Вопрос 51. С помощью какой реакции можно превратить изолейцин в 3-метил-2-пентеновую кислоту? а серин в 2- аминоэтанол?

Ответ. Запишем формулы исходного соединения и продукта в первой реакции.

В идно, что для получения 3-метил-2-пентеновой кислоты из молекулы изолейцина необходимо удалить аминогруппу. Если это проделать, то у второго атома углерода освободится одна связь:

Чтобы между вторым и третьим атомами углерода образовалась двойная связь, необходимо освободить одну связь у третьего атома углерода. При этом метильная группа (–СН₃) в молекуле должна сохраниться. Это можно сделать, отщепив от третьего атома углерода атом водорода:

О

О

1

2

3

4

5

1

2

3

4

5

СН₃–СН₂–СН–СН–С  СН₃–СН₂–С=СН–С

ОН

–Н

ОН

СН₃

СН₃

Т аким образом, чтобы получить 3-метил-2-пентеновую кислоту, молекула изолейцина должна потерять аминогруппу и атом водорода. В свободном виде эти частицы неустойчивы и образуют молекулу аммиака NН₃. Отщепление молекулы аммиака от аминокислоты с образованием непредельной кислоты являются признаками протекания реакции внутримолекулярного дезаминирования (см. вопрос 36). Окончательно уравнение реакции можно записать следующим образом:

Т еперь запишем формулы серина и 2- аминоэтанола:

Сравнивая эти формулы, приходим к выводу, что для решения поставленной задачи необходимо удалить атом углерода и два атома кислорода карбоксильной группы. Таким образом, в ходе реакции серин теряет эту функциональную группу. Поэтому такая реакция называется реакцией декарбоксилирования, карбоксильная группа отщепляется в виде оксида углерода (IV).

В организме декарбоксилирование - аминокислот протекает в присутствии специальных ферментов – декарбоксилаз. Уравнение реакции можно записать следующим образом:

Вопрос 52. Какое соединение образуется в результате восстановительного дезаминирования серина и окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты? Будут ли различаться продукты окислительного дезаминирования in vivo (в организме) и in vitro (в пробирке)?

Ответ. При восстановительном дезаминировании - аминокислот аминогруппа во втором положении замещается на атом водорода. Ещё один атом водорода присоединяется к аминогруппе с образованием молекулы аммиака:

В результате получается 3-гидроксипропановая кислота.

Окислительное дезаминирование - аминокислоты в живом организме происходит в две стадии. На первой стадии под действием ферментов-дегидрогеназ осуществляется дегидрирование (отщепление водорода) исходной - аминокислоты с образованием иминокислоты. На второй стадии в результате гидролиза иминокислоты (взаимодействие с водой) получается - кетокислота и аммиак. Для глутаминовой кислоты эти стадии можно записать следующим образом:

В лабораторных условиях окислительное дезаминирование осуществляют с помощью азотистой кислоты. При этом образуются - гидроксикислоты и выделяется газообразный азот: