Трансаминирование аминокислот.

При трансаминировании аминокислота взаимодействует к кетокислотой, и в ходе этого взаимодействия происходит перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту без образования свободного аммиака. В результате образуется новая аминокислота и новая кетокислота. Одной из участвующих во взаимодействии кислот должна быть дикарбоновая.

Реакции катализируются ферментами - аминотрансферазы (трансаминазы). Реакции трансаминирования легко обратимы, в клетках органах и тканей находиться большое кол-во трансаминаз. Каждый фермент катализирует перенос аминогруппы только между определенной парой аминокислот. В реакцию трансаминирования из аминокислот, входящих в состав белков, вступают только две: треонин и лизин.

Биологическая роль трансаминирования.

Трансаминирование играет огромную роль в оптимизации смеси аминокислот, поступающих из кишечника во внутреннюю среду организма. Природные белки при расщеплении в кишечнике дают смесь аминокислот, в которых соотношение отдельных аминокислот может быть очень далеким от потребности наших клеток.

В организме синтезируются ряд кетокислот которые в результате трансаминирования могут превращаться в заменимые аминокислоты За счет этого синтеза и происходит оптимизация смеси аминокислот. При трансаминировании происходит перераспределение амидного азота, поступающего из кишечника, кроме того, трансаминирование входит в качестве одного из этапов в более сложные процессы превращения аминокислот: трансдезаминирование и трансреаминирования.

В клинической практике нашло широкое применение определение активности двух трансаминаз - алат, асат. Эти ферменты относятся к внутриклеточным ферментам и в норме их активность в крови крайне низкая. Активность их в миокарде в печени очень высокая, и при поражении этих тканей ферменты выходят в кровь. Поэтому повышение активности трансаминаз в крови свидетельствует о поражении той или иной ткани какого-либо органа. Например, при инфаркте миокарда активность асат (аспартатаминотрансферазы) увеличивается уже через 3-5 часов, при благоприятном течении заболевания активность через 3-4 дня возвращается к исходному уровню. При болезни Боткина в крови резко увеличивается активность второй трансаминазы алат (аланинаминотрансферазы), нормализация этого показателя используется для контроля за эффективностью проводимой терапии.

 

 

Дезаминирование аминокислот

Дезаминирование - процесс отщепления от аминокислот аминогрупп с образованием свободного аммиака. Дезаминирование в организме человека протекает в 2 вариантах:

1 В виде прямого дезаминирования

2 В виде непрямого дезаминирования (трансдезаминирование).

Прямое дезаминирование аминокислот в свою очередь на разных уровнях организации живых объектов встречается в 4 основных вариантах:

а) окислительное дезаминирование

б) внутримолекулярное дезаминирование

в) гидролитическое дезаминирование

г) восстановительное дезаминирование

В клетках человека работают только 2 из перечисленных: окислительное и внутримолекулярное дезаминирование.

Прямое окислительное дезаминирование аминокислот:

При прямом окислительном дезаминирование аминокислот образуются -кетокислоты и аммиак.

Процесс идет в 2 этапа.

На первом этапе при участии фермента оксидазы от аминокислоты отщепляется 2 атома водорода, и аминокислота превращается в иминокислоту.

На втором этапе образованная иминокислота спонтанно присоединяет воду без участия фермента с образованием кетокислоты и аммиака.

Дегидрирование, происходящее на первом этапе, сопровождается переносом водорода на ФАД или ФМН, т.е. на простетические группы ферментов оксидаз, т.е. вначале образуется восстановленный ФАД или ФМН, и затем эти же восстановленные формы переносят водород на кислород (аэробные дегидрогиназы), и образуется токсическая перекись водорода.

В организме человека присутствует оксидаза L-аминокислот в качестве кофермента ФМН. Эта оксидаза обладает низкой активностью, в то же время в тканях обнаружена оксидаза D-аминокислот, в качестве кофермента она содержит ФАД. Считают, что оксидаза D-аминокислот обеспечивает превращение D-аминокислот, которые образуются в кишечнике.

Образуется иминокислота, водород переносится на ФМН, и этот кофермент переносит водород на кислород с образованием перекиси водорода. Перекись водорода немедленно разрушается каталазой.

Иминокислота спонтанно присоединяет воду с образованием кетокислоты и отщеплением иминогруппы в виде аммиака. Принято считать, что прямое дезаминирование аминокислот L ряда не вносит существенного вклада в метаболизм этих соединений у человека. В то же время практически во всех тканях организма человека обнаружена высоко активная дегидрогиназа L-глютаминовой кислоты.

Наибольшая активность этого фермента обнаружена в почках и печени. Этот фермент обладает высокой специфичностью и катализирует прямое окислительное дезаминирование L-глютамата по схеме.

В качестве кофермента дегидрогназа содержит НАД.

На первом этапе водород с участием фермента переносится на НАД с образованием восстановленного НАД, окисление которого несомненно сопровождается с образованием 3 молекул АТФ. Образуется имниоглютамат. Далее спонтанное присоединение воды обеспечивает образование 2-оксоглютарата (-кетоглютаровая кислота) и отщепляется аммиак.