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
|
C
H
– 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