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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.