Вопрос 80

Дезаминирование аминокислот: прямое, непрямое. Виды прямого дезаминирования. Окислительное дезаминироавние. Оксидазы L-аминокислот. Глутаматдегидрогеназа. Схема реакции, кофактор, регуляция процесса.

Дезаминирование аминокислот –

реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака.

• Прямое дезаминирование – отщепление аминогруппы в виде аммиака.

Происходит в 1 стадию с участием одного фермента (подвергаются глу, гис, сер, тре, цис).

• Непрямое дезаминирование – дезаминирование в 2 стадии с участием нескольких ферментов. Характерно для многих АК, т.к. не способны к прямому дезаминированию (нет ферментов).

Виды прямого дезаминирования АК:

1. Окислительное (самый активный)

2. Неокислительное

3. Внутримолекулярное

4. Восстановительное

5. Гидролитическое

Окислительное дезаминирование – наиболее активно в тканях происходит

дезаминирование глутаминовой кислоты.

Фермент: глутаматдегидрогеназа –олигомер, состоит из 6 субъединиц

• Кофермент – NAD⁺

• Активна почти во всех тканях, кроме мышц

Механизм реакции: она протекает в 2 этапа

1. Ферментативное дегидрирование глутамата и образование α-иминоглутарата.

2. Неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде NH3

Окислительное дезаминирование глутамата – обратимая реакция и при повышении

концентрации NH3 может протекать как восстановительное аминирование α-КГ

• Аллостерические ингибиторы ГДГ- АТФ, Г ТФ, НАДН.

Вызывают диссоциацию фермента и его инактивацию

• Аллостерические активаторы ГДГ- АДФ +может индуцироваться кортизолом

Биологический смысл активности ГДГ: сбор аминогрупп распадающихся АК в

составе глутамата с последующим его дезаминированием в митохондриях для протекания процесса синтеза мочевины.

Оксидазы также способны дезаминировать АК, но их вклад незначителен, т.к. оптимум действия лежит в щелочной среде (а для Д-оксидазы просто мало сусбтрата)

L-оксидаза	D-оксидаза
В почках и печени Кофактор: ФМН Стереоспецифичность: действует на L-аминокислоты Оптимум рН действия – 10,0 Ковалентная связь кофактора и белковой части	В почках и печени Кофактор: ФАД Стереоспецифичность: действует на D -аминокислоты Оптимум рН действия – 7,0 Способствует превращению D-изомеров в L-изомеры (хотя и Д-изомеров мало в организме)

Вопрос 81 Непрямое дезаминирование аминокислот.

Схема процесса, субстраты, ферменты, кофакторы.

Непрямое дезаминирование – трансдезаминирование, т.е дезаминирование через

переаминирование в 2 стадии с участием нескольких ферментов. Основной способ дезаминирования большинства аминокислот

1 стадия – р. переаминирования с участвием аминотрансфераз – аминогрупаа АК

переходит на кетосоединение (α-КГ, ИМФ).

Фермент – аминотрансфераза

Кофермент – ПФ

2 стадия – р. дезаминирования аминосоединений (глу, АМФ) – образование NH3

Фермент – глутаматдегидрогеназа

Кофермент – NAD+

Биологическая роль непрямого дезаминирования

1. При катаболизме почти все природные аминокислоты сначала передают

аминогруппу на α-кетоглутарат в реакции трансаминирования с образованием глутамата и кетокислоты. Глутамат подвергается прямому окислительному дезаминированию под действием глутаматдегидрогеназы и получаются α-кетоглутарат и аммиак;

2. Обе стадии непрямого дезаминирования протекают в обратном направлении.

В р-те восстановительного аминирования α-кетоглутарата образуется глутамат, который вступает в трансаминирование с α-кетокислотой – синтез новой аминокислоты.

В мышечной ткани и мозге активность ГДГ не очень велика и функционирует

другой путь непрямого дезаминирования участием цикла ИМФ-АМФ

4 стадии процесса:

• Трансаминирование с α-кетоглутаратом, образование глутамата;

• Трансаминирование глутамата с оксалоацетатом (фермент ACT),

образование аспартата;

• Реакция переноса аминогруппы от аспартата на ИМФ (инозинмонофосфат), образование АМФ и фумарата;

• Гидролитическое дезаминирование АМФ.

Вопрос 82 Основные источники аммиака в организме человека. Токсичность аммиака. Роль глутамина и аспарагина в обезвреживании аммиака. Глутаминаза почек, образование и выведение солей аммония.

Основные источники аммиака:

• Дезаминирование аминокислот

• Окислительное дезаминирование биогенных аминов

• Гидролитическое дезаминирование АМФ (в мышцах)

Аммиак – токсичное соединение, даже небольшое повышение его конц. вызывает

ухудшение самочувствие, а в тяжелых случаях – кому и летальный исход

Механизм токсического действия аммиака:

1. Аммиак легко проникает через мембраны клеток и в митохондриях сдвигает

реакцию в сторону образования глутамата (фермент – глутамат-ДГ)

α-кетоглутарат + НАДН2 + NH3 → глутамат + НАД+

2. Уменьшение концентрации α-КГК вызывает: угнетение обмена аминокислот,

гипоэнергетическиое состояние в результате снижения скорости ЦТК

3. Повышение концентрации аммиака в крови сдвигает рН в щелочную сторону

4. Высокие концентрации аммиака увеличивают синтез глутамина в нервной ткани.

Глутамат + NH3 + АТФ → Глутамин + АДФ +Н3РО4

↑конц. глутамина приводит к повышению осмот. давления в клетках нейроглии, набуханию астроцитов = отек мозга

↓конц. глутамина нарушает обмен АК и нейромедиаторов,

снижается синтез ГАМК = судороги

5. Ион NH4+ способен нарушать трансмембранный перенос катионов К+ и Na+, что также влияет на проведение нервных импульсов.

Обезвреживание аммиака:

• Из мышц и кишечника избыток аммиака выводится в виде аланина.

• Мышцы выделяют много аланина в силу их большей массы и интенсивного метаболизма при физической работе.

• Образовавшийся аланин поступает в печень и дезаминируется. Выделившийся аммиак обезвреживается, пируват включается в глюконеогенез с образованием глюкозы (глюкозо-аланиновый цикл).