Переаминирование аминокислот: Трансаминирование аминокислот. «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ», Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.

Трансаминирование аминокислот. «БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ», Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф.

Под трансаминированием подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH₂—) от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака. Впервые реакции трансаминиро-вания (прежнее название «переаминирование») были открыты в 1937 г. советскими учеными А.Е. Браунштейном и М.Г. Крицман при изучении дезаминирования глутаминовой кислоты в мышечной ткани. Было замечено, что при добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пировиноградной кислот образуются α-кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточного свободного аммиака; добавление аланина и α-кетоглутаровой кислоты приводило к образованию соответственно пировиноградной и глутаминовой кислот.

Реакции трансаминирования являются обратимыми и, как выяснилось позже, универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участии специфических ферментов, названных А.Е. Браун-штейном аминоферазами (по современной классификации, аминотранс-феразы, или трансаминазы). Теоретически реакции трансаминиро-вания возможны между любой амино- и кетокислотой, однако наиболее интенсивно они протекают в том случае, когда один из партнеров представлен дикарбоновой амино- или кетокислотой. В тканях животных и у микроорганизмов доказано существование реакций трансаминирования между монокарбоновыми амино- и кетокислотами. Донорами NН

2-группы могут также служить не только α-, но и β-, γ- и ω-аминогруппы ряда аминокислот. В лаборатории А. Майстера доказано, кроме того, трансами-нирование глутамина и аспарагина с кетокислотами в тканях животных.

В переносе аминогруппы активное участие принимает кофермент транс-аминаз пиридоксальфосфат (производное витамина В₆; см. главу 5), который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксаминфосфат.

Механизм реакции трансаминирования. Общую теорию механизма ферментативного трансаминирования разработали советские ученые А.Е. Браун-штейн и М.М. Шемякин. Одновременно подобный механизм был предложен американскими биохимиками Э. Снеллом и Д. Метцлером. Все трансаминазы (как и декарбоксилазы аминокислот) содержат один и тот же кофермент – пиридоксальфосфат. Для реакций трансаминирования харак -терен общий механизм. Специфичность трансаминаз обеспечивается белковым компонентом. Ферменты трансаминирования катализируют перенос NH₂-группы не на α-кетокислоту, а сначала на кофермент пиридоксаль-фосфат. Образовавшееся промежуточное соединение (шиффово основание) подвергается внутримолекулярным превращениям (лабилизация α-водо-родного атома, перераспределение энергии связи), приводящим к освобождению α-кетокислоты и пиридоксаминфосфата; последний на второй стадии реакции реагирует с любой другой α-кетокислотой, что через те же стадии образования промежуточных соединений (идущих в обратном направлении) приводит к синтезу новой аминокислоты и освобождению пиридоксальфосфата. Опуская промежуточные стадии образования шиффовых оснований, обе стадии реакции трансаминирования можно представить в виде общей схемы:

Более подробно механизм действия трансаминаз представлен на рис. 12.3.

В связи с тем что во всех пиридоксалевых ферментах (включая транс-аминазы) карбонильная группа кофермента (—СНО) оказалась связанной с ε-аминогруппой лизина белковой части, в классический механизм реакции трансаминирования А.Е. Браунштейн и Э. Снелл внесли следующее дополнение. Оказалось, что взаимодействие между субстратом, т.е. L-амино-кислотой (на рисунке – аспартат), и пиридоксальфосфатом происходит не путем конденсации с выделением молекулы воды, а путем реакции замещения, при которой NH₂-группа субстрата вытесняет ε-NН₂

-группу лизина в молекуле ферментного белка, что приводит к формированию пиридоксальфосфатного комплекса.

Существование представленного механизма реакции трансаминирова-ния доказано разнообразными методами, включая методы спектрального анализа по идентификации промежуточных альдиминных и кетиминных производных пиридоксальфосфата.

Роль трансаминаз и реакций трансаминирования в обмене аминокислот.

Чрезвычайно широкое распространение трансаминаз в животных тканях, у микроорганизмов и растений, их высокая резистентность к физическим, химическим и биологическим воздействиям, абсолютная стереохимическая специфичность по отношению к L-аминокислотам, а также высокая каталитическая активность в процессах трансаминирования послужили предметом детального исследования роли этих ферментов в обмене аминокислот. Ранее было указано, что при физиологических значениях рН среды активность оксидазы L-аминокислот резко снижена. Учитывая это обстоятельство, а также высокую скорость протекания реакции трансами-нирования, А.Е. Браунштейн выдвинул гипотезу о возможности существования в животных тканях непрямого пути дезаминирования аминокислот через реакции трансаминирования, названного им

трансдезаминированием. Основой для выдвижения этой гипотезы послужили также данные Г. Эйлера о том, что в животных тканях из всех природных аминокислот с высокой скоростью дезаминируется только L-глутаминовая кислота в реакции, катализируемой высокоактивной и специфической глутамат-дегидрогеназой.

Согласно гипотезе, получившей экспериментальное подтверждение, все или почти все природные аминокислоты (исключение составляет метионин) сначала реагируют с α-кетоглутаровой кислотой в реакции трансами-нирования с образованием глутаминовой кислоты и соответствующей кетокислоты. Образовавшаяся глутаминовая кислота затем подвергается непосредственному окислительному дезаминированию под действием глу-таматдегидрогеназы. Схематически механизм трансдезаминирования можно представить в следующем виде:

Суммарная реакция при этом следующая:

R,—CH(NH₂)—COOH + НАД⁺+H₂0-> R,—CO—СООН + НАДН₂ + NH₃.

Поскольку обе реакции (трансаминирование и дезаминирование глу-таминовой кислоты) являются обратимыми, создаются условия для синтеза по существу любой аминокислоты, если в организме имеются соответствующие α-кетокислоты. Известно, что организм животных и человека не наделен способностью синтеза углеродных скелетов (α-кетокислот), так называемых незаменимых аминокислот; этой способностью обладают только растения и многие микроорганизмы.

Рис. 12.4. Центральная роль трансаминаз L-аминокислот и глутаматдегидрогеназы в биосинтезе и распаде аминокислот в тканях животных. АМК — аминокислоты; α-КГ - α-кетоглутарат.

Механизм, при помощи которого в живых организмах осуществляется синтез природных аминокислот из α-кетокислот и аммиака, был назван А.Е. Браунштейном трансреаминированием. Сущность его сводится к восстановительному аминированию α-кетоглутаровой кислоты с образованием глутаминовой кислоты (реакцию катализирует НАДФ-зависимая глута-матдегидрогеназа, работающая в режиме синтеза) и к последующему трансаминированию глутамата с любой α-кетокислотой. В результате образуется L-аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте, и вновь освобождается α-кетоглутаровая кислота, которая может акцептировать новую молекулу аммиака. Роль реакций трансаминирования как в дезаминировании, так и в биосинтезе аминокислот может быть представлена в виде схемы:

Таким образом, трансаминазы катализируют опосредованное через глутаматдегидрогеназу дезаминирование природных аминокислот (черные стрелки) и биосинтез аминокислот (красные стрелки). В более упрощенной форме роль этих ключевых ферментов азотистого обмена представлена на рис. 12.4.

Получены доказательства существования в организме теплокровных животных еще одного механизма непрямого (опосредованного) дезами-нирования L-аминокислот, при котором Глу, Асп и АМФ выполняют роль системы переноса NН₂-группы; гидролитическое дезаминирование АМФ приводит к образованию инозинмонофосфата (ИМФ) и аммиака:

Возможно, что в аналогичной системе в качестве промежуточного переносчика NH₂-группы вместо АМФ участвует НАД.

