Нарушение функции фенилаланин гидроксилазы – причина фенилкетонурии.

 

Реакции метилирования:

Метионин на пути своего распада взаимодействует с АТФ с образованием S-аденозилметионина (SАМ). Эту молекулу называют «активный метионин», поскольку он является донором метильной группы в синтезе многих важных для клетки соединений.

После передачи метильной группы образуется S-аденозилгомоцистеин, который путем гидролиза S—С-связи распадается на L-гомоцистеин и аденин.

 

Реакции разрыва цепи можно рассмотреть на примере триптофана и аригинина:

Распад молекулы триптофана до промежуточных продуктов проходит в основном по кинуренин-антранилатному пути, в результате которого после ряда реакций из триптофана образуется никотинамид (витамин РР).

 

Разрыв цепей аргинина приводит к образованию орнитина и мочевины в цикле синтеза мочевины:

 

2. Реакции на карбоксильную группу:

а) декарбоксилирование (на примере гис, тир, трп, глу) – механизм, ферменты, биологическая роль;

б) восстановление – ферменты, биологическая роль.

Декарбоксилирование аминокислот.

Общая схема процесса декарбоксилирования:

 

R-CH-COOH ---> R-CH2-NH₂ + CO₂

│

NH₂

В живых организмах открыто 4 типа декарбоксилирования:

1. Альфа-декарбоксилирование (отщепляется COO-группа, стоящая по соседству с альфа-углеродным атомом.

R-CH-COOH ---> R-CH₂-NH₂

│

NH₂

 

2. Омега- декарбоксилирование (характерно для микробов).

Таким путем из АСП образуется альфа-аланин.

 

HOOC-CH₂-CH-COOH ---------> CH3-CH-COOH

│ -CO₂ │

NH₂ NH₂

аспартат аланин

3. Декарбоксилирование, связанное с трансаминированием.

 

R ₁ R ₂ R ₁ R ₂

│ │ │ │

CH-NH ₂ + C=O -----------> C=O + CH-NH ₂

│ │ - CO₂ │ │

COOH COOH H COOH

альдегид новая а/к

 

4. Декарбоксилирование, связанное с конденсацией молекул.

 

R₁ R₂ R₁

│ │ │

CH-NH₂ + CO-S-КоА -----------> CH-NH₂ + HSКоА

│ - CO₂ │

COOH CO-R₂

 

Реакции декарбоксилирования в отличие от других процессов обмена а/к являются необратимыми. Они катализируются специфическими ферментами - декарбоксилазами а/к, каждая из которых состоит из белковой части и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом.

Реакции декарбоксилирования аминокислот лежат в основе образования биогенных аминов. Продукты декарбоксилирования ароматических аминокислот и глутаминовой кислоты выполняют роль нейромедиаторов:

гамма-аминомасляная кислота - медиатор тормозных нейронов - образуется путем декарбоксилирования L-глутамата. Эта реакция катализируется пиридоксальфосфат-зависимым ферментом L-глутамат-декарбоксилазой. Она локализована главным образом в нейронах центральной нервной системы, преимущественно в сером веществе головного мозга.

В животных тканях с высокой скоростью протекает реакция декарбоксилирования гистидина, катализируемая специфической гистидиндекарбоксилазой:

 

Гистамин - вазодилятатор, образуется в области воспаления, вызывая расширения сосудов в очаге воспаления, тем самым ускоряет приток лейкоцитов, участвует в секреции HCl, является медиатором боли.

 

В животных тканях с высокой скоростью декарбоксилируются цистеиновая и цистеинсульфиновая кислоты.

 

CH₂-SO₂H CH₂-SO₃H

│ [O] │

CH-NH₂ -----> CH-NH₂

│ │

COOH COOH

цистеин- цистеиновая к-та

Сульфиновая

К-та

 

│___ CO₂ │____ CO₂

│ │

 

CH₂-SO₂H [O] CH₂-SO₃H

│ -----> │

CH₂-NH₂ CH₂-NH₂

Гипотаурин таурин (используется для

Синтеза парных желчных к-т).

При декарбоксилировании триптофана образуется биогенный амин триптамин, обладающий сосудосуживающим действием.

 

 

 

При декарбоксилировании тирозина происходит синтез катехоламинов.

 

Реакция восстановления.

Реакцию восстановления карбоксильной группы можно рассмотреть на примере глутаминовой кислоты: образующийся при этом глутамат-гамма-полуальдегид используется в различных реакциях, например, в реакции синтеза пролина из глутаминовой кислоты.

 

3. Реакции на аминогруппу:

а) виды дезаминирования (окислительное, восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное), их медико-биологическое значение;

б) прямое окислительное дезаминирование – механизм, ферменты, коферменты, биологическое значение;

в) реакции переаминирования – ферменты, коферменты, биологическое значение;

г) непрямое окислительное дезаминирование – механизм, ферменты, коферменты, биологическое значение.

Виды дезаминирования

Возможны четыре механизма прямого дезаминирования:

Окислительное дезаминирование (см. ниже)

Восстановительное дезаминирование характерно для микроорганизмов, гидролитическое – для аспарагина и глутамина (в результате образуются аспартат и глутамат), внутримолекулярное – для гистидина (с образованием урокаиновой кислоты). Прямое окислительное дезаминирование характерно для глутаминовой кислоты: