Глутаматдегидрогеназа занимает центральное место в обмене азота в клетке.

Большинство трансаминаз используют в качестве акцептора аминогруппы  кетоглутарат и образуют глутаминовую кислоту. Окислительное дезаминирование этой кислоты с образованием  кетоглутарата и аммиака катализируется широко распространенной в тканях глутаматдегидрогеназой. Она представляет олигомерный фермент с молекулярной массой 312 кД, состоящий из 6 субъединиц, которые при определенных условиях (под влиянием НАД+ илиГТФ) способны к диссоциации с потерей глутамат дегидрогеназной активности, обладает высокой активностью, локализована в митохондриях и может использовать в качестве кофермента НАД или НАДФ. Работой этого фермента завершается непрямое качестве кофермента НАД или НАДФ. Работой этого фермента завершается непрямое дезаминирование многих аминокислот и аммиак, высвобождаемый в этой реакции, протекающей в печени, используется для синтеза мочевины.

Глутаматдегидрогеназа –аллостерический фермент и ее активность тщательно регулируется. Аллостерическими ингибиторами фермента являются АТФ, ГТФ и НАДН+Н⁺, а активатором является АДФ. Этот фермент катализирует и обратную реакцию, обеспечивая аминирование -кетоглутаровой кислоты свободным аммиаком, что важно в механизмах обезвреживания аммиака и позволяет использовать азот аммиака для синтеза аминокислот.

Аммиак –токсическое для организма соединение.

Клинические наблюдения показывают, что у больных с нарушением функций печени и/или развившимся коллатеральным кровообращением в области печени (портакавальные анастомозы) после приема богатой белками продуктов и повышения поступления аммиака из кишечника начинают проявляться симптомы аммиачной интоксикации. Это выражается в форме специфического дрожания (тремора), нечленораздельной речи, ухудшения зрения, а в

. Механизм глутаминсинтетазной реакции

тяжелых случаях к развитию коматозного состояния. Лечебные мероприятия при этом направлены на уменьшение уровня аммиака в крови. В нормальных условиях уровень аммиака в крови не превышает 200мкг/л, хотя процессы дезаминирования протекают во всех тканях. Такой низкий уровень поддерживается благодаря локальному связыванию аммиака в каждой клетке. Этому служат две реакции. Одна из них – восстановительное аминирование -кетоглутарата представляет реакцию обратную уже упомянутой выше реакции, катализируемой глутаматдегидрогеназой. . Роль донора водородов в этой реакции выполняет НАДФН. (Глутаматдегидрогеназа не обладает выраженной специфичностью к коферменту, что характерно для других никотинамидзависимых дегидрогеназ). Вторая реакция – образование глутамина, катализируется глутаминсинтетазой.

Реакция протекает в цитозоле клеток всех тканей, но особенно высокой активностью характеризуется ткань мозга, где эта реакция является основной при связывании аммиака и поэтому в случае повышения уровня аммиака в циркулирующей крови, когда возможности глутаминсинтетазы мозга исчерпываются, для обезвреживания привлекается глутаматдегирогеназная реакция. Это сопряжено с «утечкой» -кетоглутарата из цикла трикарбоновых кислот и ослаблением активности последнего, что приводит с ухудшению энергоснабжения нервных клеток и рассматривается как одна из причин аммонийной интоксикации.

Высокой глутаминсинтетазной активностью отличаются и мышцы. Глутаминсинтетаза характеризуется низкими значениями Км для аммиака, что позволяет ей активно выполнять свою функцию при низких концентрациях аммиака. У глутамина много функций:

• Во всех тканях глутамин является донором азота для синтеза важных молекул, в частности, для пуринового и пиримидинового синтеза.

• Является нетоксичной формой транспорта аммиака из разных тканей к клеткам печени, где он превращается в мочевину.

• В кишечнике служит источником энергии для энтероцитов .

• В почках участвует в поддержании кислотно-щелочного равновесия. Гидролиз амидной группы в боковой цепи глутамина глутаминазой позволяет связывать протоны. Это особенно важно в условиях метаболического ацидоза.

Глутамин может стать источником свободного аммиака благодаря глутаминазе – ферменту, который катализирует гидролиз амидной связи глутамина.