Клиническое значение определения активности трансаминаз. Широкое распространение и высокая активность трансаминаз в органах и тканях человека, а также сравнительно низкие величины активности этих ферментов в крови послужили основанием для определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови человека при органических и функциональных поражениях разных органов. Для клинических целей наибольшее значение имеют две трансаминазы – аспартат-аминотрансфераза (AcAT) и аланин-аминотрансфераза (АлАТ), катализирующие соответственно следующие обратимые реакции:

В сыворотке крови здоровых людей активность этих трансаминаз в тысячи раз ниже, чем в паренхиматозных органах. Поэтому органические поражения при острых и хронических заболеваниях, сопровождающиеся деструкцией клеток, приводят к выходу трансаминаз из очага поражения в кровь. Так, уже через 3–5 ч после развития инфаркта миокарда уровень АсАТ в сыворотке крови резко повышается (в 20–30 раз). Максимум активности обеих трансаминаз крови приходится на конец первых суток, а уже через 2–3 дня при благоприятном исходе болезни уровень сывороточных трансаминаз возвращается к норме. Напротив, при затяжном процессе или наступлении повторного инфаркта миокарда наблюдается новый пик повышения активности этих ферментов в крови. Этим объясняется тот факт, что в клинике трансаминазный тест используется не только для постановки диагноза, но и для прогноза и проверки эффективности лечения . При поражениях клеток печени, например при гепатитах, также наблюдается гипертрансаминаземия (за счет преимущественного повышения уровня АлАТ), но она имеет более умеренный и затяжной характер, а повышение активности трансаминазы в сыворотке крови происходит медленно. При различного рода коронарной недостаточности (стенокардия, пороки сердца и др., кроме инфаркта миокарда) гипертрансаминаземия или не наблюдается, или незначительна. Определение активности трансаминаз в сыворотке крови при заболеваниях сердца следует отнести к дифференциально-диагностическим лабораторным тестам. Повышение уровня трансаминаз в сыворотке крови отмечено, кроме того, при некоторых заболеваниях мышц, в частности при обширных травмах, гангрене конечностей и прогрессивной мышечной дистрофии.

Превращения α-кетокислот. Образовавшиеся в процессе дезаминиро-вания и трансдезаминирования α-кетокислоты подвергаются в тканях животных различным превращениям и могут вновь трансаминироваться с образованием соответствующей аминокислоты. Это так называемый синтетический путь превращения. Опыты с перфузией растворов α-кето-кислот и аммиака через изолированную печень показали, что в оттекающей из печени жидкости действительно имеются соответствующие исходным кетокислотам L-аминокислоты. Открыты, кроме того, гликогенные, кето-генные и окислительные пути, ведущие к образованию соответственно глюкозы, жирных кислот, кетоновых тел и компонентов цикла трикарбоновых кислот (ЦТК). Эти процессы можно представить в виде общей сводной схемы:

Углеродные скелеты аминокислот могут включаться в ЦТК через ацетил-КоА, пируват, оксалоацетат, α-кетоглутарат и сукцинил-КоА. Пять аминокислот (Фен, Лиз, Лей, Трп, Тир) считаются «кетогенными», поскольку они являются предшественниками кетоновых тел, в частности ацетоуксусной кислоты, в то время как большинство других аминокислот, обозначаемых как «гликогенные», служат в организме источником углеводов, в частности глюкозы. Подобный синтез углеводов de novo усиливается при некоторых патологических состояниях, например при сахарном диабете, а также при гиперфункции коркового вещества надпочечников и введении глюкокортикоидов (см. главу 8). Разделение аминокислот на «кетогенные» и «гликогенные» носит, однако, условный характер, поскольку отдельные участки углеродных атомов Лиз, Трп, Фен и Тир могут включаться и в молекулы предшественников глюкозы, например Фен и Тир – в фумарат. Истинно «кетогенной» аминокислотой является только лейцин.

Предыдущая страница | Следующая страница

СОДЕРЖАНИЕ

ХиМиК.ru — ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ — Химическая энциклопедия

ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ (трансаминирование), обратимый перенос аминогруппы из молекулы одного орг. соед. в молекулу другого. Наиб. роль переаминирование играет в биохимии в процессах метаболизма азотистых оснований в тканях животных и растений. Заключается в переносе аминогруппы от молекулы a-аминокислоты в молекулу a-кетокислоты, как правило с участием ферментов — аминотрансфераз (трансаминаз), напр. по р-ции:

В живых организмах на р-циях такого типа основываются синтез и диссимиляция аминокислот.

Аминотрансферазы (более 50 разновидностей) содержат в качестве кофсрмента производные витамина В₆-пири-доксаль-5′-фосфат (ф-ла I) и пиридоксамин-5′-фосфат (II). В основе каталитич. активности пиридоксаль-5′-фосфата лежит способность его формильной группы образовывать с аминокислотами шиффовы основания, легко гидролизующиеся до пиридоксамин-5′-фосфата и a-кетокислоты. Общая схема переаминирования с участием этих ферментов представляет собой сумму двух полуреакций:

A. E. Браунштейн и M. M. Шемякин в 1953 сформулировали общий механизм переаминирования в биол. системах, состоящий из ряда промежут. стадий. Подробно механизм переаминирования под действием аминотрансфераз рассмотрен в ст. Аспартатаминотранс· фераза.

Нарушение нормального течения переаминирования в организме наблюдается при патологич. состояниях, напр. при инфаркте миокарда, заболеваниях печени. Контроль концентрации аминотрансфераз используется в этих случаях как ср-во диагностики. Переаминирование в организме подавляется противотуберкулезными лек. ср-вами (изониазидом, циклосерином и др.), а также при В₆-авитаминозе.

Переаминирование аминокислот может происходить и вне клетки в присут. пиридоксаль-5′-фосфата, однако скорость р-ции в 10⁶ раз меньше. Специфичность действия определяется пространств, структурой субстрата, положением ионогенных групп белка, осуществляющих кислотно-основной катализ, и геометрией связывания субстрата.

В орг. химии примером переаминирования может служить обмен одной аминогруппы в молекуле на другую при р-ции с аминами:

Сдвиг равновесия определяется разностью основностей исходных аминов и продуктов р-ции, а также соотношением концентраций реагентов. Проводят р-ции при повыш. т-ре в присут. катализаторов (к-ты, основания, нек-рые металлы или их оксиды) или без них; протекает обычно по механизму S_N2. Каталитическое переаминирование в зависимости от агрегатного состояния катализатора осуществляют в жидкой фазе под давлением или в газовой фазе.

К переаминированию относят также превращ. a-кетокислоты в a-амино-кислоту при нагр. с др. аминокислотой в водном р-ре (р-ция Хербста — Энгеля):

Лит.: Геллер Б. А., «Успехи химии», 1978, т. 47, в. 3, с. 537-56; Мецлер Д., Биохимия, пер. с англ., т. 2, M., 1980, с. 209-32; Браун-штейн A. E., Процессы и ферменты клеточного метаболизма. Сб. статей, M., 1987; Марч Дж., Органическая химия, пер. с англ., т. 2, M., 1988, с. 150.

M. В. Шиманская.

Еще по теме:

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ — Большая Медицинская Энциклопедия

ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ (син. переаминирование) — обратимый межмолекулярный перенос аминогруппы (NH₂-группы) вместе с протоном и парой электронов от аминокислот или аминов к оксокислотам или другим карбонильным соединениям (альдегидам, кетонам).

