Декарбоксилирование аминокислот.
Общая схема процесса декарбоксилирования:
R-CH-COOH ---> R-CH2-NH2 + CO2
│
NH2
В живых организмах открыто 4 типа декарбоксилирования:
1. Альфа-декарбоксилирование (отщепляется COO-группа стоящая по соседству с альфа-углеродным атомом.
альфа
R-CH-COOH ---> R-CH2-NH2
│
NH2
2. ........- декарбоксилирование (характерно для микробов).
Таким путем из АСП образуется альфа-аланин.
HOOC-CH2-CH-COOH -----> CH3-CH-COOH
│ -CO2 │
NH2 NH2
аспартат аланин
3. Декарбоксилирование, связанное с трансаминированием.
R1 R2 R1 R2
│ │ │ │
CH-NH2 + C=O ------> C=O + CH-NH2
│ │ - CO2 │ │
COOH COOH H COOH
альдегид новая а/к
4. Декарбоксилирование, связанное с конденсацией молекул.
R1 R2 R1
│ │ │
CH-NH2 + CO-S-КоА ------> CH-NH2 + HSКоА
│ - CO2 │
COOH CO-R2
У Peptococcus glicinophilus открыта еще одна реакция декарбоксилирования, сопряженная с генерацией энергии АТФ. Этот анаэробный (механизм) организм утилизирует ГЛИ в качестве единственного источника углерода, превращая его ацетат:
2 СH2-COOH 2 НАД + АДФ + Фн + 2 HOH ---> 2 CO2 + 2 NH3 +
│ +
NH2
+ CH3COOH + АТФ + 2 НАДН2.
Реакции декарбоксилирования в отличие от других процессов обмена а/к являются необратимыми.
Они катализируются специфическими ферментами - декарбоксилазами а/к, каждая из которых состоит из белковой части и прстетической группы, представленной пиридоксальфосфатом.
Исключение составляют гистидин декарбоксилаза Micrococcus и
Laktobacillus и S-аденозилметионин декарбоксилаза E. coli, содержащие вместо ПФ остаток ПВК. Но эти декарбокислазы в животных тканях содержат ПФ.
ур-ие
В животных тканях с высокой скоростью протекает реакция декарбокислирования гистидина, катализируемая специфической гистидиндекарбоксилазой:
ур-ие
Гистамин - вазодиметатор, образуется в области воспаления:
вызывая расширения сосудов в очаге воспаления, тем самым ускоряет приток лейкоцитов, участвует в секреции HCl, имеет прямое отношение к сенсибилизации и десенсибилизации, является медиатором боли.
В животных тканях с высокой скоростью декарбоксилируются цистеиновая и цестеинсульфиновая кислоты.
CH2-SO2H CH2-SO3H
│ [O] │
CH-NH2 -----> CH-NH2
│ │
COOH COOH
цистеин- цистеиновая к-та сульфиновая к-та
│___ CO2 │____ CO2
│ │
CH2-SO2H [O] CH2-SO3H
│ -----> │
CH2-NH2 CH2-NH2
гипотаурин таурин (используется для синтеза парных желчных к-т).
Недавно были открыты 2 фермента, катализирующих декарбоксилирование орнитина и S-аденозилметионина:
CH2-NH2 CH2-NH2
│ │
(CH2)2 ------> (CH2)2
│ - CO2 │
СH-NH2 │ CH2-NH2
│ │ нутресцин
COOH │
орнитин │
орнитиндекарбоксилаза ур-ие
Эти продукты используются для синтеза полиаминов: спермидина и спермина, которые необходимы для регуляции биосинтеза НК и белка.
Однако накопление биогенных аминов может отрицательно сказаться на физиологическом статусе. Поэтому в организме существуют специальные пути их обезвреживания, которые в общем виде сводятся к окислитнльному дезаминированию с образованием альдегидов и аммиака:
+ O2
R-CH2-NH2 + H2O ----> R-C=O + NH3 + H2O2
│ │ │ │
│ H H2O+O2
моноаминооксидазы
(ФАД - содержащий фермент регулирует скорость биосинтеза и распада биогенных аминов)
Существуют также диаминооксидазы, но они изучены мало.
Метаболизм серина и глицина.
Глицин - единственная а/к у которой отсутсвует ассиметрический атом углерода.
В результате распада 20 а/к образуется 7 молекул:
- ацетил КоА - фумарат
- ацетоацетил КоА - сукцинил КоА
- ПВК - ЩУК.
- альфа-КТК
Те а/к, которые не идут на биосинтез белка, не могут запасаться и идут на образование интермедиаторов промежуточного обмена.
Гли и Сер - заменимые а/к, синтезируются из метаболитов гликолиза:
CH2-O-PO3H2 СH2-O-PO3H2
│ НАД+ НАД.Н2 │ ГЛУ альфа-КТК
CH-OH -----------> C=O ------------>
│ 3-фосфоглицерат- │ трансаминирование
COOH дегидрогеназа COOH
3-фосфоглице- 3-фосфоокси-ПВК
риновая к-та
CH2-O-PO3H2 СH2-OH
│ │ B6 ----->
----> CH-NH2 ------> CH-NH2 ------> ПВК <----- Ала
│ - Фн │ - NH3
COOH фосфотаза COOH
3-фосфосерин серин
Гли связан с серином через ТГФК (тетрагидрофолиевую кислоту).
N5, N10, -СН2OH-ТГФК
CH2-NH2 ----------------> CH2-OH
│ <---------------- │ +ТГФК
COOH сериноксиметилаза CH-NH2
Гли │
COOH
серин
Пути метаболизма.
Глутатион Глицин Пурины
Гиллуровая к-та Белки
Креатин Гл
Треонин Липиды
NH3, CO2 Гем
Серин Желчные к-ты
Оксидаза L-аминокислот глицин не дезаминирует; в тканях открыт специфический флавопротеид - глициноксидаза, которая осуществляет эту реакцию: H
│
CH2-COOH C=O
│ + O2 + HOH -----> │ + NH3 + H2O2
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.