Aminogruppe-metabolisme: Hvad sker der med overskydende aminogrupper i kroppen?

Aminogruppen (-NH2) er en funktionel kemisk gruppe, der er en del af alle aminosyrer.

Frie aminosyrer cirkulerer i blodet i begrænsede koncentrationer, netop nok til at være tilgængelige for celler i processen med at bygge nye proteiner og ikke mere. Når der er overskydende aminosyrer i blodet, bryder kroppen aminosyrerne ned, og aminogrupper skal fjernes fra kroppen.

Aminogruppens struktur

• Aminogruppen (–NH2) består af et kvælstofatom kovalent bundet til to hydrogenatomer. Aminogruppen har et ekstra valenselektron ved kvælstofatomet, hvilket gør dette molekylære gruppe i stand til at binde til et andet atom.

Aminosyrens struktur

• Aminosyrer er såkaldt, fordi hvert molekyl indeholder en syrlig carboxylgruppe (COOH) og en aminogruppe (NH2). Desuden har hver aminosyre en sidekæde, kendt som en R-gruppe. Alle tre grupper er bundet til det samme kulbrintatom, kendt som alfa-kulbrintet. Den simpleste aminosyre, glycin, har en R-gruppe, der består af et enkelt hydrogenatom. Andre aminosyrers R-grupper varierer fra den simple methylgruppe (-CH3) i alanin til mere komplekse hydrokarboner, syrer, amider, alkoholer og aminer.

Aminosyrens katabolisme

• Når aminosyrer undergår katabolisme, er det første skridt fjernelsen af aminogruppen (NH2) fra molekylet. Når aminogruppen er fjernet, omdannes den resterende kulbrintskelet af aminosyren til energi eller gemmes som fedt. Aminogruppen på den anden side repræsenterer overskydende kvælstof, som skal føres ud af kroppen.

Vandlevende dyr

• Ammoniak er højt omløseligt i vand, så fisk og nogle vandlevende padder er i stand til at udskille kvælstof i form af ammoniak (NH3). Hos nogle fiskearter transporteres overskydende kvælstof gennem blodet som en del af amidet i aminosyren glutamin. I gæller undergår glutamin hydrolyse til at danne glutaminsyre, og ammoniak frigives i det omkringliggende vand.

Ureacyklus

• De fleste landlevende virveldyr omdanner overskydende aminogrupper til vandomløseligt ureum. Ureum med kemisk formel (NH2)2CO er et molekyle med to aminogrupper bundet til en carbonylgruppe (C=O). Syntesen af ureum sker i levercellerne. Fra leveren frigives ureum i blodstrømmen, filtreres fra blodet af nyrene og udskilles fra kroppen i urinen.

Urirsyre

• Fugle, krybdyr og nogle ørkenlevende pattedyr omdanner overskydende kvælstof til urinsyre (C5H4N4O3), som udskilles i afføringen. Syntesen af urinsyre er kostbar i forhold til metabolsk energi, men mindre vand kræves for at fjerne det fra kroppen.