Т. происходит в соответствии со следующей принципиальной схемой:

Т. является процессом, имеющим чрезвычайно большое общебиол. значение. Определение активности, изучение свойств ферментов, катализирующих реакции Т., исследование закономерностей этих реакций играют существенную роль в расшифровке патогенеза, а также в клинико-биохим. диагностике и прогнозировании течения нек-рых заболеваний. Генетически детерминированный дефект нек-рых ферментов, участвующих в Т., является причиной ряда наследственных болезней (см. Энзимопатии).

Ферментативное Т. было открыто в 1937 г. советскими биохимиками А. Е. Браунштейном и М. Г. Крицман. Исследуя превращения L-глутаминовой к-ты в скелетных мышцах и миокарде, они установили быстрое перемещение ее NH₂-группы на пировиноградную (альфа-оксопропионовую) к-ту с образованием альфа-оксоглутаровой к-ты и L-аланина; реакция столь же легко шла в обратном направлении (до определенной точки равновесия). В этой системе NH₂-группу глутамата акцептировали и нек-рые другие альфа-оксокислоты.

При биологическом, ферментативном, Т. наиболее часто исходными субстратами являются альфа-аминокислоты (см. Аминокислоты) и альфа-оксокислоты (см. Кетокислоты). От строения их молекул зависит положение равновесия в ферментативных реакциях Т. Первоначально предполагали, что в биол. Т. одной из субстратных пар должны быть дикарбоновые аминокислота и оксокислота (преимущественно пара глутамат — оксоглутарат). В дальнейшем было установлено существование в клетках любых организмов реакций Т. между монокарбоновыми донорами и акцепторами Nh3-rpynn без участия аминодикарбоновых к-т. Позже было обнаружено существование ферментных систем, действующих на субстраты с NH₂— и соответственно CO-группами не в альфа-положении, a в бета-, гамма- или дельта-положении. В реакциях Т. альфа-аминокиелот у человека, животных и растений участвуют только L-изомеры, причем в клетках этих эукариотических организмов наиболее активно превращаемой обычно является донорно-акцепторная пара L-глутамат — альфа-оксоглутарат.

Торном (С. В. Thorne) было открыто трансамнннрование D-изомеров аминокислот у микроорганизмов, в частности у бацилл; этим путем образуются D-аминокнслотные остатки, содержащиеся в клеточной стенке микроорганизмов.

Ферменты, катализирующие реакции трансаминирования

Реакции Т. катализируют ферменты аминотранеферазы, или трансаминазы (см. Аминотрансферазы). Известно ок. 60 индивидуальных, отличающихся по субстратной специфичности аминотрансфераз, объединенных в Номенклатуре ферментов под кодовым шифром КФ 2.6.1…, не считая множественных форм этих ферментов, специфических в видовом отношении и различных по внутриклеточной локализации (напр., митохондриальные и цитоплазматические) и отдельным физ. и хим. признакам (см. Изоферменты). Одни аминотранеферазы обладают строгой субстратной специфичностью к определенным донорно-акцепторным парам, субстратная специфичность других относительна и направлена на группу родственных субстратных пар, содержащих, напр., ароматические циклы в бета-положении; при этом тот или иной субстрат может обладать особенно высоким сродством к ферменту. Так, аминотранеферазы, катализирующие перенос альфа-NH₂-группы глутамина или аспарагина, имеют к соответствующему амиду значительно большее сродство, чем к другим NH₂-донорам (альфа-аминомонокарбоновым к-там).

Аминотранеферазы относятся к числу ферментов, молекула к-рых состоит из белка (апофермента), определяющего субстратную специфичность и тип катализируемой реакции, и кофактора, или простетической группы (см. Коферменты) — в данном случае пиридоксальфосфата (см.) — производного витамина B₆ (см. Пиридоксин). Уже в 40-х гг. 20 в. было показано, что при недостаточности витамина В6 у животных и нек-рых бактерий активность аминотрансфераз в клетках снижается, и ее можно восстановить добавлением к бесклеточным экстрактам фосфорного эфира пиридоксаля. Впервые в конце 50-х гг. 20 в. в виде практически чистого, индивидуального белка из сердечной мышцы свиней была выделена аспартат-аминотрансфераза (глутамат-аспартат-трансаминаза; КФ 2.6.1.1). Удалось отделить кофактор от апофермента и присоединением к последнему синтетического пиридоксаль-5′-фосфата регенерировать активную аминотрансферазу; аналогичные результаты позже были получены для всех исследованных специфических аминотрансфераз. Наиболее детально изучены физ. и хим. свойства, а также каталитическое действие аспартатаминотрансферазы миокарда и аспартатаминотрансфераз из других биол. источников. В лабораториях А. Е. Браунштейна, Ю. А. Овчинникова, Снелла (E. Е. Snell) и в нек-рых других установлены первичная и третичная структуры молекулы этого фермента, его оптические и другие физ. свойства и основные хим. стадии катализируемой им реакции.

Механизм ферментативного трансаминирования

В реакции Т. пиридоксаль-фосфат играет роль переносчика NH₂-групп. Природа промежуточных реакций, из к-рых складывается сам процесс переноса, выяснена А. Е. Браунштейном и Снеллом. Процесс протекает по следующей схеме, представленной в несколько упрощенном виде (символом O=CH•Pyr обозначен протеид пиридоксальфосфата, R¹ и R² — соответствующие радикалы):

В предложенной схеме не учтено состояние ионизации карбоксильных групп (COOH-групп) и атомов азота, а также то, что в молекуле фермента пиридоксальфосфат находится не в свободной форме, а в виде имина ε-NH₂-группы остатка лизина ферментного белка.

В первой полуреакции (1a) NH₂-группа аминокислоты переносится на альдегидную группу аминотрансферазы путем образования и перегруппировки иминов (шиффовых оснований) с образованием кетокислоты и протеида пиридоксаминфосфата. Последний во второй полуреакции (1б) реагирует по тому же типу с другой оксокислотой, образуя новую аминокислоту и исходный протеид пиридоксальфосфата.

Роль трансаминирования в энергетическом и азотистом обмене

В растительных и животных тканях наиболее активны реакции Т., при к-рых NH₂-группы переносятся на три образующиеся в процессах гликолиза (см.) и тканевого дыхания (см. Окисление биологическое) альфа-оксокислоты: пировиноградную, щавелево-уксусную и альфа-оксоглутаровую (и в обратную сторону — от трех соответствующих альфа-аминокислот). Одна из важных физиол. функций Т. состоит во взаимопревращениях этих шести метаболитов и регуляции гликолиза и тканевого дыхания путем устранения или образования промежуточных оксокислот, а тем самым — в регуляции образования углеродных скелетов аминокислот и их использования в процессах полного окисления, глюконеогенеза (см. Глюкоза, Углеводный обмен) или кетогенеза (см. Кетоновые тела) без сопутствующей потери ценного для организма аминного азота. Одноименные, но по-разному локализованные в клетке (напр., в цитозоле и в митохондриях) аминотрансферазы исполняют в тканевом обмене неодинаковые роли. Установлено, что любые состояния, требующие срочной мобилизации компонентов белка для покрытия энергетических затрат организма (такие, как недостаточное или несбалансированное питание, все виды стресса), связаны с адаптивным, гормонально-стимулированным биосинтезом определенных аминотрансфераз, в особенности участвующих в глюконеогенезе (аланин- и аспартатаминотрансфераз, аминотрансфераз ароматических аминокислот).

