XuMuK.ru - Дезамінування амінокислот. «БІОЛОГІЧНА ХІМІЯ», Березів Т.Т., Коровкін Б.Ф.

Доведено існування 4 типів дезаминирования амінокислот (відщеплення аміногрупи ). Виділено відповідні ферментні системи, що каталізують ці реакції , І ідентифіковані продукти реакції . У всіх випадках NH2-група амінокислоти звільняється у вигляді аміаку .

Крім аміаку , продуктами дезаминирования є жирні кислоти , оксикислоти і кетокислот . Для тварин тканин , Рослин і більшості аеробних мікроорганізмів переважаючим типом реакцій є окисне дезаминирование амінокислот , За винятком гіс-тідіна, яке зазнає внутрішньо-молекулярні дезамінуванню .

Розглянемо більш докладно механізм окисного дезамінування амінокислот , Що протікає в дві стадії.

Перша стадія є ферментативної і завершується утворенням нестійкого проміжного продукту (імінокіслота), який на другій стадії спонтанно без участі ферменту , Але в присутності води розпадається на аміак і α-кетокислот. Слід зазначити, що оксидази амінокислот (L- і D-ізомерів) є складними флавопротеїнами , Що містять в якості коферменту ФМН або ФАД, які виконують в цій реакції роль акцепторів двох електронів і протонів , Відщеплюються від амінокислоти . Оксидази L-амінокислот можуть містити як ФМН, так і ФАД, а оксидази D-амінокислот - тільки ФАД як простетичної групи. схематично реакції окисного дезамінування амінокислот за участю коферментів можуть бути представлені в наступному вигляді:

Відновлені флавіннуклеотіди оксидаз L- і D-амінокислот можуть безпосередньо окислюватися молекулярним киснем . При цьому утворюється перекис водню , Яка піддається розщепленню під дією каталази на воду і кисень .

Вперше в лабораторії Д. Гріна з тканини печінки і нирок щурів була виділена оксидаза, що каталізує дезаминирование 12 природних (L-ізомерів) амінокислот . Виявилося, однак, що цей фермент має оптимум дії в лужному середовищі (рН 10,0) і при фізіологічних значеннях рН його активність на порядок нижче, ніж при рН 10,0. В тканинах тварин і людини відсутня таке середовище, тому оксидазі L-ами-нокіслот належить, найімовірніше, обмежена роль в процесі окисного дезаминирования природних амінокислот . У тварин тканинах оксидазний шляхом зі значно більшою швидкістю дезами-ніруются D-ізомери амінокислот . Ці дані підтвердилися після того, як з тварин тканин було виділено специфічний фермент оксидаза D-амінокислот, який на відміну від оксидази L-амінокислот виявився високоактивним при фізіологічних значеннях рН середовища. Не до кінця зрозумілим залишається питання про те, яке значення такої активної оксидази D-амінокислот в тканинах , Якщо надходять з їжею білки і білки тіла тварин і людини складаються виключно з природних (L-ізомерів) амінокислот .

У тварин тканинах Г. Ейлером відкритий високоактивний при фізіологічних значеннях рН специфічний фермент ( глутаматдегідрогеназа ), Що каталізує окисне дезаминирование L-глутамінової кислоти . Він є анаеробним ферментом і надзвичайно широко поширений у всіх живих об'єктах. В якості коферменту глутаматдегідрогеназа містить НАД (або НАДФ). реакція включає анаеробну фазу дегідрірованія глутамінової кислоти з утворенням проміжного продукту - іміноглутаровой кислоти і спонтанний гідроліз останньої на аміак і α-кетоглутаровую кислоту у відповідності з наступною схемою:

перша стадія окислення глутамінової кислоти аналогічна реакції окисного дезаминирования . Відновлений НАДН далі окислюється за участю флавинових ферментів і цитохромної системи (див. розділ 9) з утворенням кінцевого продукту води . Утворився аміак завдяки оборотності ферментативної реакції , Але обов'язково в присутності відновленого НАДФН може брати участь в синтезі глу-Тамата з α-кетоглутаровой кислоти . Розрізняють три різних типи глутаматдегідрогеназа : Один з них використовує в якості коферменту як НАД, так і НАДФ ( клітини тварин); два інших використовують або НАД, або НАДФ ( мікроорганізми , клітини рослин і грибів), відповідно каталізує дезаминирование або біосинтез глутамату.

глутаматдегідрогеназа тварин тканин є одним з найбільш вивчених ферментів азотистого обміну. це олігомерного фермент (Мовляв. Маса 312000), що складається з 6 субодиниць (мол. Маса кожної близько 52000) і виявляє свою основну активність тільки в мультімерной формі. при дисоціації цієї молекули на субодиниці, що наступає легко в присутності НАДН, ГТФ та деяких стероїдних гормонів , фермент втрачає свою головну глутаматдегідрогеназную функцію, але набуває здатності дезамініровать ряд інших амінокислот . Це свідчить про аллостерічеськой природі глутаматдегідрогенази , Що діє як регуляторний фермент в амінокислотному обміні.

Крім перерахованих 4 типів дезаминирования амінокислот і ферментів , Які каталізують ці перетворення, в тварин тканинах і печінки людини відкриті також три специфічних ферменту (Серін- і треонін-дегідратази і цистатіонін-γ-ЛіАЗ), каталізують неокислювального дезаминирование відповідно серина , треоніну і цистеїну .

кінцевими продуктами реакції є піруват і α-кетобутірат, аміак і сірководень . оскільки зазначені ферменти вимагають присутності пиридоксальфосфата в якості коферменту , реакція неокислювального дезаминирования , Найімовірніше, протікає з утворенням шіффово підстав як проміжних метаболітів .

найбільш вивчений фермент треоніндегідратаза, яка виявилася не тільки аллостерическим ферментом , Але поряд з триптофан-2,3-диокси колагенази і тірозінамінотрансферазой індуцібельная ферментом в тварин тканинах (Індукція синтезу ферментів de novo є загальною властивістю мікроорганізмів ). Так, при згодовуванні щурам гідролізату казеїну активність треоніндегідратази печінки підвищується майже в 300 разів. Цей синтез гальмується інгібітором білкового синтезу пуромицин. Оскільки індукція майже повністю гальмується також глюкозою їжі, треонінгідратаза, мабуть, є відповідальною за глюконеогенез , Так як α-кетобутірат легко перетворюється в піруват і відповідно в глюкозу .

Попередня сторінка | Наступна сторінка
ЗМІСТ