Окислительное дезаминирование аминокислот.
Окислительное дезаминирование – это ферментативный процесс отщепления NН2 – группы от аминокислоты после предварительного окисления аминокислоты.
В окислительном дезаминировании участвуют ферменты:
L - аминокислотоксидазы – флавиновые кислоты, имеющие ФМН в качестве коферментов. Эти ферменты в тканях малоактивны, поскольку их оптимум рН = 10. Акцептор – кислород (образуется Н2О2)
D - аминокислотоксидазы – флавиновые ферменты, использующие ФАД в качестве коферментов. Акцептор – кислород (образуется Н2О2)
глютаматдегидрогеназа – НАД (НАДФ) -зависимый аллостерический, олигомерный фермент. Он обладает высокой активностью в процессе окислительного дезаминирования глютаминовой кислоты;
глициноксидаза – субстрат глицин, акцептор – кислород (образуется Н2О2)
Биологическое значение реакций окислительного дезаминирования состоит в том, что эта реакция позволяет аминокислотам освобождаться от аминогруппы и, переходя в альфа - кетокислоту, включатся в цикл Кребса.
Аминокислотоксидазы, глютаматдегидрогеназа.
L - аминокислотоксидазы – флавиновые кислоты, имеющие ФМН в качестве коферментов. Эти ферменты в тканях малоактивны, поскольку их оптимум рН = 10. Акцептор – кислород (образуется Н2О2)
D - аминокислотоксидазы – флавиновые ферменты, использующие ФАД в качестве коферментов. Акцептор – кислород (образуется Н2О2)
глютаматдегидрогеназа – НАД (НАДФ) -зависимый аллостерический, олигомерный фермент. Он обладает высокой активностью в процессе окислительного дезаминирования глютаминовой кислоты;
Другие виды дезаминирования аминокислот.
В тканях различают несколько вариантов дезаминирования: окислительное, непрямое, внутримолекулярное дезаминирование.
Непрямое дезаминирование
В тканях для большинства аминокислот реакции трансаминирования и окислительного дезаминирования тесно взаимосвязаны. Сочетание их получило название непрямого дезаминирования. Так как возможности окислительного дезаминирования большинства аминокислот очень малы, вначале они вступает в реакцию трансаминирования с α - кетоглютаровой кислотой. Образовавшаяся при этом глютаминовая кислота в дальнейшем активно подвергается окислительному дезаминированию под действием глютаматдегидрогеназы – высоко активного митохондриального фермента.
Этап 1. Трансаминирование (с участием α-кетоглутарата)
Аминокислота₁ + α-кетоглутарат ⇄ α-кетокислота₁ + глутамат (Фермент: аминотрансфераза, кофермент пиридоксальфосфат, витамин B₆).
Этап 2. Окислительное дезаминирование глутамата (глутаматдегидрогеназа)
Глутамат + H₂O + НАД⁺ → α-кетоглутарат + NH₃ + НАДН + H⁺
Суммарно: аминокислота₁ + H₂O + НАД⁺ → α-кетокислота₁ + NH₃ + НАДН + H⁺.
Значение непрямого дезаминирования:
Около 80% аминокислот катаболизируется этим путём.
α-Кетоглутарат регенерируется, служит «аминным мостом».
Образовавшийся НАДН окисляется в дыхательной цепи → АТФ.
Другие виды дезаминирования (неокислительные) характерны для отдельных аминокислот, протекают без участия коферментов и без стадии трансаминирования.
Внутримолекулярное дезаминирование
Фермент: гистидаза (гистидин-аммиак-лиаза).
Реакция: гистидин → уроканиновая кислота + NH₃.
Значение: первый этап распада гистидина (далее уроканиновая кислота превращается в глутамат).
В процесс внутримолекулярного дезаминирования вступают аминокислоты гистидин, серин, треонин, цистеин. Например, из гистидина происходит выделение NН3 за счёт внутримолекулярной перестройки с образованием уроканиновой кислоты:
Серин в результате внутримолекулярного дезаминирования переходит в пировиноградную кислоту
У детей процессы трансаминирования и дезаминирования идут более активно, чем у взрослых.
Трансаминирование. Аминотрансферазы и их коферменты. Биологическое значение реакций трансаминирования. Особая роль в этом процессе -кетоглютарата. Непрямое дезаминирование аминокислот. Клиническое значение определения активности трансаминаз в сыворотке крови.
Трансаминирование (переаминирование) – ферментативная реакция обратимого переноса α-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака. В результате образуется новая α-кетокислота (соответствующая исходной аминокислоте) и новая аминокислота (соответствующая исходной α-кетокислоте). Происходит при участии ферментов трансаминаз и витамина В6.
Наиболее активными тканевыми аминотрансферазами являются аланинаминотрансфераза (АлАТ) или глютамикопировиноградная трансаминаза (ГПТ) и аспарагинаминтрансаминаза (АсАТ) или глютамикощавелевоуксусная трансаминаза (ГЩТ).