Главная страница
Навигация по странице:

  • Реакция, катализируемая оксидазами D- и L-аминокислот

  • Реакция прямого окислительного дезаминированияглутаминовой кислоты

  • Зачем врачу нужна биологическая химия


    Скачать 6.47 Mb.
    НазваниеЗачем врачу нужна биологическая химия
    АнкорLektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
    Дата21.12.2017
    Размер6.47 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаLektsii_po_Biokhimii_Timin_Oleg_Alexeevich.docx
    ТипДокументы
    #12377
    страница6 из 139
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   139

    Существуют 4 типа дезаминирования


    Превращение аминокислот с участиемNH2-группы сводится к ее отщеплению от углеродного скелета – реакции дезаминирования.

    Типы дезаминирования


    • внутримолекулярное– с образованием ненасыщенной жирной кислоты:

    внутримолекулярное дезаминирование


    • восстановительное– с образованием насыщенной жирной кислоты:

    восстановительное дезаминирование


    • гидролитическое– с образованием карбоновой гидроксикислоты:

    гидролитическое дезаминирование


    • окислительное– с образованием кетокислот:

    окислительное дезаминирование

    У человекаокислительное дезаминирование является основным путем катаболизма аминокислот. Однако такие аминокислоты как серини гистидинмогут терять аминогруппу с использованием других типов дезаминирования, а треонинсразу подвергается прямому расщеплению до глицина и ацетальдегида.

    Катаболизм аминокислот начинается с удаления аминогруппы


    У человека основным способом дезаминирования является окислительное дезаминирование. Выделяют два варианта окислительного дезаминирования: прямоеи непрямое.

    Прямое окислительное дезаминирование


    Прямое дезаминирование катализируется одним ферментом, в результате образуется NH3 и кетокислота. Прямое окислительное дезаминирование может идти в присутствии кислорода (аэробное) и не нуждаться в кислороде (анаэробное).

    1. Аэробное прямое окислительное дезаминирование катализируется оксидазами D-аминокислот (D-оксидазы) в качестве кофермента использующими ФАД, и оксидазами L-аминокислот (L-оксидазы) с коферментом ФМН. В организме человека эти ферменты присутствуют, но практически неактивны.

    реакция d и l-оксидаз
    Реакция, катализируемая оксидазами D- и L-аминокислот

    2. Анаэробное прямое окислительное дезаминирование существует только для глутаминовой кислоты, катализируется только глутаматдегидрогеназой, превращающей глутамат в α-кетоглутарат. Фермент глутаматдегидрогеназа имеется в митохондриях всех клеток организма (кроме мышечных). Этот тип дезаминирования теснейшим образом связан с трансаминированиемаминокислот и формирует с ним процесс трансдезаминирования (см ниже).

    реакция глутамат-дг
    Реакция прямого окислительного дезаминирования
    глутаминовой кислоты






    Непрямое окислительное дезаминирование (трансдезаминирование)


    Непрямое окислительное дезаминирование включает 2 этапа и активно идет во всех клетках организма.

    Первый этап заключается в обратимом переносе NH2-группы с аминокислоты на кетокислоту с образованием новой аминокислоты и новой кетокислоты – этот перенос называется трансаминированиеиего механизм довольно сложен.

    В качестве кетокислоты-акцептора ("кетокислота 2") в организме обычно используется α-кетоглутаровая кислота, которая превращается в глутамат("аминокислота 2").

    трансаминирование
    Схема реакции трансаминирования

    В результате трансаминирования свободные аминокислоты теряют α-NH2-группы и превращаются в соответствующие кетокислоты. Далее их кетоскелет катаболизирует специфическими путями и вовлекается в цикл трикарбоновых кислот и тканевое дыхание, где сгорает до СО2 и Н2О. При необходимости (например, голодание) углеродный скелет глюкогенных аминокислот может использоваться для синтеза глюкозы вглюконеогенезе.

    Второй этап состоит в отщеплении аминогруппы от аминокислоты 2 – дезаминирование. В организме человека дезаминированию подвергается только глутаминовая кислота. Второй этап осуществляется глутаматдегидрогеназой (перейти вверх).

    В организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислота, и только она подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака и α-кетоглутаровой кислоты. Фермент глутаматдегидрогеназаимеется в митохондриях всех клеток организма, кроме мышечных.

    Учитывая тесную связь обоих этапов, непрямое окислительное дезаминирование называюттрансдезаминирование.

    трансдезаминирование
    Схема обоих этапов трансдезаминирования

     

    Если реакция идет в митохондриях печени, аммиак используется для синтеза мочевины, которая в дальнейшем удаляется с мочой. В эпителии канальцев почек реакция необходима для удаления аммиака в процессе аммониегенеза.

    Так как НАДН используется в дыхательной цепи и α-кетоглутарат вовлекается в реакции ЦТК, то реакция активируется при дефиците энергии и ингибируется избытком АТФ и НАДН.

    Роль трансаминирования и трансдезаминирования

    Реакции трансаминирования:

    • активируются в печени, мышцах и других органах при поступлении в клетку избыточного количества тех или иных аминокислот – с целью оптимизации их соотношения,

    • обеспечивают синтез заменимых аминокислот в клетке при наличии их углеродного скелета (кетоаналога),

    • начинаются при прекращении использования аминокислот на синтез азотсодержащих соединений (белков, креатина, фосфолипидов, пуриновых и пиримидиновых оснований) – с целью дальнейшего катаболизма их безазотистого остатка и выработки энергии,

    • необходимы при внутриклеточном голодании, например, при гипогликемиях различного генеза – для использования безазотистого остатка аминокислот в печенидля кетогенеза и глюконеогенеза, вдругих органах – для его прямого вовлечения в реакции цикла трикарбоновых кислот.

    • при патологиях (сахарный диабет, гиперкортицизм) обуславливают наличие субстратов дляглюконеогенеза и способствуют патологической гипергликемии.

    Продукт трансаминирования глутаминовая кислота:

    • является одной из транспортных форм аминного азота в гепатоциты,

    • способна реагировать со свободным аммиаком, обезвреживая его.

    Процесс трансдезаминирования идет в организме непрерывно, потому что:

    • сопряженные реакции трансаминирования и дезаминирования создают поток лишнего аминного азота из периферических клеток в печень для синтеза мочевины и в почки для синтеза аммонийных солей.


    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   139


    написать администратору сайта