40. Трансаминирование аминокислот: ферменты, роль витамина в6 в реакциях трансаминирования, биологическое значение процесса. Диагностическое значение определения активности трансаминаз.
Трансаминирование (переаминирование) – реакции межмолекулярного переноса аминогруппы от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака.Реакции трансаминирования являются обратимыми и универсальными для всех живых организмом, протекают при участии специфических ферментов аминотрансфераз, кофермент – пиридоксальфосфат (активная форма витамина В6. Локализация в цитозоле и митохондриях многих клеток, но наиболее активно в печени, скелетных мышцах, миокарде, головном мозге.
Проходит в 2 стадии:
аминокислота передает аминогруппу пиридоксальфосфату и превращается в кетокислоту. Пиридоксальфосфат, забрав аминогруппу, превращается в пиридоксаминфосфат
отдает приобретенную группу второму участнику – кетокислоте, превращая ее в аминокислоту, а пиридоксальфосфат регенерирует.
Трансаминированию подвергаются все аминокислоты, кроме лизина, треонина и пролина. Основными донорами аминогрупп в реакциях трансаминирования являюся глутамат, аланин и аспартат. Универсальным акцептором аминогруппы – α-кетоглутарат.
Значение реакций трансаминирования. Трансаминирование является первым этапом и основным путем метаболизма аминокислот. Трансаминирование происходит при катаболизме и анаболизме аминокислот и является пунктом "переключения" метаболических превращений. Направление превращений зависит от скорости поступления субстратов в клетку и скорости удаления продуктов реакции. Поэтому трансаминирование может обеспечить образование тех аминокислот, содержание которых в клетке недостаточно, за счет имеющихся в избытке. Замещение кетогруппы в α-кетокислоте на аминогруппу, обычно, представляет собой конечную стадию синтеза аминокислот. Наоборот, замещение аминогруппы на кетогруппу - первая стадия катаболизма аминокислот.
Реакции трансаминирования:
обеспечивают синтез заменимых аминокислот в клетке при наличии их углеродного скелета (кетоаналога),
являются первой стадией непрямого окислительного дезаминирования аминокислот и дальнейшего катаболизма их безазотистого остатка.
вызывают перераспределение аминного азота в тканях и органах.
В медицине нашло практическое применение определение активности двух аминотрансфераз – аланинаминотрансферазы (АлАТ) и аспартатаминтрансферазы (АсАТ). В норме активность этих ферментов в клетках превышает активность в сыворотке крови. При повреждениях тканей, они секретируются в кровь. В клинической практике определение активности АлАТ и АсАТ используется для дифференциальной диагностики болезней печени и миокарда, определения глубины поражения и контроля эффективности лечения. При поражении сердца преимущественно повышается активность сывороточной АсАТ, а при повреждениях гепатоцитов - АлАТ. В норме соотношение активностей АсАТ/АлАТ (коэффициент де Ритиса) составляет 1,33±0,42. При инфаркте миокарда величина этого коэффициента резко возрастает, у больных инфекционным гепатитом, напротив, происходит снижение этого показателя.
41. Дезаминирование аминокислот: типы, роль глутаматдегидрогеназы в реакциях, дезаминирования. Биологическое значение.
Дезаминирование – процесс удаления α-аминогруппы из аминокислот и выделение ее в виде аммиака. При дезаминировании в отличие от трансаминирования общее количество аминокислот уменьшается.
Существует несколько видов дезаминирования: Окислительное (прямое– характерно только для глутаминовой кислоты и непрямое – характерно для остальных аминокислот) Неокислительное – характерно для серина, треонина, цистеина и гистидина;
Прямое окислительное дезаминирование. В организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислота, и только она подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака и α-кетоглутаровой кислоты: Фермент глутаматдегидрогеназа имеется в митохондриях всех клеток организма (кроме мышечных) и катализирует реакцию дезаминирования глутамата. Кофермент этого фермента является НАД+ . Так как НАДН используется в дыхательной цепи и α-кетоглутарат вовлекается в реакции ЦТК, то реакция активируется при дефиците энергии при помощи АДФ и ингибируется избытком АТФ и НАДН. Фермент глутаматдегидрогеназа играет ключевую роль во взаимосвязи метаболизма аминокислот и общего пути катаболизма.
Непрямое окислительное дезаминирование. Самое распространенное в организме – непрямое окислительное дезаминирование, а точнее трансдезаминирование, которое проходят все аминокислоты на стадии катаболического превращения. Процесс идет в два этапа: 1) в результате реакций трансаминирования аминные группы собираются в составе глутаминовой кислоты. В качестве кетокислоты-акцептора в организме обычно используется α-кетоглутаровая кислота, которая превращается в глутамат. 2) глутамат поступает в митохондрии, где подвергается прямому дезаминированию в глутаматдегидрогеназной реакции. α-кетоглутарат, образующийся при дезаминировании глутаминовой кислоты, используется в ЦТК или для синтеза глюкозы.
Биологическое значение дезаминирования
Реакции распада АК
Образование альфа-кетокислот, которые могут поступать в ЦТК (а-кетоглутарат), идти на синтез глюкозы (ПВК, ЩУК)
Энергетическая (НАДН отдает восстановительные эквиваленты на ЦПЭ).