Катаболизм аминокислот начинается с удаления аминогруппы.
Основным механизмом является окислительное дезаминирование. Выделяют 2 варианта: прямое и непрямое.
Аэробное прямое окислительное дезаминирование
катализируется оксидазами D-аминокислот (кофермент ФАД),
иоксидазами L-аминокислот (коферментом ФМН).
В организме человека эти ферменты присутствуют, но малоактивны.
Анаэробное прямое окислительное дезаминирование
возможно только для ГЛУ,
катализируется глутаматдегидрогеназой.
Фермент имеется в митохондриях всех клеток (кроме мышц!)
Этот тип дезаминирования связан с трансаминированием.
Непрямое дезаминирование. Дезаминирование через стадию трансаминирования -
это реакции переноса α- NH2 с аминокислоты на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая
аминокислота. Процесс обратим.
Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы,
кофермент - пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В6.
Аминотрансферазы обнаружены в цитоплазме и митохондриях клеток печени, мышц, мозга и др.
В клетках человека обнаружено > 10 аминотрансфераз
Химизм процесса трансаминирования
Процесс идет через образование промежуточных соединений |
(шиффовых оснований) без высвобождения NH3. |
|
|
|
|
1-я стадия непрямого окислительного дезаминирования. |
|
|
|
в ЦТК (образование ЩУК, α-кетоглутарата). |
|
Углеродный остаток аминокислот может включаться |
|
|
|
|
|
Возможен синтез 10 заменимых аминокислот. |
|
|
|
разработали советские биохимики во главе |
с академиком А.Е. Браунштейном |
Общую теорию механизма трансаминирования |
||
|
|
|
(1937). |
|
|
В наиболее значимых реакциях трансаминирования участвуют аспартатаминотрансфераза (АСТ)
и аланинаминотрансфераза (АЛТ)
Клинико-диагностическое значение определения активности аминотрансфераз крови.
В крови определяют активность аланинаминотрансферазы (АлАТ, АЛТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ, АСТ)
-с целью диагностики заболеваний,
-с целью прогноза течения заболевания,
-с целью контроля за эффективностью лечения.
Внорме активность ферментов в крови очень низкая!
АЛТ 0,1–0,68 мкмоль/мл/час АСТ 0 - 0,45 мкмоль/мл/час Коэффициент де Ритиса АСТ/АЛТ = 1,33 (норма)
Локализация аминотрансфераз в клетке
Цитоплазма: АЛТ > АСТ Митохондрии: АСТ > АЛТ
Причины повышения активности аминотрансфераз в крови:
↑ АЛТ свидетельствует о нарушении проницаемости клеточной мембраны
(активация
ПОЛ, незначительные повреждения клеток, воспаление).
↑ АСТ свидетельствует о нарушении целостности клеточных органелл, цитолизе.
(гибель клеток, некроз
тканей).
Изменение активности АЛТ, АСТ в крови при заболеваниях печени и миокарда.
Гепатит:
Активность АЛТ > АСТ
Коэффициент де Ритиса < 1,33
Инфаркт миокарда:
Активность АСТ > АЛТ Активность АСТ резко повышается
(в 20-30 раз) через 3 - 5 часов после болевого приступа.
Коэффициент де Ритиса > 1,33
(Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2008 – 384 с.
Аминокислоты могут давать энергию. Гликогенные и кетогенные аминокислоты.
Из общего количества АТФ, образующейся в организме, на катаболизм аминокислот приходится ~ 10%.
Аминокислоты, которые превращаются ПВК и кислоты ЦТК, могут использоваться в процессе глюконеогенеза-
гликогенные аминокислоты.
Некоторые аминокислоты процессе катаболизма превращаются
в ацетоацетат |
(Лиз, Лей) |
или ацетил-КоА (Лей) |
и |
могут использоваться в синтезе кетоновых тел -
кетогенные аминокислоты.
Глюкозо - аланиновый цикл
Ведущее место в глюконеогенезе принадлежит аланину, который превращается в пируват путём трансаминирования.
При голодании и физической работе в организме функционирует
глюкозо – аланиновый цикл
|
(подобен циклу Кори для лактата). |
|
|
Работа цикла препятствует отравлению организма, так как в мышцах |
нет |
|
ферментов, утилизирующих аммиак. |
|
|
При тренировке мощность цикла значительно возрастает. |
|