60. Декарбоксилирование аминокислот .

Общая схема процесса декарбоксилирования :

R – CH – COOH R – CH2 – NH2 + CO2

|

NH2

В животных организмах открыто 4 типа декарбоксилирования :

1. а-декарбоксилирование ( отщепление СОО-группы , стоящей по соседству с а-углеродным атомом ) . Продукты – СО2 и биогенные амины .

a

R – CH – COOH R – CH2 – NH2

| - CO2

NH2

2.w-декарбоксилирование ( характерно для микробов ). Таким путём из АСП образуется а-аланин .

HOOC – CH2 – CH – COOH CH3 – CH – COOH

| - CO2 |

NH2 NH2

аспартат аланин

3. Декарбоксилирование , связанное с трансаминированием .

R1 R2 R1 R2

| | | |

CH – NH2 + C = O C = O + CH – NH2

| | - CO2 | |

COOH COOH H COOH

альдегид новая аминокислота

4.Декарбоксилирование , связанное с конденсацией молекул .

R1 R2 R1

| | |

CH – NH2 + CO – S – KoA CH – NH2 + HSKoA

| - CO2 |

COOH CO – R2

Открыт ещё одна реакция декарбоксилирования , сопряжённая с генерацией энергии АТФ .Этот анаэробный механизм утилизирует глицин в качестве единственного источника углерода , превращая его в ацетат :

2CH2 – COOH + 2 НАД + АДФ + Фн + 2НОН 2CO2 +2NH3 + CH3COOH + АТФ

глицин

+ НАД*Н2

Реакции декарбоксилирования в отличии от других процессов обмена аминокислот являются необратимыми . Они катализируются специфическими ферментами – декарбоксилазами аминокислот , каждая из которых состоит из белковой части и простетической группы , представленной пиридоксальфосфатом . Исключение составляют гистидиндекарбоксилаза Micrococcus и Lactobacillus и S-аденозилметиониндекарбоксилаза E.coli , содержащие вместо пиридоксальфосфата остаток ПВК . Но эти декарбоксилазы в животных тканях содержат пиридоксальфосфат .

CH2 – CH – COOH CH2 – CH – COOH

| OH |

NH2 О NH2

NH

NH

ТРП 5-окси-ТРП

СО2

CO2

CH2 – CH2 – NH2

CH2 – CH2 – NH2 OH

NH

NH

триптолин серотонин ( медиатор ЦНС , повышает АД , регули

(оказывает сосудосуживающее действие ) рует температуру тела , почечную фильтрацию , ды

COOH хание , вазорецепторы , участвует в развитии

| аллергии ,токсикоза беременности , геморраги

ОН СН2 – СН ческих диатезов .

|

NH2

ОН

ДОФА

СО2

НО CH2 – CH2

|

NH2

НО

ДОФамин ( предшественник катехоламинов )

В животных тканях с высокой скоростью протекает реакция декарбоксилирования гистидина , катализируемая специфической гистидиндекарбоксилазой .

N CH2 – CH – COOH CH2 – CH2 – NH2

|

NH2 - CO2

NH NH

Гистидин гистамин

Гистамин – вазомедиатор , образуется воспаления , вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, тем самым ускоряя приток лейкоцитов ,участвует в секреции соляной кислоты , имеет прямое отношение к сенсибилизации и десенсибилизации , является медиатором боли . глутаматдекарбоксилаза

HOOC – CH – CH2 – CH2 – COOH H2N – CH2 – CH2 – CH2 – COOH

| - CO2 АМК ( медиатор торможения деятель

NH2 ГЛУ ности ЦНС , используется для лечения эпи

лепсии )

В животных тканях с высокой скоростью декарбоксилируются цистеиновая и цистеинсульфиновая кислоты .

CH2 – SO2H CH2 – SO3H

| |

CH – NH2 O CH – NH2

| |

COOH COOH

цистеинсульфиновая цистеиновая кислота

кислота

СО2 СО2

CH2 – SO2H O CH2 – SO3H

| |

CH2 – NH2 CH2 – CH2

Гипотаурин таурин ( используется для синтеза парных желчных кислот )

Недавно были открыты два фермента , катализирующих декарбоксилирование аргинина и 5-аденозилметионина .

CH2 – NH2 CH2 – NH2

| |

(CH2)2 орнитиндекарбоксилаза (CH2)2

| |

CH – NH2 - CO2 CH2 – NH2

|

COOH

CH3 A CH3 A

| O аденозинметионин | O

+S H2C +S H2C

| карбоксилаза |

CH – NH2 (CH2)2

| OH OH | OH OH

COOH CH2 – NH2

S-аденозилметионин S-метиладенозилалоцистеин

Эти продукты используются для синтеза полиаминов , которые необходимы для регуляции биосинтеза нуклеиновых кислот и белка . Однако накопление биогенных аминов может отрицательно сказаться на функциональном статусе . Поэтому в организме существуют специальные пути их обезвреживания , которые в общем виде сводятся к окислительному дезаминированию с образованием альдегидов и аммиака .

O

+ O2 //

R – CH2 – NH2 + H2O моноаминооксидаза R – C + NH3 + H2O2

\

H