一分子的 CO2 形成