Белковый обмен. Факторы полноценности белка. Состав желудочного сока. Механизм секреции HCl, страница 5

Пути утилизации аминокислот.

1. Бисинтез белка. (В основном)

2. Синтез олигопептидов (мембраны, статины ГТ).

3. Биогенные амины.

4. NH3, порфирины.

5. Мочевина.

6. Креатин, креатифосфат.

7. Азотистые основания.

8. Холин, этаноламин.

9. Аминоспирты (глюкозоамин).

10. Никотинамид.

11. Гем.

12. Гормоны.

13. Глутатион.

14. Желчные кислоты.

15. Реакции обезвреживания и энергообмена.

Кроме индивидуальных путей обмена, известен ряд превращений, общий почти для всех а/к. Это реакциии:

1) на радикал (R): - гидроксилирование;

-  разрыв радикала;

- циклизация.

2) На COOH-группу: - декарбоксилирование (образование  биогенных аминов );

-  амидирование.

3) На NH2-группу: дезаминирование 4-х типов:

1. Восстановительное дезаминирование.

+2H+

R-CH-COOH -----> R-CH2-COOH + NH3

NH2

2. Окислительное дезаминирование.

[O]

R-CH-COOH ------> R-C-COOH + NH3

NH2               =

O

3. Гидролитическое дезаминирование

HOH

R-CH-COOH -------> R-СH-СООH + NH3

NH2                OH

4. Внутримолекулярное дезаминирование.

R-CH2-CH-COOH ------> R-CH=CH-COOH + NH3

NH2

Трансаминирование аминокислот.

Окислительное дезаминирование (прямое).

-2H+             +H2O

R-CH-COOH -----> R-C-COOH ------> R-C-COOH + NH3

окси-   =                =

NH2     даза    NH               O

Первая стадия является ферментативной с образованием  промежуточного продукта - иминокислоты, которая спонтанно,  без  участия фермента, распсдается на аммиак и альфа-кетокислоту.

Этот тип реакций наиболее распрастранен в тканях.

COOH    НАД+       COOH     +HOH      COOH

(CH2)2   ----->    (CH2)2  ------->   (CH2)2

CH-NH2 -НАД.Н2     C=NH    -NH3       C=O

COOH   <------     COOH  <-------     COOH

имноглу-             альфаГЛУ               таровая               КТК

к-та

Первая стадия катализируется ферментом  глутаматдегидрогеназой (анаэробный фермент). Вторая стадия протекает спонтанно.

Реакция обратима : ----> окислительное дезаминирование,

<----  восстановительное аминирование.

В последней реакции ГДГ (глутаматдегидрогеназа)  работает  в режиме синтеза. Это олигомерный фермент, состящий из  6  субъединиц, проявляющий свою активность только в мультимерной форме. При диссоциации ГДГ на субъединицы (в присутсвии  НАД.Н2,  ГТФ,  стероидных гормонов) она теряет  свою  глутаматдегидрогеназную  функцию, но приобретает способность дезаминировать другие а/к  (аланин). Это свидетельствует о том, что ГДГ - регуляторный, аллостерический фермент.

Все остальные а/к могут окисляться и дезаминироваться только непрямым путем (т. е. через дополнительную стадию трансаминирование). Коферментом трансаминаз (ферментов,  катализирующих  стадию трансаминирования) является фосфрилированная форма VitВ6 -  пиридоксальфосфат, который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксаминфосфат:

CH3         COOH     ПФ          CH3       COOH       прямое

CH-NH2  +  (CH2)2   ------>      C=O   +   (CH2)2     ------->

COOH        C=O     <-------     COOH      CH-NH2    дезаминиCOOH     АлАТ                  COOH      рование аланин     альфа-КТК              ПВК       ГЛУ

Т. о. непрямое окислительное дезаминирование = трансаминирование + прямое окислительное  дезаминирование.  (Непрямое  окисл.

дезаминир. необходимо, т. к. L-оксидазы а/к работают  только  при

pH = 10, но pH организма = 7,4).

Механизм трансаминирования:

1.

R1           O     -H2O     R1                   R1

│            ║    ------>   │            ----->  │

CH-NH2 +     CH   <------   CH - N = CH <-----   C = N - CH2

│            │     +H2O     │        │           │       │

СOOH         ПФ             COOH     ПФ          COOH    ПФ

а/к      поиридок-           альдимин             кетимин садьфосфат                шиффовы основания

+H2O

----->

<------H2O

Теория Браунштейна (непрямого  окислительного  дезаминирования).

По этой теории все или почти все природные а/к сначала  реагируют с альфа-КТК в реакциях  трансаминирования  с  образованием

ГЛУ и соответствующей кетокислоты,  а  образовавшаяся  затем  ГЛУ

подвергается  прямому  окислительному  дезаминированию  под  действием ГДГ: (т. е. по этой теории все а/к подвергаются  дезаминированию непрямым путем только через стадию образования глутамата):

любая а/к               альфа-КТК         НАД.Н2 + NH3

любая кетокислота        ГЛУ              НАД+ + HOH

трансаминазы      ГДГ (НАД-зависимая)

Поскольку обе реакции; и трансаминрование и прямое дезаминирование обратимы, то создаются условия для синтеза любой а/к, если в организме имеются cоответствующие кетокислоты. Организм  человека не наделен способностью синтезировать  углеводные  скелеты

(т. е. альфа-кетокислоты) незаменимых а/к. Этой способностью  обладают растения. Т. о. можно сказать что путь  синтеза  заменимых а/к в организме - это непрямое окислительное дезаминирование, запущенное в обратном направлении:

+NH3; + НАДФ.Н2     кетокислота альфа-КТК -------------> ГЛУ ---------> альфа-КТК + а/к

- HOH; - НАДФ          ПФ

ГДГ (НАДФ-зависимая)   трансаминаза

Этот процесс называется трансреаминированием. Более  подробно механизм этого прцесса можно представить так:

схема

Существует  еще  один  механизм  непрямого   дезаминирования альфа-а/к, при котором ГЛУ, АСП и АМФ выполняют роль системы  переноса NH2-группы:

О2      малат

ЩУК       фумарат     H2O

АК      ГЛУ    АСП    АМФ    NH3

альфа-КГ          ИМФ

Т. о. выше надо было сказать, что ГДГ выполняет следующие функции:

1. Осуществляет связь а/к обмена с ЦТК через альфа-КТК.

2. Обеспечивает связывание аммиака.

3. Обеспечивает синтез всех заменимых а/к.

4. Обеспечивает перекачку протонов с НАД.Н на НАДФ.Н

Клиническое значение определения активности трансаминаз.