Key Terms

• catabolisme: Destructief metabolisme, gewoonlijk met inbegrip van het vrijkomen van energie en de afbraak van materialen.
• ketozuur: Elk carboxylzuur dat ook een ketongroep bevat.
• deaminatie: De verwijdering van een aminogroep uit een verbinding.

Metabole routes moeten worden beschouwd als poreus; dat wil zeggen, stoffen komen binnen van andere routes en tussenproducten vertrekken naar andere routes. Deze routes zijn geen gesloten systemen. Veel van de substraten, tussenproducten en producten in een bepaalde route zijn reactanten in andere routes. Eiwitten zijn een goed voorbeeld van dit verschijnsel. Zij kunnen worden afgebroken tot hun samenstellende aminozuren en worden gebruikt in verschillende stappen van de glucosekataboliseringsroute.

Eiwitten worden gehydrolyseerd door een verscheidenheid van enzymen in de cellen. Meestal worden de aminozuren gerecycleerd in de synthese van nieuwe proteïnen of gebruikt als precursoren in de synthese van andere belangrijke biologische moleculen, zoals hormonen, nucleotiden, of neurotransmitters. Als er echter een overschot aan aminozuren is, of als het lichaam in een staat van verhongering verkeert, zullen sommige aminozuren naar de routes van glucose-katabolisme worden gerangeerd.

Elk aminozuur moet zijn aminogroep laten verwijderen (deamineren) voordat de koolstofketen in deze routes kan worden opgenomen. Wanneer de aminogroep van een aminozuur is verwijderd, wordt het omgezet in ammoniak via de ureumcyclus. De resterende atomen van het aminozuur resulteren in een ketozuur: een koolstofketen met één keton- en één carboxylzuurgroep. Bij zoogdieren synthetiseert de lever ureum uit twee ammoniakmoleculen en een kooldioxidemolecuul. Ureum is dus het belangrijkste afvalproduct van zoogdieren, dat wordt vervaardigd uit de stikstof die afkomstig is van aminozuren; het verlaat het lichaam in de urine. Het ketozuur kan vervolgens in de citroenzuurcyclus terechtkomen.

Wanneer aminozuren zijn gedeamineerd, kunnen zij als pyruvaat, acetyl-CoA, of verschillende onderdelen van de citroenzuurcyclus in de routes van het glucosemetabolisme terechtkomen. Bijvoorbeeld, gedeminamineerd asparagine en aspartaat worden omgezet in oxaloacetaat en komen in glucose katabolisme in de citroenzuurcyclus. Gedeamineerde aminozuren kunnen ook worden omgezet in een ander intermediair molecuul voordat zij de routes ingaan. Verscheidene aminozuren kunnen op meerdere plaatsen in het glucose katabolisme terechtkomen.