Обмен белков. Декарбоксилированние карбоновых кислот, обмен по амино-группе

Обмен белков
Белки- высокомолекулярные полимерные азотосодержащие вещества, мономерами которых, являются аминокислоты.
Из белка (протеина) состоит большая часть наших клеток. Это основа жизне-деятельности организма и его строи-тельный материал.

Карбоновые кислоты
Карбоновые кислоты - органические вещества, молекулы которых содержат одну или несколько карбоксильных групп.
Карбоксильная группа (сокращенно —COOH) - функциональная группа карбоновых кислот - состоит из карбонильной группы и связанной с ней гидроксильной группы.
По числу карбоксильных групп карбоновые кислоты делятся на одноосновные, двухосновные и т.д.
Общая формула одноосновных карбоновых кислот R—COOH. Пример двухосновной кислоты - щавелевая кислота HOOC—COOH.

Декарбоксилированние карбоновых кислот
Декарбоксилирование – это элиминирование CO2 из карбоновых кислот или их солей.
Декарбоксилирование проводят путем нагревания в присутствии кислот или оснований. При этом, как правило, происходит замещение карбоксильной группы на атом водорода.

Декарбоксилированние карбоновых кислот
Важное значение имеет ферментативное
декарбоксилирование кето-, амино- и гидроксикислот в организме.

Ферментивное декарбоксилированние
Несмотря на ограниченный круг аминокислот и их производных, подвергающихся декарбоксилиро-ванию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины – оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных.
В животных тканях установлено декарбоксилирование
следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глу-таминовой и γ-оксиглутаминовой кислот, 3,4-диоксифенилаланина, цис-теина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α-аминомалоновой кислоты. Помимо этого, у микроорганизмов и растений открыто декарбоксилирование ряда других аминокислот.

Ферментивное декарбоксилированние
α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с α-углеродным_атомом. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины:

Эта реакция в тканях животных осуществляется при синтезе
δ-амино-левулиновой кислоты

Обмен по амино- группе
Аминокислоты, поступившие в клетки, подвергаются катаболизму. Катаболизм большинства аминокислот начинается с отщепления a-аминогруппы.
Аминокислоты теряют аминогруппу в результате двух типов реакций: трансаминирования (переаминирования) и дезаминирования – прямого для глутамата и непрямого – для остальных аминокислот.

Обмен по амино- группе
Переаминирование – обратимый процесс переноса a-аминогруппы с аминокислоты на a-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминокислота. Процесс протекает без промежуточного образования аммиака. Катализируют реакции ферменты аминотрансферазы, коферментом которых служит пиридоксальфосфат – производное витамина В6. Ами­нотрансферазы обладают субстратной специфичностью. Наиболее распространенными фермен­тами являются аланинаминотрансфераза (АЛТ), которая катализирует реакцию переаминирования между аланином и a-кетоглутаратом, и аспартатаминотрансфераза (АСТ), которая катализирует реакцию переаминирования между аспартатом и a-кетоглутаратом. Активность АЛТ наиболее велика в ткани печени, а АСТ – в сердечной мышце. Поэтому повышение в крови активности АЛТ характерно для заболеваний печени, а повышение активности АСТ – для инфаркта миокарда. Иногда для диагностики используют коэффициент де Ритиса (отношение активности АСТ/ АЛТ). В норме он равен 1,33±0,42. Отношение менее 1,0 характерно для острого вирусного гепатита. При инфаркте миокарда коэффициент возрастает.

Обмен по амино- группе
Дезаминирование аминокислот – реакция отщепления a-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется a-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака.
Дезаминирование бывает окислительным и непрямым.

Непрямое дезаминирование. Большинство аминокислот не способно дезаминироваться в одну стадию, подобно глутамату. Аминогруппы таких аминокислот в результате переаминирования пе­реносятся на a-кетоглутарат с образованием глутамата, который затем подвергается прямому окислительному дезаминированию. Такой механизм дезаминирования аминокислот в 2 стадии по­лучил название непрямого дезаминирования. Оно протекает при участии 2 ферментов: ами­нотрансфераз и глутаматдегидрогеназы.
Обмен по амино- группе

Значение переаминирования
переаминирование – первая стадия непрямого дезаминирования большинства аминокислот, т.е. начальный этап их катаболизма. Образующиеся при этом кетокислоты окисляются в ЦТК или используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел. Переаминирование – это заключительный этап синтеза заменимых аминокислот из соответствующих кетокислот, если они в данный момент необходимы клеткам