В тканях человека и других млекопитающих NH₂-группы природных аминокислот, кроме L-глутаминовой, недоступны или трудно поддаются прямой диссимиляции путем окислительного дезаминирования (см.), равно как и синтезу посредством прямого аминирования оксокислот. Открытие Т. на первых же порах привело к появлению гипотезы, позже всесторонне обоснованной, о преобладании непрямых, опосредованных через Т. с оксоглутаратом — глутаматом путях дезаминирования и соответственно синтеза большинства аминокислот (кроме глутамата). Было показано, что эти процессы подавляются в rie-реживающих тканях и in vivo всеми воздействиями, к-рые нарушают реакции Т. (гиповитаминозом В₆, ингибиторами аминотрансфераз) или же отдельные стадии образования альфа-оксокислот в цикле трикарбоно-вых к-т (см. Трикарбоновых кислот цикл), и восстанавливаются при компенсации блокированной реакции. Образующийся в ходе непрямого дезаминирования глутамат либо окисляется глутаматдегидрогеназой до аммиака, либо его NH₂-группа переходит путем Т. и других ферментативных превращений в состав L-аспартата, глицина, глутамина и различных азотистых соединений, представляющих собой ближайшие источники азота в процессах мочевино-образования (см. Мочевина), синтеза пуринов (см. Пуриновые основания), пиримидинов (см. пиримидиновые основания), мочевой кислоты (см.) и других важных азотсодержащих метаболитов (см. Азотистый обмен).

Значение исследования трансаминирования для клинической медицины

Поступление в кровь определенных аминотрансфераз из тканей (миокарда и скелетных мышц, печени и др.) позволяет распознавать патол. состояния, сопровождающиеся некробиотическими изменениями, и оценивать степень таких изменений. Так, при острой коронарной недостаточности, сопровождающейся инфарктом миокарда (см.), в отличие от приступа стенокардии (см.) активность аспартат-аминотрансферазы в сыворотке крови больного резко повышается (в 5—10 раз в первые 2 дня после возникновения инфаркта), а затем постепенно снижается, достигая обычно нормы на 5-й день. Повторный подъем активности фермента указывает на расширение участка некробиоза миокарда (или на появление нового), что прогностически неблагоприятно. Активность аланин-аминотрансферазы в сыворотке крови при инфаркте миокарда повышается лишь незначительно (очевидно, вследствие относительно малого содержания этого фермента в миокарде). Деструктивные поражения скелетных мышц (при травмах, тромбоэмболии, кессонной болезни и ишемии и др.) сопровождаются поступлением в кровь как аспартат-, так и аланин-аминотрансфераз.

Значительное повышение активности этих двух и нек-рых других аминотрансфераз в крови больного имеет значение при дифференциальном диагнозе поражений паренхимы печени, сопровождающихся желтухой: аминотрансферазы поступают в плазму крови из ткани печени при инфекционном гепатите (см. Гепатит вирусный), но не в случае механической желтухи, напр., при желчнокаменной болезни (см.).

Известен ряд относительно редких наследственных заболеваний, в основе к-рых лежит генетически обусловленный дефект биосинтеза тех или иных белков-ферментов, в частности нек-рых аминотрансфераз. Расшифрован патогенез своеобразной формы прогрессирующей кольцевидной дистрофии сосудистой оболочки и сетчатки глаза (хориоретинопатии), обычно приводящей еще в юношеском возрасте к практически полной слепоте. Группа финских клиницистов обнаружила у этих больных резко выраженную орнитинемию. Причиной накопления в крови и тканях орнитина оказался врожденный дефект биосинтеза орнитин-оксокислота — аминотрансферазы (КФ 2.6.1.13). Далее было установлено, что орнитин, в свою очередь, подавляет важную ферментативную реакцию, одним из продуктов к-рой является эта аминокислота; а именно перенос гуанидиновой группы аргинина на глицин с образованием гуанидинуксусной к-ты. Это соединение — ближайший биосинтетический предшественник креатина (см.) и, далее, креатинфосфата. Описанный каскад биохим. нарушений приводит к существенному подавлению синтеза креатинфосфата; клетки зрительного анализатора оказались особо чувствительными к такой недостаточности энергетического обеспечения их трофики. Подавление активности аминобутират-амино-трансферазы (трансаминазы гамма-аминомасляной к-ты; КФ 2.6.1.19) при гиповитаминозе B₆ или вследствие генетического дефекта является одной из важнейших причин перевеса процессов торможения в мозге над процессами возбуждения, наблюдаемого при этих состояниях.

Библиогр.: Браунштейн А. Е. Главные пути ассимиляции и диссимиляции азота у животных, М., 1957; Браунштейн А. Е. и Шемякин М. М. Теория процессов аминокислотного обмена, катализируемых пиридок-салевыми энзимами, Биохимия, т. 18, в. 4, с. 393, 1953; Номенклатура ферментов, пер. с англ., под ред. А. Е. Браун-штейна, М., 1979; Овчинников Ю. А. и др. Полная первичная структура аспартат-аминотрансферазы, Докл. АН СССР, т. 207, № 3, с. 728, 1972; Braun-stein А. Е. Amino group transfer, в кн.: The enzymes, ed. by P. D. Boyer, v. 9, p. 379, N. Y.—L., 1973; Meister A. Biochemistry of the amino acids, v. 1—2, N. Y.— L., 1965; Thorne C.B. Transamination of D-amino acids, в кн.: A symposium on amino acid metabolism, ed. by W. D. McElroy a. H. B. Glass, p. 41, Baltimore, 1955.

А. Б. Браунштейн.

Трансаминирование аминокислот — Студопедия

Пути обмена аминокислот в тканях

Аминокислоты – это бифункциональные соединения, содержащие аминную и карбоксильную группу. Реакции по этим группам являются общими для различных аминокислот. К ним относят:

· по аминной группе – реакции дезаминирования и трансаминирования;

· по карбоксильной группе – реакции декарбоксилирования.

Кроме этих общих путей возможны реакции по углеводородному радикалу аминокислот, которые являются специфическими для каждой аминокислоты.

Катаболизм большинства аминокислот начинается с отщепления a-аминогруппы, которое возможно в реакциях трансаминировани и дезаминирования.

Трансаминирование – реакции переноса a-аминогруппы с аминокислоты на a-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминонокислота. Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы. Это сложные ферменты, коферментом которых является производное витамина В₆ – пиридоксальфосфат, который обратимо может переходить в пиридоксаминфосфат. Реакции трансаминирования обратимы, и могут проходить как в цитоплазме, так и в митохондриях клеток. В клетках человека найдено более 10 аминотрансфераз, отличающихся по субстратной специфичности. Вступать в реакции трансаминирования могут почти все аминокислоты, за исключением лизина, треонина и пролина.

Реакции трансаминирования протекают в 2 стадии. На первой стадии к пиридоксальфосфату в активном центре фермента присоединяется аминогруппа от первого субстрата – аминокислоты. Образуется комплекс фермент- пиридоксаминфосфат и кетокислота – первый продукт реакции. Этот процесс включает промежуточное образование 2 шиффовых оснований (альдимин и кетимин).

На второй стадии пиридоксаминфосфат соединяется с новой кетокислотой (второй субстрат) и снова через промежуточное образование 2 шиффовых оснований передает аминогруппу на кетокислоту. В результате фермент возвращается в свою нативную форму, и образуется новая аминокислота – второй продукт реакции.

Чаще всего в реакциях трансаминирования участвуют аминокислоты, содержание которых в тканях значительно выше остальных – глутамат, аланин, аспартат. Наиболее распространенными в большинстве тканей являются аланинаминотрансфераза (АлАТ) и аспартатаминотрансфераза (АсАТ).

Наибольшая активность АсАТ обнаруживается в клетках сердечной мышцы и печени, в то время как в крови обнаруживается только фоновая активность АлАТ и АсАТ. Поэтому можно говорить об органоспецифичности этих ферментов, что позволяет их широко примененятьих с диагностической целью (при инфарктах миокарда и гепатитах).

