3. Декарбоксилирование триптофана.

Триптофан считается независимой для животных и человека аминокислотой, поскольку он является предшественником ряда важных биологически активных веществ, в частности серотонина, никотиновой кислоты, кроме того, углеродный скелет его не синтезируется в тканях животных.

При декарбоксилировании триптофана образуется серотонин.

HO- НО СН2-СН2-NH2

CH2 -CH-COOH -CO2

NH2 декарбоксилаза

5-окси-триптофан серотонин

Серотонин- это важный тканевой медиатор. Вырабатывается он в нервных клетках ретикулярной формации. Серотонин обеспечивает межнейронные связи (гуморальным путём), регулирует уровень артериального давления, температуру тела. Он связа с белками клеток, особенно с белками нейронов. Транспорт серотонина обеспечивают тромбоциты. Серотонин выходит в плазму при разрушении тромбоцитов.Он обеспечивает задержку крови при разрыве кровеносных сосудов.

Метаболизм серотонина происходит в нервных клетках и клетках кишечника. При злокачественных опухолях и злокачественной гипертонии выделяется много серотонина. Из индийского растения Rauwolfia (доска)выделен препарат-резерпин, который применяется при злокачественной гипертонии, в нём содержатся сапонины, они расслабляют мембрану, при этом серотонин выходит в свободном состоянии.

Некоторые авторы считают серотонин причастным к развитию аллергии, токсикоза беременности, гемморогических диатезов, карциноидного синдрома.

Серотонин в организме подвергается окислительному дезаминированию с образованием индолилуксусной кислоты, которая выделяется с мочой. Содержание её в моче резко повышено при поражении организма злокачественными карциномами, когда около 60% триптофана окисляется по серотониновому пути (в норме-не более 1%) и по кинурениновому пути (примерно 95%).

Основной же путь обмена трптофана приводит к синтезу никотинамида (НАД). Этот путь обеспечивает организм определённым, хотя и недостаточным, количеством витамина (В5, РР) (никотиновой кислоты).

4. Декарбоксилирование дикарбоновых кислот.

Вспомните:

1) Какие дикарбоновые аминокислоты входят в состав белков?

(Они содержат две карбоксильные группы, по одной с обоих концов аминокислот).

Аспарагиновая и глютаминовая.

В клинике широко применяется продукт декарбоксилирования глюминовой кислоты - этo гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глютаматдекарбоксилаза) является высоко специфичным.

Интерес к ГАМК связан с её тормозящим действием на деятельность центральной нервной системы. Больше всего ГАМК и глутаматдекарбоксилазы обнаружено в сером веществе коры головного мозга, в то время, как белое вещество мозга и переферическая нервная система их почти не содержат.

ГАМК легко внедряется и монтируется в мембраны, обеспечивает проницаемость мембран клеток и митохондрий. Управляя мембранами, ГАМК оказывает тормозящий эффект на проведение процесса возбуждения.

Введение гамма- аминомаслянной кислоты вызывает тормозящий процесс в коре (центральное торможение), и у животных приводит к утрате условных рефлексов.

Гамма- аминомаслянная кислота используется в клинике при лечении некоторых заболеваний ЦНС, связанных с резким возбуждением коры головного мозга. Так, в практике лечения эпилепсии хороший эффект (резкое сокращение частоты эпилептических признаков), давало введение глютаминовой кислоты.

___________________________________________________

Поэтому ГАМК и глютаминовая кислота назначаются при нервных болезнях (когда возбуждение преобладает над торможением, при эпилепсии), выяснилось, лечебный эффект обусловлен не глютаминовой кислотой, а продуктом её декарбоксилирования-гамма-аминомаслянной кислотой.

Поскольку ГАМК оказывает тормозной эффект, на симпатическую передачу в центральной нервной системе, судорожные явления, наблюдаемые при недостаточности витамина В6, могут бытьсвязаны со снижением образования ГАМК в глутаматдекарбоксилазной реакции. У животных судороги могут быть вызваны также введением гидрозина, который связывает альдегидную группу кофермента или введением антивитамнов В6, в частности метоксипиридоксина. Так как ГАМК служит естественно встраивающимся "транквилизатором", одним из путей повышения её концентрации в ЦНС является введение веществ, оказывающих тормозящее действие на ГАМК-трансаминазу, которая устраняет ГАМК эффективно. ГАМК может трансаминировать до янтарной кислоты, которая превращается в в фумаровую- янтарную. То-есть этот процесс возвращается в цикл Кребса, при этом идет наработка АТФ.

Глутаминовая кислота, являющаяся глюкогенной и соответственно, заменимой аминокислотой для человека и животных; также включается в синтез ряда специфических метаболитов,в часности глутатиона и глутамина. Помимо своей роли в связывании и транспорте аммиака, глутамин выполняет уникальные функции в ряде синтезов, в частности в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, аминосахаров, в синтезе витамина фолиевой кислоты.

Глутамин и аспарагин оказались, кроме того, необходимыми факторами для роста некоторых нормальных и опухолевых клеток в культуре ткани.

Глутамин и аспарагин в животных тканях подвергаются трансаминированию и дезаминированию под влиянием специфических трансаминаз.

Глутаминовая кислота является одним из немногих соединении в дополнение к глюкозе, которые служат энергетическим материалом для ткани мозга.

Сглутаминовой кислотой метаболически связаны также пролин и аргинин через полуальдегид глутаминовой кислоты,хотя следует указать, что аргинин относится к незаменимым аминокислотам, в особенности в молодом возрасте, когда его синтез из глутамата не может обеспечить потребности быстрого роста организма.