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

Трансаминирование аминокислот — это обратимый процесс обмена амино и кето групп под ферментом аминотрансфераза, является источником кетокислот и заменимых аминокислот.

Cуть этой реакции – обратимый перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту без промежуточного образования аммиака. Катализируют реакции трансаминирования ферменты трансаминазы (аминотрансферазы), в роли кофермента выступает пиридоксальфосфат (активная форма витамина В6).

В переаминировании участвует много аминокислот (кроме лизина, треонина), наиболее активными являются глутаминовая, аспарагиновая кислоты, что связывают с высоким содержанием в тканях животных двух специфических аминотрансфераз – аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы. Аминотрансферазы участвуют в синтезе новых аминокислот из а-кетоглутарата. Этот синтез возможен и для получения незаменимых аминокислот, если с пищей будут поступать соответствующие кетокислоты.

Непрямое дезаминирование - Все аминокислоты, кроме глутаминовой, дезаминируются непрямым путем. Непрямое окислительное дезаминирование активно протекает во всех клетках организма и состоит из двух этапов:

1. Трансаминирования с а-кетоглутаратом с образованием глутамата (АМИНОТРАНСФЕРАЗА)

2. Прямого окислительного дезаминирования глутамата (ГЛУТАМАТ-ДГ). В результате трансаминирования а-кетоглутарат превращается в глутамат, а аминокислоты теряют аминогруппы и превращаются в а-кетокислоты. Далее их углеродный скелет катаболизируется специфическими путями и вовлекается в цикл Кребса, где сгорает до углекислого газа и воды. Глутаминовая кислота является коллектором всех аминогрупп, и только она подвергается прямому окислительному дезаминированию с образованием аммиака и а-кетоглутаровой кислоты.

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

Образование:

в результате реакций дезаминирования аминокислот, биогенных аминов, пуриновых и пиримидиновых оснований, амидов аминокислот в тканях организма. Часть образуется в кишечнике из-за деятельности микрофлорыи всасывается в кровь воротной вены. 25-40 мкмоль/л.

Пути обезвреживания:

-используется на восстановительное аминирование;

-образование амидов (аспарагина, глутамина), которые поступают в кровь, переносятся в печень и почки, где под действием глутаминазы и аспарагиназы соответственно расщепляются до глутамата или аспаратата и аммиака. В печени аммиак используется на образование карбамоилфосфата, из почек аммиак выводится в виде аммонийнных молей 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. Глюкоза поступает в кровь и переносится в мышцы, где превращается в пируват в ходе гликолиза.

Биосинтез мочевины.

Циклический процесс в гепатацитах печени.

Он происходит в 3 этапа, включающих 5 реакций, каждая из которых катализируется отдельным ферментом:

– синтез аминокислоты цитруллина (две реакции);

– синтез аминокислоты аргинина (две реакции);

– образование мочевины (одна реакция).

Синтез мочевины начинается в митохондриях (первая и вторая реакции), оставшиеся три реакции идут в цитозоле.

Первый этап – синтез аминокислоты цитруллина протекает в митохондриях печени, где аммиак обезвреживается путем связывания с углекислым газом и образования карбамоилфосфата при участии фермента карбамоилфосфатсинтетазы (1).

Затем следует реакция конденсации образовавшегося карбамоилфосфата и аминокислоты орнитина, катализируемая ферментом орнитинкарбамоилтрансферазой, в ходе реакции образуется цитруллин и регенерирует молекула неорганического фосфата (2).

Второй этап – синтез аргинина из цитруллина и аспартата (донора аминогруппы) протекает уже в цитозоле печени и включает две реакции. Первая – конденсация цитруллина и аспарагиновой кислоты с образованием аргининосукцината катализируется аргининосукцинатсинтетазой (3). Вторая реакция – аргининосукцинат распадается на аргинин и фумаровую кислоту при участии фермента аргининосукцинатлиазы (4).

На третьем этапе аргинин расщепляется на мочевину и орнитин под действием фермента аргиназы (5).

Гипераммониемия — это нарушение обмена веществ, проявляющееся в недостаточности цикла ферментов мочевины, приводящее к отравлению организма аммиаком.