Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Дезаминирование, трансаминирование



Дезаминирование - процесс отщепления от аминокислот аминогрупп с образованием свободного аммиака

Дезанминирование в организме челочка протекает в 2ариантах

1 В виде прямого дезаминирования 2 В виде непрямого дезаминирования (трансдезаминирование)

Прямое дезаминировакие 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 дезамикирование аминокислот образуются а-кетокислоты и аммиак Процесс идет в 2 этапа На первом зтапе при участии фермента оксидазы от аминокислоты отщепляется 2 атома водорода и аминокислота превращается в нминокислоту 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 эти же восстановленные формы переносят затем водород на кислород (аэробные легилпогннялгы) 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-амннокислот, в качестве кофермента она содержит ФАД. Считают, что оксидаза D-аминокислот обеспечивает превращение D-аминокислот, которые образуются в кишечнике.

Образуется иминокислота, водород переноситься на ФМН и этот кофермент переносит водород на кислород с, образованием перекиси водорода Перекись водорода немедленно разрушается католазой. т

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 человека В то же время практически во всех тканях организма человека обнаружены высоко активная дегидрогеназа Lглютаминовой кислоты

Наибояьщая активность этого фермента обнаружена в почках и печени Этот фермент обладает высокой специфичностью и катализирует прямое окислительное дезаминирование L-пгютамата по схеме В качестве кофермента дегидрогназа содержит НАД



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

Прямое окислительное дезаминирование.

3 аминокислоты из 20 (гистидин, серии и трионин) в организме человека подвергаться дезаминированию которое может рассматриваться как внутримолекулярное дезаминирование Гистидин под действием фермента гистидазы. превращается в ураканиновую кислоту.

Ураканиновая кислота распадается дальше до L-глютомата, аммиака и муравьиной кислоты

Гистидаза обнаружена в печени и коже В коже ураканиновая кислота выступает в качестве фактора защищающего кожу от УФ-радиации

Фермент превращающий ураканиновую кислоту (урокиназа) оказывается присутствует только в печени Появление этого фермента в крови (в норме он практически отсутствует) наблюдается при развитии опухолевых процессов печени. В связи с этим определение активности (наличия) этого фермента используется в качестве диагностического теста на опухолевые поражения печени Это своеобразный индикаторный фермент

Аминокислоты серии и трионин при участии дегидротазы, содержащей ПЛФ (перидоксальфосфат) в качестве кофермента, подвергаются сходным превращениям в результате которых серии превращается в пируват, а трионин в а-кетобутерат.

Непрямоедезаминирование или дезаминирование.

В связи с малой эффективностью процессов прямого окислительного дезаминирования были предприняты интенсивные поиски более эффективных методов дезаминирования Браунштейнов была предложена концепция трансдезаминирования, которая в настоящее время является общепризнанной Суть ее заключается в следующем Процесс трансдезаминирования это 2-х -этапный процесс



На первом этапе различные L-аминокислоты вступают в реакцию трансаминирования с а-кетоппотаровой кислотой В результате образуется кетоаналог аминокислоты и гпютаминовая кислота

На втором этапе происходит окислительное дезаминирование глютамата с образованием аммиака и регенерации <х-кетоглютаровой кислоты Обязательным участником этого процесса является а-кетоглутаровая кислота (является промежуточным продуктом цикла Кебса, т е концентрация ее в тканях поддерживается на постоянном уровне)

Далее в итоге трансаминирования с участием соответствующей аминотрансферазы образуется кетоаналог соответствующей аминокислоты, а о-кетоглютаровая кислота превращается, за счет трансаминорования в глутомат

В правой части изображено прямое окислительное дезаминирование глютомата Здесь вы видите так же 2 этапа Фермент глютоматдегидрогеназа содержит в качестве кофермента НАД, который принимает кислород, образуется имноглюторат Далее спонтанно присоединяется вода, происходит регенерация 2оксиглютората а-кетоппотората) и отщепляется аммиак, т е происходит регенерация соединения, которое вступает далее в реакцию трансаминирования.

