Реакция прямого окислительного дезаминирования глутаминовой кислоты.

Окислительное дезаминирование глутамата – обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в боратном направлении, как восстановительное аминирование α-кетоглутарата.

Глутаматдегидрогенназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов кроме мышц. Этот фермент – олигомер, состоящий из 6 субъединиц (молекулярная масса 312 кД). Глутаматдегидрогеназа играет важную роль, так как являктся регуляторным ферментом аминокислотного обмена. Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы (АТФ, ГТФ, NADH) вызывают диссоциацию фермента и потерю глутаматдегидрогеназой активности. Высокие концентрации АДФ активируют фермент. Таким образом низкий энергитический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образование α-кетоглутарата, поступающего в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом).

2).Аэробное прямое окислительное дезаминирование катализируется оксидазами D– аминокислот (D–оксидазы) в качестве кофермента использующими ФАД, и оксидазами L-аминокислот (L-оксидазы) с коферментом ФМН. В организме человека эти ферменты присутствуют, но практически не активны.

Реакция, катализируемая оксидазами D- и L- аминокислот

Оксидаза L-аминокислот

В печени и почках обнаружен фермент оксидаза L-аминокислот, способный дезаминировать некоторые L-аминокислоты. (схема 2)

Коферментом в данной реакции выступает FMN. Однако вклад оксидазы L-аминокислот в дезаминирование, очевидно, незначителен, так как оптимум её действия лежит в щелочной среде (рН 10,0). В клетках, где рН среды близок к нейтральному, активность фермента очень низка.

Оксидаза D- аминокислот обнаружена в почках и печени. Это FAD- зависимый фермент. Оптимум рН оксидазы лежит в нейтральной среде, поэтому фермент более активен, чем оксидаза L-аминокислот. Роль оксидазы D- аминокислот способствует их превращению в соответствующие L- изомеры. (рисунок 2)

1. Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование).

Большинство аминокислот не способно дезаминироваться в одну стадию, подобно Глу. Аминогруппы таких аминокислот в результате трансаминирования переносятся на α-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая затем подвергается прямому окислительлному дезаминированию. Такой механизм дезаминирования аминокислот в 2 стадии получил название трансдезаминирования, или непрямого дезаминирования:

Первая стадия заключается в обратимом переносе NH₂ – группы с аминокислот на кетокислоту с образованием новой кетокислоты – этот перенос называется трансаминирование и его механизм сложен. В качестве кетокислоты – акцептора («кетокислота 2») в организме обычно используется α-кетоглутаровая кислота, которая превращается в глутамат («аминокислота 2»).

В результате трансаминирования свободные аминокислоты теряют α- NH₂ – группы и превращаются в соответствующие кетокислоты. Далее их кетоскелет катаболизируется специфическими путями и вовлекается в цикл трикарбоновых кислот и тканевое дыхание, где сгорает до CO₂ и H ₂O. При необходимости (например, голодание) углеродный скелет глюкогенных аминокислот может использоваться для синтеза глюкозы в глюконеогенезе.

Вторая стадия состоит в отщЕплении аминогруппы от аминокислоты 2 – дезаминирование. В организме человека дезаминирование подвергается только глутаминивая кислота. Вторая стадия осуществляется глутаматдегилрогеназой, которая имеется в митохондриях всех клеток, кроме мышечных. Учитывая тесную связь обоих этапов, непрямое окислительное дезаминирование называют трансдезаминированием.