ЛЕКЦИЯ 20 Обмен аминокислот
ПЛАН • • • Обмен аминокислот по карбоксильной группе Понятие о дезаминировании аминокислот. Виды дезаминирования. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты. Трансаминирование аминокислот. Значение. Непрямое дезаминирование аминокислот. Значение. Обмен безазотистого остатка аминокислот.
Фонд аминокислот в организме человека • Фонд свободных аминокислот в организме – 35 г. • Содержание свободных аминокислот в крови в среднем равно 35 -65 мг/л. • В составе белков – 15 кг аминокислот. • В организме человека в сутки распадается на аминокислоты около 400 г белков. • Основной источник аминокислот в организме – белки пищи.
Источники аминокислот и пути их использования
Декарбоксилирование аминокислот – процесс отщепления карбоксильной группы в виде СО 2. Продукты декарбоксилирования аминокислот – биогенные амины – оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных. Аминокислоты и их производные, подвергающиеся декарбоксилированию в животных тканях: 1. Тирозин, 2. Триптофан 3. 5 -окситриптофан 4. Валин 5. Серин 6. Гистидин 7. Глутаминовая и γ-оксиглутаминовая кислоты 8. 3, 4 -диоксифенилаланин 9. Цистеин 10. Орнитин 11. S-аденозилметионин 12. α-аминомалоновая кислота
Типы декарбоксилирования аминокислот: 1. α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с αуглеродным атомом. Продуктами реакции являются СО 2 и биогенные амины: 2. ω-Декарбоксилирование, свойственное микроорганизмам:
Типы декарбоксилирования аминокислот: 3. Декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования: • В этой реакции образуются альдегид и новая аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте.
Типы декарбоксилирования аминокислот: 4. Декарбоксилирование, связанное с реакцией конденсации двух молекул: Реакции декарбоксилирования – необратимые реакции. Катализируются декарбоксилазами аминокислот. Декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом (ПФ).
Промежуточным продуктом реакции декарбоксилирования является шиффово основание пиридоксальфосфата и аминокислоты:
Образование биогенных аминов с сильным фармакологическим действием
Реакция образования гистамина и γаминомасляной кислоты γ-аминомасляная кислота
Биогенные амины • Являются сильными фармакологически активными веществами, оказывающими разностороннее влияние на физиологические функции организма. Некоторые биогенные амины нашли широкое применение в качестве лекарственных препаратов. • Триптамин – нейрометидатор, производные обладают психоактивными свойствами. • Серотонин обладает сосудосуживающим действием, регулирует артериальное давление, температуру тела, дыхание, почечную фильтрацию и является медиатором нервных процессов в ЦНС. • Дофамин - предшественник катехоламинов (норадреналина и адреналина). • Гистамин обладает сосудорасширяющим свойством, вызывает расширение сосудов в очаге воспаления, тем самым ускоряя приток лейкоцитов, способствуя активации защитных сил организма, участвует в секреции соляной кислоты. • γ-аминомасляная кислота оказывает тормозящее действие на ЦНС.
Распад биогенных аминов • Накопление биогенных аминов может отрицательно сказываться на физиологическом статусе и вызывать ряд существенных нарушений функций в организме. • Органы и ткани, как и целостный организм, располагают специальными механизмами обезвреживания биогенных аминов, которые сводятся к окислительному дезаминированию этих аминов с образованием соответствующих альдегидов и освобождением аммиака:
Трансаминирование - реакция переноса αаминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминокислота. • Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы, коферментом которых служит пиридоксальфосфат (ПФ) - производное витамина В 6 (пиридоксина).
Реакции трансаминирования • В клетках человека найдено более 10 аминотрансфераз, отличающихся по субстратной специфичности. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты, за исключением лизина, треонина и пролина.
• В реакциях трансаминирования участвуют аминокислоты с высоким содержанием - глутамат, аланин, аспартат и соответствующие им кетокислоты - α-кетоглутарат, пируват и оксалоацетат. • Основной донор аминогруппы - глутамат.
Переаминирование
Механизм трансаминирования • Механизм реакций трансаминирования (переаминирования) происходит по типу «пинг-понг» : • первый продукт удаляется из активного центра фермента до того, как второй субстрат сможет к нему присоединиться.
Диагностическое значение определения аминотрансфераз в клинической практике • «Коэффициент де Ритиса" - соотношение активностей ACT/АЛТ. • Норма - 1, 33± 0, 42. • При инфаркте миокарда значение коэффициента де Ритиса резко возрастает. • При гепатитах коэффициент де Ритиса снижается до 0, 6. Однако при циррозе печени этот коэффициент увеличивается, что свидетельствует о некрозе клеток, при котором в кровь выходят обе формы ACT. • АЛТ – аланинаминотрансфераза • АСТ - аспартатаминотрансфераза
Дезаминирование аминокислот - реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая αкетокислота и выделяется молекула аммиака. Пути дезаминирования аминокислот: • • восстановительное; гидролитическое; внутримолекулярное; окислительное.
Типы дезаминирования
Метаболизм продуктов дезаминирования аминокислот
