Непрямое окислительное дезаминирование (трансдезаминирование).

Включает в себя 2 этапа и активно идет во всех клетках организма.

• Первый этап.

Трансаминирование - реакция переноса α-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминокислота

В результате трансаминирования свободные аминокислоты теряют NH₂- группы и превращаются в соответствующие кетокислоты. Далее их кетоскелет катаболизирует специфическими путями и вовлекается в ЦТК и тканевой дыхание, где сгорает до СО₂ и Н₂О. При необходимости (стресс, голод) углеродные кетоскелет может использоваться для синтеза глюкозы в глюконеогенезе.

Эту реакцию катализируют ферменты под названием трансаминазы (аминотрансферазы).

Коферментом всех трансаминаз является активная форма витамина В₆ - пиридоксальфосфат (фосфопиридоксаль).

• Второй этап состоит в отщепление аминогруппы от «аминокислоты-2» - дезаминирование. В организме человека дезаминированию подвергается только глутаминовая кислота. Второй этап осуществляется НАД зависимой- глуматдегидрогеназой.

В организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислот, и только она подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака и а-кетоглутаровой кислоты.

Учитывая тесную связь обоих этапов, непрямое окислительное дезаминирование называют трансдезаминированием.

Аминотрансферазы обладают субстратной специфичностью к разным аминокислотам. В тканях человека обнаружено более 10 разных аминотрансфераз.

АЛТ – аланинаминотрасфераза (АлАТ) катализирует реакцию трансаминирования между аланином и α-кетоглутаратом. Локализован этот фермент в цитоплазме клеток многих органов, но наибольшее его количество обнаружено в клетках печени.

ACT - аспартатаминотрансфераза (АсАТ) катализирует реакцию трансаминирования между аспартамом и α-кетоглутаратом. В результате образуются оксалоацетат и глутамат. ACT имеет как цитоплазматическую, так и митохондриальную формы. Наибольшее его количество обнаружено в клетках сердечной мышцы.

Так как наибольшее количество АЛТ и ACT сосредоточено в печени и миокарде, а содержание в крови очень низкое, можно говорить об органоспецифичности этих ферментов.

Следует отметить, что эти ферменты являются внутриклеточными. То есть, они преимущественно локализованы в клетке, а не в крови. При определенных патологиях количество ферментов может увеличиваться в крови, что будет свидетельствовать о нарушении целостности клеток.

Существует коэффициент де Ритиса у здоровых лиц АСТ/АЛТ в плазме крови = 1,33±0,42 или 0,91-1,75; при инфаркте резко возрастает, при гепатитах понижается до 0,6.

Биологическое значение трансдезаминировония:

Реакции трансаминирования играют большую роль в обмене аминокислот. Поскольку этот процесс обратим, ферменты аминотрансферазы функционируют как в процессах катаболизма, так и биосинтеза аминокислот.

Трансаминирование - заключительный этап синтеза заменимых аминокислот из соответствующих α-кетокислот, если они в данный момент необходимы клеткам. В результате происходит перераспределение аминного азота в тканях организма. Трансаминирование - первая стадия дезаминирования большинства аминокислот, т.е. начальный этап их катаболизма. Образующиеся при этом кетокислоты окисляются в ЦТК или используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел. При трансаминировании общее количество аминокислот в клетке не меняется.

Коллекторная функция а-кетоглутаровой кислоты для групп –NH₂ от аминокислот и передача их в цикл биосинтеза мочевины.

КЕТОГЕННЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ: лейцин, лизин, триптофан). Они могут прямо трансформироваться в жирные кислоты или в кетоновые тела.

5. Судьба аммиака в организме. Механизмы токсичности аммиака. Роль дикарбоновых аминокислот в транспорте и превращении аммиака в организме. Пути обезвреживания аммиака в организме: образование аммонийных солей, восстановительное аминирование а-кетокислот в организме, образование амидов дикарбоновых кислот, синтез мочевины.

Образующийся при дезаминировании аминокислот аммиак токсичен и должен быть выведен из организма.

В крови концентрация аммиака не превышает 0,02-0,04 ммоль/л

Раздражение ЦНС при концентрации выше 0,0 ммоль/л приводят к рвоте, судорогам, потери сознания и в конечном итоге смерти.

Аммиак способствует алкалозу (смещение рН крови в щелочную сторону), связывая протоны водорода.

Способствует восстановительному минированию а-кетокислот; из-за снижения –кетокислот тормозятся реакции трансаминирования, ЦТК, подавление дыхания, образования АТФ, что приводит к усиленю синтеза кетоновых тел из ацетил-КоА в печени.

Стимулирует синтез глутамина в нервной ткани (отек ЦНС) и снижается образование ГАМК.

Как же организма справляется с аммиаком?

Механизмы обезвреживания аммиака:

1. Образование аммонийных солей NH₄Cl, (NH₄)₂ (0,5 г/сут), которые выводятся из организма с мочой. при ацидозе из образование усиливается, что сберегает для организма катиона Na⁺, К⁺;

2. Восстановительное аминирование (реаминирование) и трансаминирования а-кетокислот – является механизмом обезвреживания аммиака и одновременно вариантом биосинтеза заменимых аминокислот из а-кетокислот, которые могут быть образованы при окислении глюкозы.

Вид аминирования при котором карбонильная группа замещается на амин через промежуточный имин.

3. Образование амидов дикарбоновых кислот – важный путь обезвреживания аммиака в тканях мозга, скелетных мышц и печени, откуда он (в составе глутамина и аспарагина) поступает в кровь, а затем в печень и почки, где превращаются в мочевину и соли аммония, которые удаляются с мочой. Ферментами служат глутаминсинтетаза и глутаминаза.

4. Биосинтез мочевины (NH₂-CO-NH₂):

- это циклический процесс, в котором важную роль выполняют орнитин-цитруллин и аргинин.

- механизмы биосинтеза карбамоилфосфата; Фермент- карбамоиофосфатсинетаза-I.

6. Синтез мочевины. Источники азота в молекуле мочевины. Энергетические затраты на образование молекулы мочевины. Связь орнитинового цикла и ЦТК. Причины возникновения гипераммониемий, роль печени и почек в механизме обезвреживания аммиака. Диагностическое значение и принцип метода определения мочевины в сыворотке крови.

Катаболизм аминокислот в тканях происходит постоянно со скоростью ∼100 г/сут. При этом в результате дезаминирования аминокислот освобождается большое количество аммиака. Аммиак является ядом прежде всего для ЦНС, поэтому в организме человека он превращается в хорошо растворимое нетоксичное соединение – мочевину.