Обмін амінокислот в тканинах

Обмін білків в тканинах.

Основна частина амінокислот, які утворюються в кишечнику з білків, надходить у кров (95%) і невелика частина - в лімфу. За ворітної вени амінокислоти потрапляють в печінку, де витрачаються на біосинтез різних специфічних білків (альбумінів, глобулінів, фібриногену). Інші амінокислоти потоком крові розносяться до всіх органів і тканин, транспортуються всередину клітин, де вони використовуються для біосинтезу білків.

Невикористані амінокислоти окислюються до кінцевих продуктів обміну. Процес розщеплення тканинних білків каталізує тканинними ферментами - протеиназами - Катепсин (часто їх називають тканинними протеазами).

Співвідношення між амінокислотами в білках, які розпадаються і синтезуються, різний, тому частина вільних амінокислот повинна бути перетворена в інші амінокислоти або окислена до простих сполук і виведена з організму.

Отже, в організмі існує внутрішньоклітинний запас амінокислот, які в значній мірі поповнюється за рахунок процесів взаємоперетворення амінокислот, гідролізу білків, синтезу амінокислот і надходження їх з позаклітинної рідини. У той же час завдяки синтезу білків і інші реакції (утворення сечовини, пуринів і т.п.) постійно відбувається видалення вільних амінокислот з позаклітинної рідини.

Шляхи обміну амінокислот в тканинах.

В основі різних шляхів обміну амінокислот лежать три типи реакцій: по аминной і карбоксильної груп і по бічному ланцюзі. Реакції по аминной групі включають процеси дезамінування, переамінування, амінування. по карбоксильної групі - декарбоксилирование. Безазотисті частина вуглецевого скелета амінокислот піддається різним перетворенням з утворенням сполук, які потім можуть включатися в цикл Кребса для подальшого окислення.

Шляхи внутрішньоклітинного перетворення амінокислот складні і перехрещуються з багатьма іншими реакціями обміну, в результаті чого проміжні продукти обміну амінокислот можуть служити необхідними попередниками для синтезу різних компонентів клітин і бути біологічно активними речовинами.

Катаболізм амінокислот у ссавців (і у людини) відбувається, в основному, в печінці і трохи слабкіше в нирках.

Дезамінування амінокислот.

Суть дезаминирования полягає в розщепленні амінокислот під дією ферментів на аміак і безазотистих залишок (жирні кислоти, оксикислоти, кетокислот). Дезамінування може йти в вигляді відновного, гидролитического, окисного і внутримолекулярного процесів. Останні два типи превалюють у людини і тварин.

Окислювальне дезамінування підрозділяється на дві стадії. Перша стадія є ферментативної, вона закінчується утворенням нестійкого проміжного продукту - імінокіслоти (карбонові кислоти, що містять іміногрупи (= NH), яка в другій стадії спонтанно в присутності води розпадається на аміак і aльфа-кетокислоту. Ферменти, які каталізують цей процес, містять в якості простетичної групи (органічні з'єднання небілкової природи) НАД (никотинамидадениндинуклеотид) або ФАД (флавінаденіндінуклеотід).

В організмі людини найбільш активно протікає дезаминирование глутамінової кислоти під дією ферменту глутаматдегідрогенази. яка знаходиться в мітохондріях клітин всіх тканин. В результаті цього процесу утворює альфа-кетоглутарова кислота, яка бере участь у багатьох процесах обміну речовин.

Трансамінування (переаминирование) амінокислот.

Обов'язковою умовою трансаминирования є участь дикарбонових амінокислот (глутамінової та аспарагінової), які у вигляді відповідних їм кетокислот - альфа-кетоглутаровой і щавелевоуксусной можуть взаємодіяти з усіма амінокислотами, за винятком лізину, треоніну і аргініну.

При Переамінування відбувається безпосередній перенесення аміногрупи з амінокислоти на кетокислоту, а кетогрупи - з кетокислот на амінокислоту без звільнення при цьому аміаку. Цей процес протікає в кілька етапів. Реакцію каталізують ферменти, що відносяться до класу трансфераз, їх простетичної групою є фосфорпірідоксаль-фосфорний ефір вітаміну В6. Процес переаминирования широко поширений в живій природі. Його особливість - легка оборотність.

Реакції переаминирования грають велику роль в обміні речовин. Від них залежать такі найважливіші процеси, як біосинтез багатьох замінних амінокислот з відповідних їм кетокислот, розпад амінокислот, об'єднання шляхів вуглеводного і амінокислотного обміну, коли з продуктів розпаду глюкози, наприклад, піровиноградної кислоти, може утворитися амінокислота аланін і навпаки.

Відновне амінування.

Цей процес протилежний дезамінуванню. Він забезпечує зв'язування аміаку кетокислоту з утворенням відповідних амінокислот. Відновне амінування каталізується добре функціонуючої ферментної системою, що забезпечує амінірованіе aльфа-кетоглутаровой або щавелевоуксусной кислоти з утворенням глутамінової або аспарагінової кислоти.

При знешкодженні аміаку неорганічними і органічними кислотами відбувається утворення амонійних солей. Цей процес здійснюється в нирках. Утворилися амонійні солі виводяться з організму з сечею і потом.

Декарбоксилирование амінокислот.

Процес декарбоксилирования каталізується декарбоксилаз, специфічними для кожної амінокислоти, простетичної групою яких служить пиридоксальфосфат. Ці ферменти відносяться до класу ЛіАЗ. Процес декарбоксилирования, який полягає в відщепленні від амінокислот СО2 з утворенням амінів, можна показати на наступною схемою:

Механізм реакції декарбоксилювання амінокислот відповідно до загальної теорії пірідоксалевого каталізу зводиться до утворення пиридоксальфосфат-субстратного комплексу в активному центрі ферменту.

Таким шляхом з триптофану утворюється триптаміну, з гідроксітріптофана - серотонін. З амінокислоти гістидину утворюється гістамін. З глутамінової кислоти при декарбоксилюванні утворюється гамма-аміномасляна кислота (ГАМК).

Аміни, утворені з амінокислот, називають біогенними амінами, так як вони надають на організм потужний біологічний ефект. Біогенні аміни виявляють фізіологічну дію в дуже малих концентраціях. Так, введення в організм гістаміну призводить до розширення капілярів і підвищення їх проникності, звуження великих судин, скорочення гладких м'язів різних органів і тканин, підвищення секреції соляної кислоти в шлунку. Крім того, гістамін бере участь у передачі нервового збудження.

Серотонін сприяє підвищенню кров'яного тиску і звуження бронхів; його малі дози пригнічують активність центральної нервової системи, у великих дозах ця речовина надає стимулюючу дію. У різних тканинах організму велику кількість гістаміну і серотоніну знаходяться в пов'язаної, неактивній формі. Біологічна дія вони виявляють тільки у вільній формі.

Гамма-аміномасляна кислота (ГАМК) накопичується в мозковій тканині і являє собою нейрогуморальний інгібітор-медіатор гальмування центральної нервової системи.

Великі концентрації цих сполук можуть становити загрозу для нормального функціонування організму. Однак в тварин тканинах є аміноксідаза. розщеплює аміни до відповідних альдегідів, які потім перетворюються в жирні кислоти і розпадаються до кінцевих продуктів.

Вам також може бути цікаво