Таким образом за счет того, что активность фермента глютоматдегидрогеназы высокая это по сути основной путь дезаминирование аминокислот Не только гаютоматдегидрогиназа, но и аминотрансфераза в наших тканях -крайне высоко активные ферменты Несомненно, что высокая активность ферментов обеспечивает высокую скорость процесса трансдезаминирования в клетках

Кроме того, преимущество этого механизма дезаминирования заключается в том, что не образуется токсичной перекиси водорода, (при действии оксидазы L-аминокислот образуется перекись водорода) и кроме того, преимущество данного механизма заключается в том, что при окислении глютомата образуется восстановленный НАД, окисление которого в цепи дыхательных ферментов дает 3 молекулы АТФ

Глютоматдегидрогеназа является регуляторным ферментом, т е аллостерическим. Ее активность угнетается по аллостерическому механизму высокими концентрациями АТФ в клетке и наоборот повышаеться при уменьшении концентрации и увеличении концентрации АДФ За счет работы этого регуляторного механизма скорость процесса трансдезаминирования контролируется энергетическим статусом клетки

Если энергии в клетки недостаточно, скорость процесса возрастает При хорошем обеспечении клетки энергией расщепление аминокислот тормозиться.

Синтез аминокислот в таканях.

Ели в клетках имеются а-кетокислоты., являющиеся аналогами соответствующих аминокислот, то эти аминокислоты могут быть образованы из кетокислот путем трансаминирования Исключением является трионин и лизнн, поскольку в клетках они не вступают в реакции трансаминирования

Таким образом фактически незаменимыми в своем большинстве являются не аминокислоты, а их кетоаналоги, которые не синтезируются в организме.

Источником аминного азота для синтеза аминокислот путем трансаминирования является глютомат Если в клетках нет достаточного количества глютомата, то он может быть синтезирован из а-кетоппотаровой кислоты и аммиака в реакции восстановительного аминирования за счет обратимости действия глютоматдегидрогиназы Комбинация реакций восстановительного амгашровання а-кетоптютората с последующим переносом аминного азота на кетокислоту получило название трансреамкнировання Таким образом трансреаминирование является основным путем синтеза заменимых аминокислот Глютоматдегидрогшша катализирует реакцию дезаминирования глютомата и

восстановительное аминирование а-кетоглутората с участием восстановленного НАД.

 

Биогенные амины.

Оказывается декарбоксилированию подвергаются не все аминокислоты, а лишь те из них при декарбоксилировании которых образуются биологически активные соединения выполняющие в организме функции или биорегуляторов или нейромедиаторов Вся эта группа соединений получила название - биогенные амины.

Необходимо отметить, что в условии клетки декарбоксилировакие является необратимым процессом Биогенные амины обладают высокой биологической активностью и несомненно после выполнения основных функций они должны быть инакгивированы Общим путем инактивации биогенных аминов является их окислительное дезаминирование с участием ферментов моноаминооксидаз или диаминооксидаз

R-CH2-NH2 --> R-C(--O)-H + NH3

Биогенный амин, в данном случае моноамин, поэтому фермент моноаминооксидаза (оксидаза способна переносить отщепляемый водород непосредственно на кислород с образованием перекиси водорода), превращается в альдегид, который затем окисляется до жирной кислоты, а перекись водорода расщепятся католазой Некоторые биогенные амины, например гистамин. могут инактивироваться путем метилирования или ацетилирования.

Образование этих биологически активных.

Из аминокислоты гистидина под действием гистидиндекарбоксилазы образуется биогенный амин - гистамин -клеточный медиатор (медиатор воспаления, аллергии) Антигистаминные препараты используются крайне широко Гистамин обладает выраженным сосудорасширяющим действием, причем это эффект у единственного из биогенных аминов, кроме того 2 Он участвует в развитии воспалительных в том числе аллергических реакциях 3 Наконец он стимулирует выделение желудочного сока и в этом качестве он нашел применение в клиническо-лабораторной диагностике для установления причины нарушения секреции желудочного сока - шстаминовая проба

Инактивация гистамина идет либо за счет его дезаминнрования либо путем образования N-метипгистидина, т е

путем метилирования.

Аминокислота триптофан служит предшественником еще одного очень важного амина - серотонин Вначале триптофан подвергается гидроксилированию с превращением в 5-окситриптофан, а уже затем под действием соответствующей декарбоксилазы происходит образование серотонина.

