Декарбоксилирование аминокислот. Его сущность. Декарбоксилирование гистидина, серина, цистеина, орнитина, лизина и глутамата. Роль биогенных аминов в регуляции метаболизма и функций.

Декарбоксилирование аминокислот -это отщепление от аминокислоты карбоксильной группы. Процесс катализируется декарбоксилазами, в состав которых входит витамин В₆. В большинстве случаев при декарбоксилировании АК образуются амины (исключением является глутамат, при декарбоксилировании которого образуется g-аминомасляная кислота).

Примеры реакций декарбоксилирования и функции образовавшихся продуктов: 1. При декарбоксилировании лизина обр-ся кадаверин. Эти амины образуются при бактериальном брожении из белков. 2. При декарбоксилировании серина образуется этаноламин, который путем метилирования превращается в холин. Холин и этаноламин входят в сос-тав сложных липидов. Из холина путем ацетилирования образуется ацетилхолин. 3. При декарбоксилировании цистеина образуется меркаптоэтиламин, который входит в состав КоА, защищает от лучевой болезни. 4. При декарбоксилировании гистидина образуется гистамин, который: а) через Н₂-рецепторы усиливает секрецию НСl в желудке, б) через Н₁-рецепторы снижает артериальное давление в результате расширения мелких сосудов и увеличения их проницаемости, в) участвует в аллергических и анафилактических реакциях.

31. Трансаминирование аминокислот. Специфичность аминотрансфераз. Значение реакций трансаминирования. Непрямое дезаминирование аминокис­лот: последовательность реакций, ферменты, биологическое значение.

Переаминирование (трансаминирование) аминокислот - Реакция катализируется аминотрансферазами, в состав которых входит витамин В₆. В переаминировании участвуют аминокислота и кетокислота (чаще 2-оксоглутарат, реже - пируват и оксалоацетат). В результате реакции образуются новая аминокислота и новая кетокислота. Значение реакции переаминирования:

1. Коллекторная функция, т. е. перевод аминогруппы в одну 1 формулу т.е. вводит в состав глутамата; 2. Является источником заменимых аминокислот; 3. В ходе этой реакции аминокислоты превращаются в кетокислоты, которые могут окисляться в цикле Кребса, использоваться в ГНГ или превращаться в кетоновые тела. 4. Аминотрансферазы - это универсальные ферменты, которые имеются в каждой клетке. В крови их очень мало. Увеличение активности аминотрансфераз свидетельствует о разрушении тех клеток, где они находились. Этот факт используется для диагностики некоторых заболеваний. Так, при инфаркте миокарда в крови увеличивается активность аспартатаминотрансферазы, а при вирусном гепатите или циррозе печени увеличивается активность аланинаминотрансферазы. Аминотрансферазы активируются катехоламинами, глюкокортикостероидами, большими дозами йодтиронинов.

32. Образование и пути использования аммиака. Биосинтез мочевины: после­довательность реакций, регуляция. Гипераммониемия.

Источники аммиака и пути его обезвреживания: Аммиак образуется в результате реакций дезаминирования аминокислот, биогенных аминов (гистамина, серотонина, катехоламинов и др.), пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, амидов аминокислот в тканях организма. Часть аммиака образуется в кишечнике в результате деятельности микрофлоры (гниение белков) и всасывается в кровь воротной вены. Содержание аммиака в крови в норме 25-40 мкмоль/л. Причины токсичности аммиака: 1. Связь с a-кетоглутаратом, что вызывает угнетение обмена аминокислот (переаминирования) и гипоэнергетическое состояние (угнетение цикла Кребса). 2. Аммиак усиливает синтез глутамина из глутамата в нервной ткани. Снижение концентрации глутамата нарушает обмен нейромедиаторов, в частности синтез g-аминомасляной кислоты – основного тормозного модулятора. Это нарушает проведение нервного импульса и вызывает судороги. 3. Аммиак в крови и цитозоле образует ион NH₄⁺_, накопление которого нарушает трансмембранный перенос ионов, в частности Na⁺ и К⁺, что также влияет на проведение нервного импульса. 4. Накопление аммиака может сдвигать рН в щелочную сторону, вызывая метаболический алкалоз. Токсичный аммиак в клетках обезвреживается несколькими путями:

- используется на восстановительное аминирование (имеет небольшоезначение);

- используется на образование амидов (аспарагина и глутамина), которые поступают в кровь и переносятся в печень и почки, где под действием глутаминазы и аспарагиназы соответственно расщепляются до глутамата или аспартата и аммиака. В печени аммиак используется на образование карбамоилфосфата, из почек аммиак выводится в виде аммонийных солей с мочой.

- в мышцах аммиак используется на образование аланина, который выводится в кровь и переносится в печень, где после переаминирования превращается в пируват, используемый в ГНГ для синтеза глюкозы. Образовавшаяся глюкоза поступает в кровь и переносится в мышцы, где превращается в пируват в ходе гликолиза. Обмен метаболитами (аланином и глюкозой) между печенью и мышцей называется глюкозо-аланиновым циклом. Синтез мочевины (орнитиновый цикл). Синтез мочевины протекает в гепатоцитах печени, является процессом циклическим. Для синтеза одной молекулы мочевины требуется 3 молекулы АТФ, 1 молекула аммиака, 1 молекула аспартата, 1 молекула СО₂, 1 молекула орнитина. Орнитиновый цикл тесно связан с циклом Кребса:

а) цикл Кребса поставляет синтезу мочевины СО₂ и АТФ.

б) фумарат, образованный в орнитиновом цикле, идет в цикл Кребса, превращаясь в оксалоацетат. Оксалоацетат путем переаминирования превращается в аспартат, который опять может использоваться в синтезе мочевины. В результате орнитинового цикла очень токсичный аммиак превращается в безвредную мочевину - главный конечный продукт азотистого обмена млекопитающих. Мочевина из печени выделяется в кровь и переносится к почкам, где выделяется с мочой. Синтез мочевины усиливают катехоламины и глюкокортикостероиды. Определение активности аргиназы и орнитинкарбамоилфосфаттрансферазы в сыворотке крови используется для диагностики патологий печени. Гипераммониемия - повышенное содержание в плазме крови свободных ионов аммония; наблюдается при циррозах и острой дистрофии печени, эклампсии, некоторых наследственных нарушениях обмена веществ.