Работа 64. Переаминирование аминокислот — Студопедия

Переаминирование (трансаминирование) – перенос аминогруппы от аминокислоты на кетокислоту с образованием новой аминокислоты и новой кетокислоты. О трансаминировании можно судить по убыли субстратов реакции либо по нарастанию конечных продуктов реакции. Для разделения и последующего количественного определения глутаминовой кислоты и α-аланина можно использовать метод хроматографии. Реакцию переаминирования следует проводить в присутствии монойодуксусной кислоты для предотвращения перехода пирувата в лактат.

Исследуемый материал: печень крысы.

Реактивы: эфир, 0,1%-ный раствор КНСО₃, 0,08 М раствор СН₃СООН, глутаминовая кислота, пируват, монойодуксусная кислота, дистиллированная вода, аланин, бутанол, ледяная уксусная кислота, 1%-ный раствор нингидрина в ацетоне.

Оборудование: ножницы, эксикатор, ледяная баня, хроматографическая камера, пробирки, пипетки, термостат, хроматографическая бумага, фильтры, фрфоровая чашка, пестик, марля, водяная баня, пробки, плита.

ХОД РАБОТЫ. Печень крысы размельчают на холоде в фарфоровой ступке, с пятикратным объемом 0,1%-го раствора КНСО3. Полученный гомогенат фильтруют через 2 слоя марли.

Готовят 5 проб с реакционной средой, состав которых указан в таблице.

№	Глутаминовая кислота	Пируват,	Монойод уксусная кислота	КНСО3	Н2О	Гомогенат	Аланин
	1 мл	1 мл	0,5 мл	-	-	1 мл	-
	1 мл	1 мл	0,5 мл	-	-	1 мл	-
	-	1 мл	0,5 мл	1 мл	-	1 мл	-
	1 мл	-	-	-	4 мл	-	-
	-	-	-	-	4 мл	-	1 мл

Последние две пробы являются свидетелями для идентификации хроматографических пятен.

Пробу №1 после добавления гомогената нагревают до кипения в течение 10 мин на кипящей водяной бане, а затем добавляют 1,5 мл 0,08 М раствора СН₃СООН для полного осаждения тканевых белков, перемешивают и после охлаждения пропускают через бумажный фильтр. Эта проба необходима для определения исходной концентрации субстратов реакции.

Пробы №2 и №3 после перемешивания закрывают пробками и подвергают инкубации в термостате при 37ºС. Инкубацию проводят 60 мин при периодическом встряхивании. По окончании инкубации пробы №2 и №3 обрабатывают так же, как и пробу №1.

Пробы №4, №5 сразу после приготовления наносят на хроматографическую бумагу и отмечают как свидетелей карандашом.

Метод бумажной хроматографии. Метод хроматографии на бумаге относится к распределительной хроматографии и основан на различной растворимости разделяемых веществ в двух малосмешивающихся жидкостях, одна из которых удерживается бумагой, а другая является подвижной. При бумажной хроматографии в качестве носителя применяется целлюлоза в виде особой фильтровальной бумаги. Скорость движения аминокислот определяется характерной для данного вещества в данной системе растворителей величиной коэффициента распределения.

_{Концентрация в водной фазе}

а = –––––––––––––––––––––––––

^{Концентрация в подвижной фазе}.

Следовательно, относительное расположение анализируемых веществ на хроматограмме для данной системы растворителей постоянно и характеризуется величиной коэффициента скорости движения:

_{Расстояние от анализируемого вещества до старта}

Rf = –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

^{Расстояние фронта растворителя от старта}

Величина Rf для данной подвижной системы является постоянной, однако она зависит от качества бумаги, постоянства температуры, степени чистоты, растворителей, однотипности процедур и аппаратуры.

Приготовление растворителя. В мерном цилиндре смешивают 40 мл бутанола, 10 мл ледяной уксусной кислоты и 50 мл дистиллированной воды. Смесь встряхивают в течение 1-2 мин.

Проведение хроматографии. Берут лист хроматографической бумаги и на расстоянии 3 см от его короткого края проводят простым карандашом горизонтальную линию, которую делят на 5 отрезков. Каждое пересечение нумеруют. На линию старта наносят приготовленные пробы. Нанесение проводят в несколько приемов, следя за тем, чтобы пятно раствора при каждом прикосновении пипетки к бумаге не растекалось более, чем на 3 мм. Каждую следующую порцию раствора из пипетки наносят после полного высыхания предыдущей, что определяют по исчезновению просвечивания бумаги в точке нанесения. В точки наносят по 50 мкл – порциями по 5 мкл полученной пробы.

Хроматограмму устанавливают в хроматографическую камеру, на дно которой наливают 50 мл разделительной смеси. Хроматографическую камеру хорошо закрывают, чтобы исключить возможность испарения компонентов подвижной фазы. Разделение ведут до тех пор, пока линия фронта растворителя не приблизится к краю бумаги (не доходя до края 2-3 см). Поле этого хроматограмму вынимают из камеры и, держа пинцетом, высушивают над плитой для удаления из бумаги растворителя.

Высушенную хроматограмму протягивают через 1%-ный раствор нингидрина в ацетоне для обнаружения на ней пятен аминокислот. Затем хроматограмму высушивают для удаления ацетона. Аминокислоты стандартной и опытной проб обнаруживаются в виде сине-фиолетовых пятен.

Идентификация аминокислот. Идентификацию аминокислот, содержащихся в экстракте, ведут по совпадению на хроматограмме позиций, занимаемых аминокислотами стандартной и опытной проб, и величинам коэффициента движения Rf.

Величины Rf для аланина равна 0,28, для глутаминовой кислоты – 0,17.

Пути обмена аминокислот

В основе различных путей обмена аминокислот лежит три типа реакций: по аминой и карбоксильной группам и по радикалу. Реакции по аминной группе включают процессы дезаминирования, переаминирования, по карбоксильной группе – декарбоксилирования., реакции по радикалу разнообразны и определяются характером радикала.

Катаболизм аминокислот у млекопитающих происходит в основном в печени и несколько слабее в почках.

Дезаминирование аминокислот

Суть дезаминирования заключается в расщеплении аминокислот по действием ферментов на аммиак и безазотистый остаток (жирные кислоты, оксикислоты, кетокислоты). Дезаминирование может идти в виде восстановительного, гидролитического, окислительного и внутримолекулярного процессов. Последние два типа преобладают у человека и животных.

Схематично дезаминирование можно представить следующим образом: а) восстановительное

R-СН-СООН + 2Н  R-СН-СООН + N Н₃

NН₃ Н

Аминокислота Насыщенная кислота

б) гидролитическое

R-СН-СООН + Н₂О  R-СН-СООН + N Н₃

NН₂ Аминокислота ОН Оксикислота

в) внутримолекулярное

R-СН-СООН  R-СНСН-СООН + NН₃

NН₂

Аминокислота Ненасыщенная кислота

г) окислительное

R-СН-СООН + 1/2 О₂  R-СН-СООН + NН₃

NН₂ О

Аминокислота Кетокислота

Окислительное дезаминирование подразделяется на две стадии.

R-СН-СООН ^{оксидаза} R-СН-СООН + 2Н

N Н₂ N

R-С-СООН + Н₂О  R-С-СООН + N Н₃

NН О

Первая стадия является ферментативной, она заканчивается образованием неустойчивого промежуточного продукта — иминокислоты, которая во второй стадии спонтанно в присутствии воды распадается на аммиак и -кетокислоту. Ферменты катализирующие этот процесс, содержат в качестве простетической группы НАД либо ФАД.

В организме человека наиболее активно протекает дезаминирование глутаминовой кислоты под действием фермента глутаматдегидрогеназы, находящегося в митохондрияхклеток всех тканей. В результате этогопроцесса образуется -кетоглутаровая кислота, принимающая участие во многих процессах обмена веществ.

НООС-СН-СН₂-СН₂-СООН ^{глутаматдегидрогеназа} НООС-С-СН₂-СН₂-СООН

N Н₂ NН

Глутаминовая кислота Иминоглутаминовая кислота

НООС-С-СН₂-СН₂-СООН + Н₂О НООС-С-СН₂-СН₂-СООН +NН₃

NН О

Иминоглутаминовая кислота -Кетоглутаровая кислота

Трансаминирование (переаминирование) аминокислот

Реакция превращения аминокислот без образования аммиака была открыта в 1938 году советскими академиками А.Е.Браунштейном и И.Г.Крицманом, которые разработали общую теорию механизма этого ферментативного процесса. Обязательным условием трансаминирования является участие дикарбоновых аминокислот (глутаминовой и аспарагиновой), которые в виде соответствующих им кетокислот — -кетоглутаровой и щавелевоуксусной могут взаимодействовать со всеми аминокислотами, за исключением лизина, треонина и аргинина.

При переаминировании происходит непосредственный перенос аминогруппы с аминокислоты на кетокислоту, а кетогруппы – с кетокислоты на аминокислоту без освобождения при этом аммиака.

Этот процесс протекает в несколько этапов. В общем виде реакция выглядит так:

R R

СН СН₃ аланинтрансаминаза СН₂ СН₃

СН-NН₂ + СО СО + СН-NН₂

СООН СООН СООН СООН

-Амино- Пировиноград- -Кето- Аланин

кислота ная кислота кислота

Реакцию катализируют ферменты, относящиеся к классу трансфераз, их простетической группой является фосфорпиридоксаль – фосфорный эфир витамина В_6.

Процесс переаминирования широко распространен в живой природе. Его особенность – легкая обратимость.

Реакции переаминирования играют большую роль в обмене веществ. От них зависят такие важнейшие процессы, как биосинтез многих заменимых аминокислот из соответствующих им кетокислот, праспад аминокислот, объединение путей углеводного и аминокислотного обмена, когда из продуктов распада глюкозы, например пировиноградной кислоты, может образовываться аминокислота аланин, и наоборот.

Декарбоксилирование аминокислот

Процесс декарбоксилирования катализируется декарбоксилазами, специфическими для каждой аминокислоты, простетической группой которых служит пиридоксальфосфат. Эти ферменты относятся к классу лиаз. Процесс декарбоксилирования, заключающийся в отщеплении от аминокислот СО₂, с образованием аминов, можно показать на следующей схеме:

R-СН- NН_{2Декарбоксилаза} R + СО₂

СООН СН₂-NН₂

Механизм реации декарбоксилирования аминокислот в соответствии с общей теорией пиридоксалевого катализа сводится к образованию пиридоксальфосфат-субстратного комплекса в активном центре фермента.

Таким путем из триптофана образуется триптамин, из гидрокситрип­тофана – серотонин. Из аминокислоты гистидина образуется гистамин. Из глутаминовой кислоты при декарбоксилировании образуется -аминомасля­ная кислота (ГАМК).

Амины, образованные из аминокислот, называются биогенными аминами, так как они оказывают на организм мощный биологический эффект.

Биогенные амины проявляют физиологическое действие в очень малых концентрациях. Так, введение в организм гистамина приводит к расширению капилляров и повышению их проницаемости, сужению крупных сосудов, сокращению гладких мышц различных органов и тканей, повышению секреции соляной кислоты в желлудке. Кроме того, гистамин участвует в передаче нервного возбуждения.

Серотонин способствует повышению кровяного давления и сужению бронхов; его малые дозы подавляют активность центральной нервной системы, в больших дозах это вещество оказывает стимулирующее дествие. В различных тканях организма большие количества гистамина и серотонина находятся в связанной, неактивной форме. Биологическое действие проявляют только в свободной форме.

Гамма-аминокислота (ГАМК) накапливается в мозговой ткани и представляет собой нейрогуморальный ингибитор-медиатор торможения центральной нервной системы.

Большие концентрации этих соединений могут представлять угрозу для нормального функционирования организма. Однако в животных тканях имеется аминооксидаза, расщепляющая амины до соответствующих альдегидов. которые затем превращаются в жирные кислоты и распадаются до конечных продуктов.

5.5. Процессы обезвреживания аммиака

В процессе превращений аминокислот в тканях образуются их конечные продукты обмена – оксид углерода, вода и аммиак. Вода используется организмом для обеспечения биохимических процессов. Оксид углерода частично выводится из организма с выдыхаемым воздухом, остальная его часть утилизируется в процессах синтеза (например, при синтезе жирных кислот, пуриновых оснований и т.д.). Аммиак, образующийся в результате дезаминирования аминокислот, является токсическим веществом, увеличение ег концентрации в крови и других тканях оказывает неблагоприятное действие, особенно на нервную систему. Токсичность аммиака обусловлена тем, что он способствует восстановительному аминированию -кетоглутаровой кислоты в митохондриях. Это приводит к удалению ее из цикла Кребса и, как следствие, к падению тканевого дыхания и избыточному образованию кетоновых тел из ацетил-КоА.

Основные эффективные механизмы обезвреживания токсического действия аммиака в живых организмах следующие: образование аминов глутамина или аспарагина, восстановительное аминирование, нейтрализация кислот, синтез мочевины.

Синтез глутамина или аспарагина протекает в местах непосредственного образования аммиака (например, в печени, мозге) под действием фермента глутаматсинтетазы (класс лигаз). Реакция синтеза амида сопряжена с распадом АТФ.

В результате взаимодействия аммиака с глутаминовой м аспарагиновой кислотами происходит его связывание, и таким образом аммиак обезвреживается.

NН₂-СН-СООН Н₂N-СН-СООН

СН₂ СН₂

СН₂ +NН₃ + АТФ ^{глутаматсинтетаза} СН₂ + АДФ +Ф_н

СООН СОNН₂

Глутаминовая Глутамин

кислота

Аналогично образуется и аспарагин. Связанный аммиак может быть использован в качестве источника азота ( например для синтеза пуриновых и пиримидиновых оснований, мукополисахаридов (глюкозамин). Глутамин и аспарагин не только обезвреживают аммиак, но и выступают в качестве его транспортной формы. В связанном виде аммиак доставляется к месту окончательной утилизации – в печень, где из него синтезируется мочевина.

Метаболизм аминокислот — механизм трансаминирования бимолекулярного пинг-понга. | Биохимия

Белки представляют собой природные макромолекулы, состоящие из повторяющихся единиц L-аминокислот . Существует около 20 различных аминокислот, которые классифицируются как незаменимых аминокислот и незаменимых аминокислот . Незаменимые аминокислоты — это те аминокислоты, которые не могут быть синтезированы организмом и, следовательно, должны поступать с пищей, тогда как заменимые аминокислоты синтезируются организмом.Незаменимые аминокислоты включают валин, лейцин, изолейцин, фенилаланин, триптофан, треонин, метионин, аргинин, лизин и гистидин; где заменимые аминокислоты — это оставшиеся от аминокислотного пула.

Белки при распаде распадаются на отдельные аминокислоты, которые затем подвергаются метаболизму и вносят значительный вклад в уровень метаболической энергии (прочтите статью: Переваривание пищевых белков в желудочно-кишечном тракте ) .Каждый тип аминокислот имеет свою метаболическую судьбу и выполняет определенные функции. Вырабатываемая метаболическая энергия значительно варьируется от травоядных до плотоядных и растений. Этот метаболический процесс не только генерирует энергию, но также генерирует ключевые промежуточные продукты для биосинтеза некоторых заменимых аминокислот, глюкозы и жиров.

Метаболизм аминокислот

Обычно основным источником энергии для организма являются углеводы. Аминокислоты подвергаются метаболизму в трех различных особых ситуациях:

• Во время регулярного синтеза и деградации белков определенные аминокислоты, образующиеся в результате распада белков, не требуются для синтеза новых белков и, следовательно, метаболизируются.
• При голодании / голодании или в ситуации пациентов с неконтролируемым сахарным диабетом, дефицитом или недоступностью углеводов или неправильным использованием углеводов клеточные белки расщепляются, чтобы дать энергию в качестве альтернативы углеводам.
• Если проглоченная диета , богатая белком, , потребляемые аминокислоты превышают потребность организма в синтезе белка, лишних аминокислот катаболизируются, поскольку они не могут быть сохранены.

В любой из вышеперечисленных ситуаций аминокислоты метаболизируются в печени за счет потери аминогруппы и образования α-кетокислот (углеродный скелет аминокислот). Эти α-кетокислоты далее метаболизируются до трех или четырех углеродных единиц, которые в результате глюконеогенеза помогают производить глюкозу в качестве источника энергии или могут непосредственно расщепляться до CO ₂ и H ₂ O и производить энергию. Их также можно использовать для синтеза жира или образования заменимых аминокислот, которые затем могут повторно использоваться организмом.Определенное количество высвободившейся аминогруппы используется для других путей биосинтеза, тогда как избыток выводится напрямую (у водных животных) или превращается в мочевину (у многих наземных позвоночных) или мочевую кислоту (у птиц и рептилий) в зависимости от организма, который является экскреторный конечный продукт белкового обмена. У растений метаболизм аминокислот используется для производства метаболитов для других биосинтетических путей. На рисунке ниже представлен процесс метаболизма аминокислот.

Обсуждение рисунка выше:

Большая часть метаболизма аминокислот происходит в печени.

• Процесс переноса α-аминогруппы от аминокислоты с образованием кетокислоты называется ‘‘ трансаминированием ’ и катализируется ферментом« трансаминаз »или« аминотрансфераз ». Высвободившаяся α-аминогруппа переносится на α-кетоглутарат с образованием L-глутамата . Глутамат — единственная аминокислота, способная высвобождать свободный NH ₃ для синтеза мочевины путем окислительного дезаминирования.
• Эта реакция является обратимой, и в ней не происходит чистого дезаминирования (образуется свободный NH ₃ ), поскольку аминокислота дезаминируется, а α-кетоглутарат одновременно аминируется.
• Существуют различные типы аминотрансфераз , каждый из которых имеет разные спецификации для разных аминокислот, из которых аспартаттрансаминаза и аланинтрансаминаза являются наиболее важными.
• Для всех аминотрансфераз требуется кофермент под названием пиридоксальфосфат (PLP) , который является производным витамина В ₆ .
• Некоторые аминокислоты, такие как лизин, пролин, гидроксипролин и треонин, не подвергаются трансаминированию.Также процесс трансаминирования не ограничивается только α-аминогруппами, также принимают участие такие исключения, как δ-аминогруппа орнитина.

Механизм действия трансаминирования / Роль пиридоксальфосфата (PLP) / Бимолекулярный механизм пинг-понга

• Альдегидная группа пиридоксальфосфата (PLP) ковалентно связана альдиминовой связью (основание Шиффа) с ε-аминогруппой остатка лизина в активном центре фермента аминотрансферазы.
• Аминогруппа аминокислоты временно связывается с пиридоксальфосфатом в активном центре фермента аминотрансферазы с образованием пиридоксаминфосфата.Связывание аминогруппы происходит с альдегидной группой пиридоксальфосфата.
• Аминогруппа пиридоксаминфосфата затем отдается α-кетоглутарату, и PLP остается свободным для следующего набора реакций.
• Таким образом, аминотрансферазы следуют бимолекулярному механизму пинг-понга, в котором, когда первый субстрат (аминокислота) связывается с ферментом (через PLP) и вступает в реакцию (пиридоксаминфосфат), второй субстрат (α-кетоглутарат) не может связываться с образованием второго продукт (L-глутамат) до выхода первого продукта (α-кетокислоты).Только как только α-кетокислота покидает активный центр фермента, молекула α-кетоглутарата может попасть в активный центр и преобразоваться в L-глутамат.

Бимолекулярный механизм трансаминирования «пинг-понг»

Высвобождение аминогруппы в глутамате в виде NH ₃ / дезаминирование

Свободный аммиак токсичен для организма и должен выводиться с выделением. Поэтому аминогруппа редко остается свободной в виде аммиака в организме и обычно присутствует в виде комплекса с глутаматом.

Аминогруппа, перенесенная из аминокислот в глутамат, должна быть удалена в печени для выведения. Процесс удаления аминогруппы называется дезаминирование . Поскольку процесс переаминирования и дезаминирования происходит одновременно, эти реакции можно назвать трансаминированием . Аминогруппа теперь имеет 2 судьбы следующим образом:

• Окислительное дезаминирование — Это удаление аминогруппы в виде свободного аммиака в сочетании с окислением.В митохондриях глутаматдегидрогеназа способствует окислительному дезаминированию с превращением глутамата в α-кетоглутарат и высвобождением аммиака посредством образования промежуточного α-иминоглутарата. Глутаматдегидрогеназа — единственный фермент, который может использовать NAD ⁺ или NADP ⁺ . Образовавшийся α-кетоглутарат возвращается в цикл лимонной кислоты (цикл Креба). L-аминокислотная оксидаза и D-аминооксидаза , обладающие FMN и FAD, также присутствуют, чтобы способствовать превращению (окислению) глутамата в α-кетоглутарат и аммиак, и, таким образом, в процессе кислород восстанавливается до H ₂ O ₂ .
• Неокислительное дезаминирование — Некоторые аминокислоты (такие как серин, треонин, гомосерин, цистеин и гистидин) без окисления дезаминируются с высвобождением аммиака в присутствии определенных ферментов ( дегидратазы для -ОН, содержащих аминокислоты, десульфгидразы для серосодержащих аминокислот и гистидаз для гистидина).

Окислительное дезаминирование / роль глутаматдегидрогеназы

Поскольку свободный аммиак (присутствует в виде ионов NH ₄ ⁺ при физиологическом pH), который продуцируется в различных внепеченочных тканях, токсичен, он транспортируется в печень в форме глутамина или аланина (оба нетоксичны).Это происходит во внепеченочных клетках в результате реакции аммиака с глутаматом в присутствии фермента глутамин синтетазы с образованием глутамина. Аланин образуется в скелетных мышцах в результате реакции между пируватом (продуктом гликолиза) и аммиаком в присутствии аланинаминотрансферазы .
После переноса из ткани в кровь в печень глутамин превращается обратно в глутамат и аммиак с помощью фермента глутаминазы , тогда как аланин превращается в глутамат (высвобождает NH ₄ ⁺ с помощью фермента глутаматдегеназа ) и пирувата. (принимает участие в глюконеогенезе), отдавая аминогруппу α-кетоглутарату.Этот свободный аммиак превращается в мочевину через цикл мочевины и готов к экскреции, или аммиак используется для синтеза различных других соединений в организме.

Следует отметить, что поэтому диета с высоким содержанием белка может привести к повреждению печени из-за чрезмерной нагрузки на печень по переработке аммиака (в форме амина), образующегося в результате метаболизма белков.