Серотонин является нейромедиатором стволовой части головного мозга 1 При нарушении его обмена развивается галлюциногенный синдром (галлюцинации устрашающего характера и зрительные и слуховые) 2 Сегодня считают, что нарушение обмена серотонина вносит весомый вклад в развитие шизофрении 3 Он является так же мощными сосудосуживающим средством

Инактивация серотонина идет или путем его окислительного дезаминирования или же путем метилирования по аминогруппе, т е по сути инактивация идет как у гистомина 1 Серотонин играет важную роль в развитии аллергии 2 Серотонин является предшественником гормона эпифиза мелатонина

Три биогенных амина (дофамин норадреналин и адреналин = котихоламины) образуются еще из одной циклической аминокислоты - тирозина. Тирозин гидроксилируется с превращением в ДОФА (диоксифениламнин), затем ДОФА декарбоксилируется и превращается в дофамин.

Дофамин является промежуточным продуктом при синтезе норадреналина и адреналина, он обладает выраженным сосудосуживающим действием, самое важное то, что он является медиатором стволовой части головного мозга При нарушении его образования в мозговой ткани развивается тяжелое заболевание паркинсонизм Для лечения которого используют подсадку в головной мозг эмбриональных клеток способных синтезировать дофамин

При гидроксилировании дофамина образуется норадреналин, который при последующем метилировании дает адреналин В реакции превращения дофамина в норадреналин участвует аскорбат (аскорбат участвует в синтезе гормонов) При переходе норадреналина в адреналин в качестве метилирующего агента используется активный

Норадрешлин и адреналин являются во-первых медиаторами симпатической нервной системы во-вторых гормонами мозгового вещества надпочечников

Оба зтих биогенных амина обладают •ырвжоашм сосудосуживающим действием В качестве гормона адреналин является мощным стимулятором расщепления гликогена в мышцах Кроме того адреналин является мощным стимулятором липолиза в жировой гкани. В стрессовых ситуациях люди худеют.

Инактивирование названных биогенных аминов осуществляется в основном путем их дезаминирования с участием оноаминооксидаз или же путем метилирования. Кроме названных 2-х путей есть еще один путь инактивации этих аминов процессы глюкуроянрования происходящее в печени.

Декарбоксилированию кроме ароматических аминокислот могут подвергаться аминокислоты жирного ряда, в частности глютомат.

Образующееся при декарбоксилировании глутомата соединение является медиатором и носит название - у аминомаслянная кислота. Это соединение сегодня известно как тормозной медиатор коры головного мозга В ходе декарбоксилирования таких аминокислот как арнитин и лизин образуется диамины - путрисцин и кодаверин эти соединения используются при синтезе полиаминов, сперминов и спермидина, которые участвуют в регуляции процессов пролиферации клеток Алифатические амины инактивируются под действием соответствующих моно- или диаминооксидаз т е путем их окисления (это единственный путь их инактивации).

Декарбоксюшрование - это процесс отщепления карбоксильной группы в виде углекислого газа

Известно несколько вариантов декарбоксилирования, которые встречаются на разных уровнях организации живых систем В тканях превалирующим ыляется а-Лекарбокаиидюктие аминокислот а-декарбоксилирование сопровождается образованием биогенных аминов оно идет по схеме

R-CH-COOH --> R-CH-NH2 + CO2.

коферментом декарбоксилаз, как и трансаминаз является фосфоперидоксаль Если в организме нет витамина Во, то говорить о нормальном процессе не приходиться

Оказывается декарбоксилнрованию подвергаются не все аминокислоты, а лишь те из них при декарбоксилировании которых образуются биологически активные соединения, выполняющие в организме функции или биорегуляторов или нейромедиаторов Вся эта группа соединений получила название - биогенные амины

Необходимо отметить, что в условии клетки декарбоксшшровакие является необратимым процессом Биогенные амины обладают высокой биологической активностью и несомненно после выполнения основных функций они должны быть инактивированы Общим путем инактивации биогенных аминов является их окислительное дезлминивование с участием ферментов моноаминооксидаз или диаминооксидаз. R-CH2-NH2 --> R-C(=O)-H +NH3

Биогенный амин, в данном случае моноамин, поэтому фермент моноаминооксидаза (оксидаза способна переносить отщепляемый водород непосредственно на кислород с образованием перекиси водорода), превращается в альдегид, который затем окисляется до жирной кислоты, а перекись водорода расщепятся католазой Некоторые биогенные амины, нащжмер гистамин, могут инактивироваться путем метилирования или ацетилирования

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!