Г. Опишите механизм реакций, происходящих с участием данного кофермента и укажите их биологическое значение.

Данная реакция является реакцией трасаминирования аминокислот (в данном случае глутамата). Эта реакция легко обратима. Обратную реакцию катализирует фермент аланинаминотрансфераза (АЛТ). Эта реакция заключается в том, что аминокислота и кетокислота обмениваются друг с другом своими функциональными группами при альфа-углеродном атоме. В результате вступившая в реакцию аминокислота превращается в соответствующую альфа-кетокислоту, а кетокислота становится аминокислотой. Трансамининирование – заключительный этап синтеза заменимых аминокислот из соответствующих α-кетокислот, если они в данный момент необходимы клеткам. Трансаминирование – первая стадия дезаминирования большинства аминокислот т.е. начальнй этап их катаболизма. Образующиеся при этом кетокислоты окисляются в ЦТК и используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел. При трансаминированииобщее количество аминокислот в клетке не меняется.

А. Класс - трансферазы,

Трансферазы катализируют реакции межмолекулярного переноса различных атомов, групп атомов и радикалов (кроме водорода). Деление на подклассы определяется природой переносимых групп.

Трансферазы, катализирующие реакции переноса одноуглеродных остатков. Например, фермент серингидроксиметилтрансфераза, катализирующий образование метилентетрагидрофолиевой кислоты.

Ацилтрансферазы, катализирующие перенос ацильных групп. Например, фермент карнитин-ацилтрансфераза, катализирующий перенос ацильной группы с атома серы коэнзима А (КоА) на гидроксильную группу карнитина.

Гликозилтрансферазы, катализирующие перенос углеводных остатков. К этому подклассу относится фермент гликогенфосфорилаза, участвующий в распаде резервного полисахарида – гликогена.

Аминотрансферазы (трансаминазы), катализирующие перенос аминогруппы в реакциях трансаминирования. Трансаминазы в качестве кофермента используют пиридоксальфосфат. Примером может служить фермент аланинаминотрансфераза, катализирующий реакцию трансаминирования между аланином и a-кетоглутаратом.

Фосфотрансферазы (киназы), катализирующие перенос остатка фосфорной кислоты от нуклеозидтрифосфатов. Например, фермент гексокиназа, катализирующий следующую реакцию:

D-гексоза + АТФ → D-гексозо-6-фосфат + АДФ

Гексокиназа обладает групповой субстратной специфичностью и способна фосфорилировать различные гексозы: глюкозу, маннозу, галактозу и др.

подкласс - аминотрансферазы, Аминотрансферазы – класический пример ферментов, катализирующих реакции, протекающие по механизсу пинг-понг. В таких реакциях первый продукт должен уйти их активного центра фермента до того, как второй субстрат сможет к нему присоединиться.

 название глутаматпируваттрансаминаза (ГПТ); кофермент пиридоксальфосфат ПФ – прозводное витамина В6(пиридоксина)

Б. Витамин В₆ (пиридоксин). В основе структуры витамина лежит пиридиновое кольцо. Известны три формы витамина, отличающиеся строением замещающей группы у атома углерода в п-положении к атому азота. Все они характеризуются одинаковой биологической активностью (пиридоксол, пиридоксаль, пиридоксамин). Все 3 формы витамина бесцветные кристаллы, растворимые в воде. Источники: яйца печень, молоко, зеленый перец, морковь пшеница, дрожжи. Некоторое количества витамина синтезируется кишечной флорой. Суточная поребность 2-3 мг.

 Коферменты: пиридоксальфосфат и пиридоксаминфосфат. Коферменты образуются путем фосфорилированияпо гидроксиметильной группев пятом положении пиримидинового кольца при участии фермента пиридоксалькиназы и АТФ как источника фосфата.

 Тип реакций: трансферазные, трансаминирование,декарбоксилирование аминокислот. Коферменты учавствуют в специфических реакциях метаболизма отдельных аминокислот: серина, треонина, триптофана, серосодержащих аминокислот, а так же в синтезе гема.

В. Перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту. При этом наиболее важную роль играет его альдегидная группа, которая может необратимо присоединять различные амины с образованием шиффовых оснований. (трансаминирование, непрямое дезаминирование аминокислот)

Непрямое дезаминирование – болльшинство аминокислот не способно дезаминироватьсяв одну стадию. Аминогруппы таких аминокисло в результатее трансаминирования переносят α-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая подвергается прямому окислительному лезаминированию.

Г. Последовательность реакций трансаминирования включает 2 стадии. Пиридоксальфосфат забирает аминогруппу от субстрата (в данном случае, глутамата), и замещает ее на группу, которая по электронным свойствам эквивалентна смежной карбонильной группе (в данном случае, С=О в пирувате).

Т.е. 1 стадия-  к пиридоксальфосфату в активном центре фермента с помощью альдиминной связи присоединяется аминогруппа от глутамата, и образуется комплекс фермент-пиридоксаминофосфат и кетокислота – первый продукт реакции Этот процесс включает образование 2 шиффовых оснований(альдимина и кетимина).

2 стадия – комплекс фермент – пиридоксаминофосфат соединяется с кетокислотой (вторым субстратом) и снова через промежуточное образование 2 шиффовых оснований передает аминогрупу на кетокислоту. В результате фермент возвращается в свою нативную форму, и образуется новая аминокислота – второй продукт реакции.

Трансаминирование – реакция переноса a-аминогруппы с аминокислоты на a-кетокислоту, в результате чего получается новая кетокислота и новая аминокислота. Это заключительный этап синтеза заменимых аминокислот из соответствующих a-кетокислот, если они в данный момент необходимы клеткам. В результате происходи перераспределение аминного азота в тканях организма. Трансаминирование – первая стадия дезаминирования большинства аминокислот т.е. начальнй этап их катаболизма. Образующиеся при этом кетокислоты окисляются в ЦТК и используются для синтеза глюкозы и кетоновых тел. При трансаминированииобщее количество аминокислот в клетке не меняется.

42