Аминотрансферазы

Аминотрансферазы

I Аминотрансфера́зы (синоним трансаминазы)

ферменты, катализирующие реакцию переноса аминогруппы (NH₂-группы) вместе с протоном (ионом водорода) и парой электронов от аминокислот или аминов к кетокислотам или другим соединениям, содержащим в составе своей молекулы карбонильную группу (СО-группу). Биологическую роль А. чрезвычайно велика, т.к. они участвуют в трансаминировании — процессе, имеющем важнейшее значение для энергетического обмена (см. Гликолиз, Дыхание тканевое) и азотистого обмена (Азотистый обмен).Установлено, что любые состояния, требующие срочной мобилизации компонентов белка для покрытия энергетических нужд организма (недостаточное или несбалансированное питание, все виды стресса и т.п.), связаны с адаптивным, гормонально-стимулируемым биосинтезом определенных А., прежде всего А., участвующих в глюконеогенезе (аланин- и аспартат-аминотрансфераз, аминотрансфераз ароматических аминокислот). Генетически обусловленная недостаточность некоторых А. лежит в основе патогенеза ряда наследственных болезней. Так, своеобразная форма прогрессирующей кольцевидной дистрофии сосудистой оболочки и сетчатки (хориоретинопатия) вызывается недостаточностью орнитин-оксокислота — аминотрансферазы. Наследственный дефект или подавление при гиповитаминозе В₆ аминобутират-аминотрансферазы (трансаминазы γ-аминомасляной кислоты) является одной из основных причин нарушения деятельности ц.н.с. при этой патологии.

Содержание некоторых аминотрансфераз в крови является важным диагностическим признаком ряда заболеваний. Наибольшее клинико-диагностическое значение имеют аспартат-аминотрансфераза (АсАТ) и аланин-аминотрансфераза (АлАТ). Повышение активности этих А. в крови позволяет распознавать патологические состояния, сопровождающиеся некрозом тканей. Так, при инфаркте миокарда активность АсАТ в крови резко возрастает (в 5—10 раз по сравнению с нормой) через 4—6 ч после начала заболевания, а затем постепенно снижается, достигая нормы примерно через 5 дней (в среднем на 3—7-й день). Повторное повышение активности АсАТ в крови говорит о продолжающемся процессе некротического распада ткани миокарда. При разрушении мышечной ткани (например, вследствие травмы) в крови возрастает активность как АсАТ, так и АлАТ. При вирусном гепатите (см. Гепатиты вирусные) активность АсАТ и АлАТ в сыворотке крови увеличивается, тогда как при механической желтухе, например при желчнокаменной болезни (Желчнокаменная болезнь), активность этих А. в сыворотке крови остается в пределах нормы. Т.о., определение в крови активности АсАТ и АлАТ может использоваться наряду с клиническими признаками для дифференциальной диагностики вирусного гепатита и желчнокаменной болезни. Особенно информативно определение активности АлАТ для ранней диагностики гепатита, поскольку активность АлАТ в сыворотке крови начинает увеличиваться уже в продромальной стадии болезни, когда другие ее признаки еще не определились. Отношение активности АсАТ/АлАТ (коэффициент де Ритиса) в это время становится меньше 1. При тяжелом поражении печени отношение активностей этих ферментов меняется.

В СССР определение активностей АсАТ и АлАТ осуществляют с помощью так называемого оптимизированного оптического теста, основанного на различии спектров поглощения окисленной и восстановленной форм кофермента НАД при длине волны 340 нм. Активность АсАТ в негемолизированной сыворотке крови определяют с использованием субстратно-буферного раствора, содержащего 0,25 моль/л L-аспарагиновой кислоты в 0,1 моль/л фосфатном буфере (рН 7,4). Используемый для определения активности АлАТ субстратно-буферный раствор содержит 0,63 моль/л L-аланина в 0,1 моль/л фосфатном буфере (рН 7,4).

В норме активность АсАТ и АлАТ при 30 колеблется в пределах от 30 до 420 нмоль/(с․л), или от 2 до 25 ME. Международная единица (ME) соответствует 1 мкмоль/(мин․л), или 16,67 нмоль/(с․л).

Унифицированным методом определения АсАТ и АлАТ в СССР признан также динитрофенилгидразиновый метод Райтмана — Френкеля, основанный на том, что продукты реакций, катализируемых АсАт и АлАТ (щавелевоуксусная и пировиноградная кислоты соответственно), при взаимодействии с 2,4-динитрофенил-гидразином в щелочной среде образуют окрашенные гидразоны. Интенсивность окраски, измеренная при длине волны 500—560 нм (зеленый светофильтр) в кювете с толщиной слоя 1 см, пропорциональна активности фермента. Нормальные величины активности АсАТ и АлАТ в крови, определенные методом Райтмана — Френкеля, равны 28—190 нмоль/(с․л), или 0,1—0,68мкмоль/(ч․мл) при 37°.

Аминотрансфера́зы (трансаминазы) — ферменты из группы трансфераз, катализирующие перенос аминогрупп от аминокислот на кетокислоты без образования свободногоаммиака. Эти реакции трансаминирования осуществляют связь между белковым и углеводным обменом. Аминотрансферазы также называют трансаминазами, а реакцию —трансаминированием. Ферменты относятся к подклассу КФ 2.6.

Для аминотрансфераз донором аминогрупп являются аминокислоты, а акцептором — кетокислоты:

AK1 + KK2 ↔ KK1 + AK2

Общая реакция трансаминирования

В составе простетической группы аминотрансферазы содержат производные витамина B6. Во время переноса аминогруппы простетическая группа переходит из пиридоксаль-5-фосфатной формы в пиридосамино-5-фосфатную форму.

Механизм реакции трансаминирования открыт в 1937 году советскими учеными А.Е. Браунштейном и М.Г.Крицман.

Процесс протекает в две стадии.

1. Альдегидная группа пиридоксальфосфата (-СНО) взаимодействует с аминогруппой аминокислоты с образованием иминной связи в основании Шиффа: сначала α-аминогруппа аминокислоты-донора замещает ε-аминогруппу апофермента, а затем происходит перегруппировка через кетимин и в результате гидролиза образуется пиридосамино-5-фосфат и α-кетокислота.

2. Реакции повторяются в обратном порядке

Аминотрансферазы являются каталитически совершенными ферментами.

Аминотрансферазы содержатся практически во всех органах, но наиболее активно реакции трансаминирования идут в печени.

К этой группе ферментов относятся такие важные для клинической лабораторной диагностики ферменты, как АСТ и АЛТ.