6.1.2. Распад белков и аминокислот
Главный путь распада – гидролиз. Протекает в лизосомах, где сосредоточены гидролитические ферменты.
Гидролиз
частичный (неполный) – до пептидов |
полный – до аминокислот |
Превращения аминокислот
Известны три типа превращений аминокислот в организме:
1) реакции по аминогруппе;
2) реакции по карбоксильной группе;
3) реакции по радикалу.
Реакции по аминогруппе.
Наиболее важная из них – дезаминирование. Может идти четырьмя путями:
а) окислительное дезаминирование (наиболее распространено):
б) восстановительное дезаминирование:
в) гидролитическое дезаминирование:
г) внутримолекулярное дезаминирование:
По современным представлениям другие аминокислоты дезаминируются в результате переаминирования -кетоглутаровой кислоты:
Реакции по карбоксильной группе:
а) декарбоксилирование
Примеры:
б) образование аминоациладенилатов (присоединение аминокислоты к АТФ):
Аминоациладенилат взаимодействует с акцептирующим стеблем тРНК с образованием аминоацил-тРНК и адениловой кислоты:
Реакции по радикалу (обеспечивают переход одних аминокислот в другие):
а) окисление фен
б) гидролиз арг
в) превращения орн
- окислительное дезаминирование с образованием глу
- циклизация и восстановление с образованием про
г) тре гли (под действием фермента – треонинальдолазы)
Конечные продукты распада аминокислот
В результате распада аминокислот возникают амины, кетокислоты и другие органические соединения, которые претерпевают дальнейшие превращения до СО2 и Н2О.
R-CH2-NH2 + H2O + O2 R-COOH + NH3 + H2O2
RCOOH
+ H2O
R-COOH
+ H+
Таким образом, конечными продуктами распада аминокислот являются вода, углекислый газ и аммиак. Из этих веществ наиболее вреден для большинства живых организмов аммиак, в чистом виде (или в виде ионов NH4+) его могут выводить из организма лишь некоторые обитатели гидросферы: медицинская пиявка, крабы, беззубка, речной рак и др. Остальные организмы, как правило, переводят аммиак в безвредные вещества: асн, глн и мочевину. Например,
Амидирование асп и глу может происходить не только по концевой СООН-группе, но и по боковой. Утилизация аммиака возможна не только этими отдельными аминокислотами, но и концевой СООН-группой белковой молекулы.
Мочевина – основной конечный продукт белкового обмена у многих животных (дождевой червь, лягушка, акула, черепаха, все млекопитающие). Ее биосинтез протекает в печени (М. В. Ненцкий, И. П. Павлов). Цепочка реакций, приводящих к образованию мочевины, называется орнитиновым циклом.
Основные конечные продукты белкового обмена у отдельных групп животных
Животные |
Гл. конечный продукт белкового обмена |
Аммониотелические животные |
|
Водные беспозвоночные Костистые рыбы Крокодилы
Эмбрионы амфибий |
NH3, аминокислоты (до 25 %) NH3, небольшое количество (NH2)2СО NH3, небольшое количество мочевой кислоты (формулу см. ниже) NH3 |
Уреотелические животные |
|
Взрослые амфибии Млекопитающие Черепахи |
(NH2)2CO (NH2)2CO (NH2)2CO |
Урикотелические животные |
|
Насекомые ящерицы Змеи Птицы |
мочевая кислота*:
|
* Источником мочевой кислоты у человека является мясо (богатое пуриновыми основаниями), мочевая кислота накапливается в хрящах, сухожилиях, суставных сумках и вызывает у человека подагру.