5. Декарбоксилирование производных цистеина.

Вспомните:

1. Какие содержащие аминокислоты входят в состав белков? Всостав каких аминокислот входит сера? (цистеин, цистин, метионин).

В тканях животных с высокой скоростью декарбоксилируются производные цистеина (цистеиновая и цистеинсульфиновая кислоты).

В процессе этих специфических ферментативных реакций образуется таурин, который используется в организме для синтеза парных желчных кислот.

В тканях животных при декарбоксилировании аминокислот, образуются такие полиамины, как путресцин, необходимые для регуляции биосинтеза нуклеиновых кислот и белков.

В белковой молекуле обнаружены три серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин, цистин) метаболически тесно связанные друг с другом. Благодоря наличию высокореактивной SH- группы в составецистеина в тканях легко осуществляется ферментативная окислительно-восстановительная реакция между цистеином и цистином.

Поскольку в процессе катаболизма (расщепления) сера метионина в тканях в основном переходит в серу цистеина и взаимопревращение цистеина в цистин легко превращается, проблема окисления серы всех аминокислот сводится к окислению цистеина.

Метионин является донором лабильных метильных групп. Он используется для синтеза адреналина, тимина, креатина, и других соединений.

Накопление биогенных аминов может оказывать отрицательное влияние и вызывать ряд серьёзных нарушений в организме. Однако органы и ткани как и целостный организм распологают специальными механизмами обезвреживания биогенных аминов, которые в общем сводятся к окислительному дезаминированию с образованием соответствующих альдегидов и освобождением аммиака.

Ферменты, катализирующие эти реакции, получили название моноамин- и диаминоксидаза.

Моноаминооксидаза-ФАД (доска)- содержащий фермент- преимущественно локализуется в митохондриях. Играет исключительно важную роль в организме, регулируя скорость биосинтеза и распада биогенных аминов. Некоторые ингибиторы моноаминооксидазы (например, паргилин) нашли применение при лечении гипертонической болезни и депрессивных состояний.

Сделаем вывод: Таким образом, биогенные амины являются сильными веществами, оказывающими розностороннее влияние на различные функции организма. Некоторые биогенные амины нашли широкое применение в качестве лекарственных средств.

Трансаминирование аминокислот.

Под трансаминированием подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2) от аминокислоты на кетокислоту с образованием другой аминокислоты, без промежуточного образования аммиака.

Впервые реакция трансаминирования (прежнее название-переаминирование ) были открыты в 1937году отечественными учеными А.Е.Браунтштейном и М.Г.Крицман при изучении дезаминирования глутаминовой кислоты в мышечной ткани.

Реакция трансаминирования являются обратимыми и как выяснилось, универсальными для всех живых организмов.

Если на ПВК транспортируется аминогруппа с какой-нибудь из аминокислот, то образуется при этом аминокислота аланин.

CH3 NH2 CH3

C=O CH-NH2

COOH COOH

ПВК Аланин В этом случае NH2 -группу переносит фермент аланин -аминотрансфераза (АлАт) локализующихся в основном в цитоплазме.

Глицин является уникальной аминокислотой белковой молекулы благодаря отсутствию ассиметрического атома углерода.

CH2-COOH

NH2 глицин

Тем не менее метаболически он связан с химическими компонентами организма в большей степени чем любая другая аминокислота.

Глицин в ряде синтезов выполняет уникальные функции, в частности в образовании белков, пуриновых нуклеотидов, гема гемоглобина, парных желчных кислот, серина и так далее.

Поскольку серин легко превращается в ПВК под действием сериндегидратазы, в тканях имеются условия для превращения глицина (через серин) в пируват (ПВК), и этим путём для участия глицина в углеводном обмене и процессе трансаминирования.

Исключительная роль серина в биосинтезе сложных белков- фосфопротеидов, а также фосфолипидов.

Проблема обезвреживания аммиака в организме.

В организме животных подвергаются распаду большое количество аминокислот, при этом в результате дезаминирования, трансаминирования и окисления биогенных аминов освобождается большое количество аммиака(NH3), являющегося высокотоксичным соединением.Поэтому концентрация аммиака в организме должна сохраняться на низком уровне.

Для этого аммиак должен подвергаться связыванию в тканях с образованием нетоксичных соединений, легко выделяемых с мочой.

Одним из путей связывания аммиака в организме, в частности в мозге, сетчатки глаза, почках, печени, и мышцах является биосинтез глутамина и аспарагина.

Часть аммиака легко связывается с альфа-кетоглутаровой кислотой благодаря обратимости глутаматдегидрогеназной реакции.

Глутамин, кроме того, используется в качестве резервного источника аммиака, необходимого для нейтрализации кислых продуктов обмена при ацидозе.

Реакции трансаминирования протекают при участии специфических ферментов, названных А.Е.Браунштейном аминоферазами (или по современной классификации аминотрансферазами или трансаминазами).

В переносе аминогрупп активное участие принимает кофермент трансаминаз-пиридоксальфосфат-производное витамина В6.

Клиническое значение определения активности трансаминаз.

Ввиду широкого распространения и высокой активности трансаминаз в органах и тканях человека и животных, а также сравнительно низкой величин активности этих ферментов в крови были предприняты попытки определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови при органических и функциональных поражений разных органов.

Для клинических целей наибольшее значение имеют две трансаминазы АсАт и АиАт.

Органические поражения при острых и хронических заболеваниях, сопровождающиеся деструкцией клеток, приводят к выводу трансаминаз из очага поражения в кровь.

Так при инфаркте миокарда уровень АсАт сыворотки крови уже через 3-5 часов после наступления инфаркта резко повышается (в 10- 100 раз). Максимум активности обеих трансаминаз крови приходится на конец первых суток, а уже через 2-3 дня уровень сывороточных трансаминаз возвращается к норме.

При гепатитах также наблюдается гипертрансаминаземия за счет преимущественного повышения уровня АлАт.

Гипертрансаминаземия может иметь место при заболевании других органов ( почки, поджелудочная железа) и при острых отравлениях.Опухоли печени или метастазы опухолей органов в печень характеризуется умеренным повышением трансаминазной активности сыворотки крови.

Повышение уровня трансаминаз сыворотки крови отмечено при обширных травмах, гангрене конечностей, прогрессивной мышечной дистрофии и так далее.

Таким образом, трансаминазный тест сыворотки крови, несомненно, является весьма перспективным лабораторным методом, оказывая врачу большую помощь при постановке диагноза болезней сердца, печени, скелетной мускулатуры и других органов.