Проміжний обмін амінокислот в організмі
Амінокислоти в організмі піддаються різноманітним перетворенням, багато з яких є єдиними для всіх амінокислот - це дезаминирование, переаминирование, декарбоксилирование. Крім того, кожна амінокислота має свої індивідуальні шляхи обміну. Ці процеси протікають всередині клітини, до них схильні амінокислоти, які не беруть участі в біосинтезі білка.
Дезамінування - це процес незворотного відщеплення аміногрупи від амінокислот з утворенням аміаку і альфа-кетокислот (безазотистих залишок). Цей процес є основним способом розщеплення амінокислот в організмі і здійснюється за участю ферментів дегідрогеназ (оксидаз). Дезамінування може відбуватися декількома шляхами: відновлювальним, гидролитическим, внутрімолекулярних і окислювальному. У людини і тварин переважають внутримолекулярное і окислювальне дезамінування.
Найбільш активно окислювальному дезамінування піддається глутамінова кислота, що пов'язано з високою активністю ферменту глутаматдегідрогенази (глутамат-оксидази), яка виявлена майже у всіх тканинах.
Як Безазотисті залишку при цьому утворюється альфа-кетоглутарова кислота. Глутаматдегідрогеназа каталізує як пряму, так і зворотну реакцію, т. Е. Має оборотністю дії. Зворотна реакція синтезу глутамінової кислоти з аміаку і альфа-кетоглутаровой кислоти носить назву відновного амінування.
Переамінування - це процес оборотного перенесення аміногрупи від амінокислот на кетокислоту без звільнення аміаку. У реакціях переамінування утворюються нові амінокислоти і кетокислот. Головним акцептором аміногруп від різних амінокислот є альфа-кетоглутарова кислота, а сама в процесі переамінування перетворюється в глутамінової кислоти. Цей процес каталізується амінотрансфераз (трансаміназ), коферментом яких є вітамін В6 (фосфопиридоксаль).
При нестачі В6 активністьтрансаміназ знижується, при надлишку - збільшується. З усіх трансаміназ в клінічній діагностиці застосовуються аспартатамінотрансфераза (АСТ) і аланінамінотрансфераза (АЛТ).
АСТ каталізує процес перенесення аміногрупи з аспарагінової кислоти на альфа-кетоглутаровую, при цьому утворюються глутамінова і щавлево-оцтова кислоти.
АЛТ забезпечує переаминирование в реакціях за участю аланина, альфа-кетоглутаровой, глутамінової та піровиноградної кислот.
Процес переаминирования проходить в два етапи. На першому етапі амінотрансфераза отщепляет аміногрупу від амінокислоти, яка при цьому перетворюється в альфа-кетокислоту, а аминная група приєднується до коферменту. На другому етапі кофермент переносить цю групу на іншу альфа-кетоглутаровую кислоту, яка перетворюється в нову амінокислоту, а кофермент відновлюється в свою вихідну форму.
Переамінуванню піддаються практично всі амінокислоти, за винятком лізину, аргініну і треоніну. Цей процес має свої особливості: отщепляют від амінокислот аміногрупи можуть переноситься тільки на альфа-кетоглутаровую або альфа-кетоянтарную (щавлево-оцтову) кислоти, які є дікарбоновими з утворенням відповідно глутамінової та аспарагінової амінокислот. Отже, обов'язковими учасниками переаминирования є дикарбонові амінокислоти. Процес переаминирования для організму є основним шляхом синтезу замінних амінокислот з відповідних їм альфа-кетокислот. Значна частина альфа-кетокислот є проміжними продуктами обміну вуглеводів (наприклад ПВК), яка використовується для синтезу аланіну.
Переамінування активно протікає в різних тканинах організму, але при деяких захворюваннях процес порушується внаслідок зниження активності аминотрасфераз. Тому визначення активності деяких амінотрансфераз в сироватці крові важливо в клініці, що в першу чергу відноситься до глутаматщевелевоуксусной амінотрансферази (ГЩУТ) і глутаматпіровіноградной амінотрансферази (ГПТ).
Фермент ГЩУТ забезпечує синтез аспаргиновой кислоти з щавлево-оцтової за рахунок аміногрупи глутамінової кислоти, а ГПТ каталізує утворення аланіну з піровиноградної кислоти (ПВК). При інфаркті міокарда в сироватці крові підвищується активність ГЩУТ, а при захворюваннях печінки - активність ГПТ.
Непряме дезамінування є загальним процесом для обміну всіх амінокислот крім глутаміну (вона піддається прямому окислювальному дезамінування).
Цей процес включає два етапи: переаминирование і подальше окислювальне дезамінування.
На першому етапі амінокислота вступає в реакцію переамінування з альфа-кетоглутаровой кислотою, якої передає аміногрупу, при цьому утворюється глутамінова кислота.
На другому етапі утворилася глутамінова кислота піддається окислювальному дезамінування, в результаті чого виділяється аміак. Увійшовши в реакцію амінокислота перетворюється в свою кетоформу.
Декарбоксилирование - це процес відщеплення вуглекислого газу від карбоксильної групи амінокислот під дією декарбоксідаз з утворенням відповідних амінів. Ці сполуки мають сильну біологічну дію на організм і тому називаються біогенними амінами. Своє дію вони виявляють у вільному вигляді, в організмі знаходяться в пов'язаної формі, з якої вони звільняються у міру необхідності, після чого швидко руйнуються в печінці ферментами моноаміноксидази.
Наприклад, гістамін викликає розширення капілярів і підвищення їх проникності, звуження великих судин, скорочення гладкої мускулатури внутрішніх органів, посилюють секрецію соляної кислоти в шлунку. Серотонін (похідне триптофану) сприяє підвищення кров'яного тиску і звуження бронхів, є медіатором ЦНС.
