Общие пути обмена аминокислот.
Пути распада аминокислот до конечных продуктов можно разделить на 3 группы:
Пути распада, связанные с превращением NH2-групп.
Декарбоксилирование
-СООН
групп.Превращения углеродного скелета аминокислот.
Превращение
-аминогрупп
аминокислот.
В тканях организма происходит отщепление аминогрупп с образованием аммиака. Этот процесс называется дезаминированием. Возможны 4 типа дезаминирования:
Восстановительное
R-CH-COOH
R-CH2-COOH
+ NH3
|
NH2
Гидролитическое
R-CH-COOH
R-CH-COOH
+ NH3
| |
NH2 OH
Внутримолекулярное
R-CH2-CH-COOH
R-CH=CH-COOH
+ NH3
|
NH2
Окислительное
R-CH-COOH
R-C-COOH
+ NH3
| ||
NH2 O
Окислительное дезаминирование бывает 2 видов: прямое и непрямое (трансдезаминирование).
Прямое окислительное дезаминирование осуществляется оксидазами. В качестве кофермента содержат ФМН или ФАД. Продуктами
реакции являются кетокислоты и аммиак.
Трансдезаминирование – основной путь дезаминирования аминокислот. Трансдезаминирование проходит в 2 этапа.
Первый
– трансаминирование – перенос аминогруппы
с любой аминокислоты на
-кетокислоту
без промежуточного образования аммиака;
Второй – собственно окислительное дезаминирование.
В результате первого этапа аминогруппы «собираются» в составе глутаминовой кислоты. Второй этап связан с окислительным дезаминированием глутаминовой кислоты.
Трансаминирование аминокислот было открыто советскими учеными Браунштейном и Крицман (1937г).
R R1 R R1
| | | |
HC-NH2
+ C=O
C=O
+ HC-NH2
| | | |
COOH COOH COOH COOH
Реакция трансаминирования обратима, она катализируется ферментами – аминотрансферазами.
Акцептором
аминогрупп в реакциях трансаминирования
являются три
-
кетокислоты: пируват, оксалоацетат,
2-оксоглутарат. Наиболее часто акцептором
NH2-групп
служит 2-оксоглутарат (
-кетоглутарат),
реакция приводит к образованию
глутаминовой кислоты:
СН3 COOH CH3 COOH
| | АЛТ | |
НСNH2
+ CH2
C=O + (CH2)2
| | | |
COOH CH2 COOH CHNH2
| |
C=O COOH
| глутамат
COOH
Аминотрансферазы содержат в качестве кофермента производные пиридоксина (витамин В6) – пиридоксаль-фосфат и пиридоксамин-фосфат.
(Механизм реакции трансаминирования с участием пиридоксальфосфата – учебник.)
Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты.
Биологический смысл реакций трансаминирования состоит в том, чтобы собрать аминогрупы всех распадающихся аминокислот в составе одной аминокислоты – глутаминовой. Глутаминовая кислота поступает в митохондрии клеток, где происходит второй этап трансдезаминирования – собственно дезаминирование глутаминовой кислоты. Реакция катализируется глутаматдегидрогеназой, которая в качестве кофермента содержит НАД+ или НАДФ+.
COOH СООН
| |
(
CH2)2
(CH2)2
| |
CHNH2 НАД НАДН+Н+ C=O
| |
COOH COOH
Клиническое значение определения активности трансаминаз.
Для клинических целей определяют активность АлТ и АсТ, которые катализируют следующие реакции:
Аспартат
+
-кетоглутарат
оксалоацетат
+ глутамат
Аланин
+
-кетоглутарат
пируват
+ глутамат
В сыворотке крови здоровых людей активность этих трансаминаз ниже, чем в органах. При поражении органов наблюдается выход трансаминаз из очага поражения в кровь. Так, при инфаркте миокарда уровень АсТ сыворотки крови уже через 3-5 ч после наступления инфаркта повышается в 20-30 раз. При гепатитах повышается более умеренное и затяжное.
Декарбоксилирование аминокислот.
Процесс отщепление карбоксильной группы в виде СО2 называется декарбоксилированием и приводит к образованию биогенных аминов, которые оказывают фармакологическое действие на физиологические функции человека.
Серотонин обладает сосудосуживающим действием, участвует в регуляции артериального давления, t тела, дыхания, медиатор нервных процессов.
Дофамин- предшественник катехоламинов.
гистидин гистамин
Гистамин обладает сосудорасширяющим действием. Он образуется в области воспаления, участвует в развитии аллергических реакций.
НООС-(СН2)2-СН-СООН
СН2-СН2-СН2-СООН
| |
глутамат
NH2
NH2
-аминомасляная
кислота (ГАМК)
ГАМК является тормозным медиатором. В лечебной практике используется при лечении эпилепсии (резкое сокращение частоты припадков).
Орнитин декарбоксилируясь дает диамин – путресцин, а лизин – кадаверин.
СН2-СН2-СН2-СН-СООН
СН2-СН2-СН2-СН2-NH2;
| | |
NH2 NH2 NH2
CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH
СН2-СН2-СН2-СН2-CH2-NH2
| | |
NH2 NH2 NH2
В организме биогенные амины подвергаются реакции окислительного дезаминирования с образованием альдегидов и аммиака. Процесс осуществляется при участии моноаминооксидаз.
Схематически механизм трансдезаминирования можно представит так:
Пути превращения аминокислот в печени.
Включение углеродных скелетов аминокислот в цикл лимонной кислоты.
