Всасывание аминокислот и утилизация. Межуточный обмен аминокислот.

Всасывание L-аминокислот (но не D-) — это активный процесс, в результате которого аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь.

Поступление аминокислот в организм осуществляется двумя путями: через воротную систему печени, ведущую прямо в печень, и по лимфатическим сосудам, сообщающимся с кровью через грудной лимфатический проток. Максимальная концентрация аминокислот в крови достигается через 30—50 мин после приёма белковой пищи (углеводы и жиры замедляют всасывание аминокислот). Аминокислоты при всасывании конкурируют друг с другом за специфические участки связывания. Например, всасывание лейцина (если концентрация его достаточно высока) уменьшает всасывание изолейцина и валина.

Аминокислоты переносятся через кишечную стенку от слизистой её поверхности в кровь. Перенос через щёточную кайму осуществляется целым рядом переносчиков, многие из которых действуют при участии Nа+-зависимых механизмов симпорта, подобно переносу глюкозы.

Различная скорость проникновения аминокислот через мембраны клеток указывает на наличие транспортных систем, обеспечивающих перенос аминокислот как через внешнюю плазматическую мембрану, так и через внутриклеточные мембраны. В настоящее время известно по крайней мере пять специфических транспортных систем, каждая из которых функционирует для переноса определённой группы близких по строению аминокислот:

• нейтральных, с короткой боковой цепью (аланин, серии, треонин);

• нейтральных, с длинной или разветвлённой боковой цепью (валин, лейцин, изолейцин);

• с катионными радикалами (лизин, аргинин);

• с анионными радикалами (глутаминовая и аспарагиновая кислоты);

• иминокислот (пролин, оксипролин).

Причём к числу Nа⁺-зависимых относятся переносчики аминокислот, входящих в первую и пятую группы, а также переносчик метионина. Независимые от Na⁺ переносчики специфичны для некоторых нейтральных аминокислот (фенилаланин, лейцин) и аминокислот с катионными радикалами (лизин).

Механизм всасывания аминокислот в кишечнике. L-аминокислота поступает в энтероцит путём симпорта с ионом Na⁺. Далее специфическая транслоказа переносит аминокислоту через мембрану в кровь. Обмен ионов натрия между клетками осуществляется путём первично-активного транспорта с помощью Nа⁺,К⁺-АТФ-азы.

3. Дезаминирование, переаминирование, декарбоксилирование

К общим путям превращения аминокислот относят процессы трансаминирования, дезаминирования, декарбоксилирования.

ДЕЗАМИНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ – реакция отщепления аминогруппы с выделением NН₃.

Существует несколько способов дезаминирования:

1. Прямое дезаминирование.

а) восстановительное – с образованием карбоновых кислот

+ 2Н

R–СН–СООН R–СН₂–СООН + NН₃↑

NН₂

б) окислительное – с образованием кетокислот

R–СН–СООН + ½ О₂ R–С–СООН + NН₃↑

NН₂ О

в) гидролитическое – с образованием гидроксикарбонатов кислот

R–СН–СООН + Н₂О R–СН–СООН + NН₃↑

NН₂ ОН

г) внутримолекулярное – с образованием ненасыщенных кислот

R–СН–СООН R₁–СН=СН–СООН + NН₃↑

NН₂

Наиболее важную роль среди этой группы реакций у человека играет окислительное дезаминирование. Ферменты, катализирующие эти реакции называются оксидазами (кофермент ФМН – флавинмононуклеотид и ФАД – флавинадениндинуклеотид) или дегидрогеназы (кофермент НАД⁺ и НАДФ⁺).

Реакция окислительного дезаминирования протекает в 2 этапа. На I этапе после потери атомов водорода аминокислота превращается в иминокислоту, а затем под влиянием Н₂О идет образование аммиака, и аминокислота превращается в соответствующую кетокислоту.

R

–2Н

R–СН–СООН С=NН

Дегидро-

геназа

NН₂ СООН

Аминокислота Иминокислота

Промежуточным акцептором водорода является НАД или ФМН.

R

–2Н

R–СН–СООН + НАД С=NН + НАДН₂

(ФМН) (ФМНН₂)

NН₂ СООН

Затем водород восстановленной формы НАД (или ФМН) через систему переносчиков переносится на кислород, образуя воду, т.е. физиологическим акцептором водорода является в конечном счете кислород:

R

+ ½ О₂

R–СН–СООН С=NН + Н₂О (I)

NН₂ СООН

R

R–С=NН–СООН + Н₂О С=О +NН₃ (II)

α-иминокислота

СООН

α-кетокислота