55.Трансаминирование аминокислот .

Окислительное дезаминирование :

R – CH – COOH R – C – COOH R – C – COOH + NH3

| || ||

NH2 NH O

Первая стадия является ферментативной с образованием промежуточного продукта – иминокислоты . которая спонтанно , без участия фермента , распадается на аммиак и а-кетокислоту .

Этот тип реакции наиболее распространён в тканях :

COOH СOOH COOH

| НАД | + HOH |

(CH2)2 - НАД*Н2 (CH) (CH2)2

| | - NH3 |

CH – NH2 ГДГ C=NH C=O

| | |

COOH COOH COOH

ГЛУ иминоглутаровая кислота аКГК

Первая стадия катализируется ферментом глутаматдегидрогеназой ( анаэробный фермент ) Вторая стадия протекает спонтанно . Реакция обратима : прямая реакция – окислительное дезаминирование , обратная – восстановительное дезаминирование .

В последней реакции ГДГ работает в режиме синтеза . Это олигомерный фермент , состоящий из субъединиц , проявляющий свою активность только в мультимерной форме . При диссоциации ТДГ на субъеденицы ( в присутствии НАД*Н2 , ГТФ , стероидные гормоны ) она теряет свою глутаматдегидрогеназную функцию , но приобретает способность дезаминировать другие аминокислоты . Это свидетельствует о том , что ТДГ – аллостерический фермент .

Все остальные аминокислоты могут окисляться и дезаминироваться непрямым путём ( то есть через дополнительную стадию трансаминированя ) . Коферментом трансаминаз ( ферментов , катализирующих стадию трансамнирования ) является фосфорилированная форма Vit B6 – пиридоксальфосфат . который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксаминфосфат .

CH3 COOH CH3 COOH

| | ПФ | | прямое дезаминирование

CH – NH2 + (CH2)2 C=O + (CH2)2

| | АЛаТ | |

COOH C=O COOH CHNH2

Аланин | ПВК |

COOH COOH

аКГК ГЛУ

То есть непрямое окислительное дезаминирование – это трансаминирование + прямое окислительное дезаминирование .

Механизм трансаминирования .

1.R1 O - HOH R1 R1 - НОН

| || - | |

CH-NH2 + CH CH – N = CH C = N – CH2

| | + HOH | | | | + НОН

COOH ПФ COOH ПФ COOH ПФ

Амино пиридоксаль альдимин кетимин

кислота фосфат

Шиффовы основания

R1 NH2

| |

C = O + CH2

| |

COOH ПФ

Соответствующая ПВК пиридоксамин

кетокислота фосфат

2. R2 NH2 R2 R1

| | - НОН | |

C = O + CH2 C = N – CH2 CH – N = CH

| | | | | |

COOH ПФ + НОН COOH ПФ COOH ПФ

Кетокислота кетимин альдимин

R2 O

| ||

CH – NH2 + CH

| |

COOH ПФ

Аминокислота

Теория Браунштейна ( непрямого окислительного дезаминирования ):

По этой теории все или почти все природные аминокислоты сначала реагируют с а-КТГ в реакции трансаминорования с образованием ГЛУ и соответствующей кетокислоты , а образовавшийся затем ГЛУ подвергается прямому окислительному дезаминированию под действием ГДГ : ( то есть по этой теории все аминокислоты подвергаются дезаминированию подвергаются дезаминорованием непрямым путём только через стадию образования глутамата ) :

Любая аминокислота аКТГ НАД*Н2 + NH2

Любая кетокислота ГЛУ НАД + НОН

трансаминазы ГДГ

Поскольку обе реакции ( и трансаминирования и прямого дезаминирования ) обратимы , то создаётся условия для синтеза любой заменимой аминокислоты , если в организме имеются соответствующие кетокислоты . Организм человека не наделён способностью синтезировать углеводные скелеты ( то есть кетокислоты ) незаменимых аминокислот . Этой способностью обладают растения . То есть можно сказать , что путь синтеза заменимых аминокислот в организме – это непрямое окислительное дезаминирование , пущенное в обратном направлении :

+NH3 ; +НАДФ*Н2 кетокислота

аКТГ ГЛУ аКТГ + аминокислота

- НОН ; - НАДФ ПФ трансаминаза

Этот процесс называется трансаминированием . Более подробно механизм этого процесса можно представить так :

R – CH – COOH O = CH – ПФ HOOC – (CH2)2 – CH – COOH НАДФ

| |

NH2 NH2

HOOC – (CH2)2 – C – COOH НАДФ*Н2

||

O

HOH

R1 – C – COOH H2N – CH2 – ПФ HOOC – (CH2)2 – C – COOH

|| || NH3

O O

Существует ещё один механизм непрямого дезаминирования а-аминокислот , при котором ГЛУ , АСП и АМФ выполняют роль системы переноса NH2-группы :

О2 малат

ЩУК фумарат

НОН

АК ГЛУ АСП АМФ NH3

аКТГ ИМФ

ГДГ выполняет следующие функции :

• осуществляет связь аминокислот обмена с ЦТК через аКТГ

обеспечивает связывание аммиака -обеспечивает синтез всех заменимых аминокислот

- обеспечивает перенос протонов с НАД*Н на НАДФ*Н ( пластическая функция при синтезе аминокислот )

Клиническое значение определения активности трансаминаз.

Для клинических целей наибольшее значение имеют трансаминазы АлАТ и АсАТ :

АсАТ

АСП + аКТГ ЩУК + ГЛУ

АлАТ

АЛА + аКТГ ПВК + ГЛУ

В сыворотке крови здоровых людей активность этих трансаминаз в среднем составляет 15 – 20Е , по сравнению с десятками и сотнями тысяч единиц во внутренних органах и тканях . Поэтому органические поражения при острых и хронических заболеваниях, сопровождающиеся деструкцией клеток , приводит к выходу АсАТ и АлАТ из очага поражения в кровь и их активность в крови возрастает .

Наибольшая активность АлАТ приходится на печень , а АсАТ на миокард . Поэтому определение активности АлАТ в сыворотке крови используется для ранней диагностики болезни Боткина , а также для её вирулентных форм . Высокая активность фермента поддерживается 10 – 15 дней , а затем постепенно снижается . Степень увеличения активности АлАТ коррелирует со степенью тяжести болезни .

Определение активности АсАТ используется для ранней диагностики инфаркта миокарда . Причём увеличение активности наблюдается через 24 – 3 часов и снижается на 3 – 7 сутки при благоприятном исходе . При повторном инфаркте наблюдается новый скачок активности АсАТ , поэтому этот тест используется не только для диагностики заболевания , но и для проверки эффективности лечения .

Для дифференциальной диагностики гепатита и инфаркта миокарда используется коэффициент Де Ритиса :

АсАТ

К = = 1,5-2 ( в норме )

АлАТ

Если К >2 ( возрастает активность АсАТ ) – инфаркт миокарда

Если К < 0,6 ( то есть возрастает активность АлАТ ) – болезнь Боткина .

При разного рода коронарной недостаточности ( стенокардия , пороки сердца ) гипертрансаминазомия либо не наблюдается , либо носит умеренный характер .