4. Дезаминирование аминокислот, виды дезаминирования.

Основная масса аминокислот, не использованных для нужд орга­низма, подвергается в основном в печени и почках оконча­тельному распаду, процессу, называемому дезаминированием. Дезаминирование может идти несколькими путями: а) восстановительным

Аминокислота Жирная кислота

б) гидролитическим

в) внутримолекулярным

г) в животном организме наиболее часто распад аминокислот идет окислительным дезаминированием.

Этот путь окисления протекает под влиянием оксидаз α-аминокислот, но оксидазы всех α-аминокислот (за исключением оксидазы глутаминовой кислоты, называемой глутаматдегидрогеназой) при физиологиче­ских значениях рН не активны. Поэтому окислительному дезаминированию подвергается только глутаминовая кислота, другие аминокислоты, которые должны распасться, вначале в результате переаминирования (трансаминирования) должны превратиться в глутаминовую кислоту. Следовательно, окис­лительное дезаминирование в животном организме протекает в два этапа и поэтому называется непрямым дезаминированием: 1 этап — переаминирование (трансаминирование), в ре­зультате которого образуется глутаминовая кислота. На этой стадии катаболизма происходит перенос α-аминогрупп любой аминокислоты к α-кетоглутаровой кислоте. А затем образовавшаяся глутаминовая кислота окисляется и дезаминируется.

Таким образом, в результате всех видов дезаминирования образуется безазотистый остаток аминокислот (в виде кетокислот, гидрооксикислот, предельных и непредельных жирных кислот) и аммиак.

5. Использование безазотистых остатков аминокислот

В процессе катаболизма углеродного скелета происходит образование семи продуктов: пирувата, ацетил-КоА, ацетоацетил-КоА, -кетоглутарата, сукцинил-КоА, фумарата и оксалоацетата. Указанные продукты вступают в промежуточный метаболизм и используются в процессах глюконеогенеза, липонеогенеза или окисляются в ЦТК и БО с выделением энергии и образованием углекислого газа и воды, а могут использоваться вновь на синтез заменимых аминокислот

Использование:

- ПВК: в реакциях переаминирования; через глицерофосфат на образование липидов; путем окислительного декарбоксилирования образуется АУК, который окисляется в ЦТК, БО с образованием энергии, либо идет на синтез холестерина, кетоновых тел, СЖК.

- ЩУК: как субстрат в ЦТК; в реакциях переаминирования; на глюконеогенез; в челночных механизмах; для синтеза СЖК.

- α– кетоглютарата: на восстановительное аминирование с образованием заменимых аминокислот; как субстрат ЦТК; в реакциях переаминирования.

- фумаровой кислоты: субстрат ЦТК

- сукцинил-КоА: субстрат ЦТК; на синтез гема

- ацетоуксусной кислоты: на синтез кетоновых тел и СЖК;на образование АУК.

6.Превращения аммиака.

Образование аммиака

В малых концентрациях аммиак является физиологическим раздражителем, а в больших - ядовит. Поэтому утилизация и удаление аммиака является жизненно важным процессом.

А) Аммиак используется для образования соответствующих амидов. Реакция носит название амидирование. В организме человека процесс амидирования происходит с глутаминовой и, реже с аспарагиновой, кислотами. Нетоксичные глутамин (глн) и аспарагин (асн), образовавшиеся в тканях, с то­ком крови приносятся в печень, где подвергаются дезамидированию, т. е. распадаются на аммиак и соответствующую дикарбоновую кислоту, прямая и обратная реакции протека­ют с затратой энергии АТФ.

Следовательно, образование амидов - это временное обез­вреживание аммиака и его транспортной формы. Кроме того, образование амидов можно считать не только временным обезвреживанием, но и утилизацией аммиака,

т. к. образовавшиеся глн и асн могут быть использованы как строительные блоки для синтеза белков, могут служить источником аминогрупп для синтеза гексозаминов, идти на синтез пуриновых и пиримидиновых оснований.

Б) В почках часть образовавшегося аммиака идет на ней­трализацию кислых продуктов и выводится из организма в виде аммонийных солей.

Образование аммонийных солей име­ет большое значение: избыток органических и минеральных кислот выводится из организма в виде солей аммония, что сберегает для организма важные ионы натрия, калия, каль­ция, а также эта реакция используется организмом для поддержания кислотно-основного состояния.

В) Часть аммиака взаимодействует с α-КГ с образованием глутаминовой кислоты, т. е. участвует в реакциях восстановительного аминирования:

α – кетоглутаровая α -иминоглутаровая α- аминоглутаровая

Из глутаминовой кислоты путем переаминирования могут синтезироваться другие заменимые аминокислоты.

Восстановительное аминирование является:

а) одним из путей обезвреживания аммиака;

б) одним из путей образова­ния заменимых АК;

в) эта реакция лежит в основе токсического эффекта аммиака. α-КГ кислота в повышенном количестве, связываясь с аммиаком, удаляется из ЦТК, что приводит к торможению цикла, ацетил-КоА не окисляется, образуются кетоновые те­ла, что ведет к кетоацидозу;

г) Освободившийся аммиак в пе­чени используется на синтез мочевины.

Синтез мочевины

Образование мочевины в печеночных клетках осуществля­ется согласно теории Кребса (предложена теория образования мочевины в 1932 году Кребсом, Хенселайтом). Ее еще называют орнитиновый цикл или цитруллиновая теория. Синтез состоит из 5 этапов:

1. Образование карбомоилфосфата осуществляется в ми­тохондриях:

из конечных продуктов обмена ( СО₂, Н₂О, и NН₃) требуется энергия

двух молекул АТФ.

2. Образование цитруллина происходит тоже в митохондриях. Все остальные реакции идут в цитоплазме.

3. Образование аргининянтарной кислоты, для этого этапа требуется еще одна АТФ для проведения реакции конденсации цитруллина с аспарагиновой кислотой. В резльтате образуется аргининянтарная кислота.

4. Образование аргинина происходит при отщеплении от аргининянтарной кислоты фумарата.

5. На последнем этапе под действием аргиназы осуществляется гидролиз аргинина и образование мочевины, которая вначале будет в енольной форме, затем переходит в кетоформу.

Общая схема образования мочевины

3АТФ 3АДФ

NН₃ + СО₂ + ЗН₂О + асп мочевина + фумарат+ 3Н₃РО₄

Один из азотов молекулы мочевины поставляется свободной молекулой аммиака, а другой — из аспартата. Аммиак в большом количестве образуется из глутамата (за счет окислительного дезаминирования) и аспарагиновая кислота тоже образуется из глутаминовой кислоты (за счет трансаминирования оксалоацетата). Та­ким образом, оба атома азота молекулы мочевины происхо­дят из глутаминовой кислоты, которая в свою очередь собирает азот от различных аминокислот.

Таким образом, синтез мочевины – это основной и окончательный путь обезвреживания аммиака, она является конечным продуктом обмена белков. Синтез одной молекулы мочевины требует затраты 3 АТФ.