Рекомендуемые тексты

1. Дэвид Л. Нельсон и Майкл М. Кокс, Lehninger Principles of Biochemistry, 6-е издание
2. Джереми М.Берг, Джон Л. Таймокзо и Любер Страйер, Биохимия, 7-е издание
3. Реджинальд Х. Гаррет, Чарльз М. Гришам, Биохимия Реджинальда Х. Гарретта, 5-е издание .
4. У. Сатьянараяна, У. Чакрапани, Биохимия У. Сатьянараяна. 3-е издание.

Метаболизм аминокислот — Conservapedia

Аминокислоты , помимо своей роли в качестве мономерных единиц белка, являются энергетическими метаболитами и предшественниками многих биологически важных азотсодержащих соединений, особенно гема, физиологически активных аминов, глутатиона, нуклеотидов и нуклеотидные коферменты.Аминокислоты подразделяются на две группы: незаменимые и заменимые. Млекопитающие синтезируют незаменимые аминокислоты из метаболических предшественников, но должны получать незаменимые аминокислоты из своего рациона. Излишки пищевых аминокислот не сохраняются для использования в будущем и не выводятся. Скорее они превращаются в обычные промежуточные продукты обмена, такие как пируват, оксалоацетат и α-кетоглутарат. Следовательно, аминокислоты также являются предшественниками глюкозы, жирных кислот и кетоновых тел и, следовательно, являются метаболическим топливом.

Содержание

• 1 дезаминирование аминокислот
• 2 Цикл мочевины
• 3 Метаболический распад отдельных аминокислот
  • 3.1 Аминокислоты могут быть глюкогенными, кетогенными или и тем, и другим
  • 3.2 Аланин, цистеин, глицин, серин и треонин разлагаются до пирувата
  • 3.3 Аспарагин и аспартат разлагаются до оксалоацетата
  • 3.4 Аргинин, глутамат, глутамин, гистидин и пролин разлагаются до α-кетоглутарата
  • 3.5.Изолейцин, метионин и валин разлагаются до сукцинил-КоА
  • 3,6 лейцин и лизин разлагаются до ацетоацетата и / или ацетил-КоА
  • 3.7 Триптофан разлагается до аланина и ацетил-КоА
  • 3.8 Фенилаланин и тирозин разлагаются до фумарата и ацетоацетата
• 4 аминокислоты как предшественники биосинтертов
• Биосинтез 5 аминокислот
• 6 Азотная фиксация

Дезаминирование аминокислот

Первая реакция распада аминокислоты — это почти всегда удаление ее α-аминогруппы с целью выделения избыточного азота и разрушения оставшегося углеродного скелета.

Трансаминирование

Большинство аминокислот деанимируются путем трансаминирования, переноса их аминогруппы на α-кетокислоту с образованием α-кетокислоты исходной аминокислоты и новой аминокислоты в реакциях, катализируемых аминотрансферазами. Преобладающим акцептором аминогруппы является α-кетоглутарат, продуцирующий глутамат в качестве новой аминокислоты:

Аминокислота + α-кетоглутарат производит α-кетокислоту + глутамат

Аминогруппа глутамата, в свою очередь, переносится в оксалоацетат во второй реакции трансаминирования, давая аспартат:

Глутамат + оксалоацетат производит α-кетоглутарат + аспартат

Окислительное дезаминирование: глутаматдегидрогеназа

Трансаминирование не приводит к чистому дезаминированию.Десминация происходит в основном за счет окислительного дезаминирования глутамата глутаматдегидрогеназой с образованием аммиака. Реакция требует NAD ⁺ или NADP ⁺ в качестве окислителя и регенерирует α-кетоглутарат для использования в дополнительных реакциях трансаминирования:

Глутамат + NAD (P) ⁺ + H ₂ O производит α-кетоглутарат + NH ₄ ⁺ + NAD (P) H

Глутамат окислительно дезаминируется в митохондриях глутаматдегидрогеназой, единственным известным ферментом, который, по крайней мере, у некоторых организмов, может принимать NAD ⁺ или NADP ⁺ в качестве своего окислительно-восстановительного кофермента.Считается, что окисление происходит с переносом гидрид-иона от C _α глутамата к NAD (P) ⁺ , тем самым образуя α-иминоглутарат, который гидролизуется до α-кетоглутарата и аммиака.

Другие механизмы дезаминирования

Две неспецифические оксидазы аминокислот, оксидаза L-аминокислоты и оксидаза D-аминокислоты, катализируют окисление L- и D-аминокислот, используя FAD в качестве своего окислительно-восстановительного кофермента. Полученный FADH ₂ повторно окисляется O ₂ .

Аминокислота + FAD + H ₂ O → α-кетокислота + NH ₃ + FADH ₂

FADH ₂ + O ₂ → FAD + H ₂ O ₂

Оксидаза D-аминокислоты встречается в основном в почках. Его функция остается загадкой, поскольку D-аминокислоты в основном связаны со стенками бактериальных клеток. Некоторые аминокислоты, такие как серин и гистидин, дезаминируются неокислительно.

Цикл мочевины

Живые организмы выделяют избыток азота в результате метаболического распада аминокислот одним из трех способов.Многие водные животные просто выделяют аммиак. Однако там, где воды меньше, развились процессы, которые преобразуют аммиак в менее токсичные отходы, поэтому для выведения требуется меньше воды. Одним из таких продуктов является мочевина, которая выделяется большинством наземных позвоночных; другой — мочевая кислота, которая выделяется птицами и наземными рептилиями.

Соответственно, живые организмы классифицируются как аммонотелические (выделяющие аммиак), уреотелические (выводящие мочевину) или урикотелические (выводящие мочевую кислоту).Некоторые животные могут перейти от аммонотелизма к уреотелизму или урикотелизму, если их водоснабжение становится ограниченным.

Мочевина синтезируется в печени ферментами цикла мочевины. Затем он секретируется в кровоток и секвестрируется почками с выделением с мочой. В общих чертах цикл мочевины был раскрыт в 1932 году Гансом Кребсом и Куртом Хенселейтом. Его индивидуальные реакции позже были подробно описаны Сарой Ратнер и Филипом Коэном. Общая реакция цикла мочевины:

NH ₃ + HCO ₃ ^— + Аспартат + 3ATP → Мочевина + Фумарат + 2ADP + 2P + AMP + PP

Таким образом, два атома азота мочевины представлены аммиаком и аспартатом, тогда как углерод атом происходит от HCO ₃ ^— .В цикле мочевины участвуют пять ферментативных реакций, две из которых митохондриальные и три цитозольные.

Карбамоилфосфатсинтетаза: получение первого атома азота мочевины

Карбамоилфосфатсинтетаза (CPS) технически не входит в цикл мочевины. Он катализирует конденсацию и активацию NH ₄ ⁺ и HCO ₃ ^— с образованием карбамоилфосфата, первого из двух азотсодержащих субстратов цикла, с сопутствующим гидролизом двух АТФ.У эукариот есть две формы CPS:

1. Митохондриальный CPS I использует аммиак в качестве донора азота и участвует в биосинтезе мочевины.
2. Cytosolic CPS II использует глутамин в качестве донора азота и участвует в биосинтезе пиримидина.

Считается, что реакция, катализируемая CPS I, включает три стадии:

1. Активация HCO ₃ ^— АТФ с образованием карбонилфосфата и АДФ.
2. Атака аммиака на карбонилфосфат, вытеснение фосфата с образованием карбамата и P.
3. Фосфорилирование карбамата вторым АТФ с образованием карбамоилфосфата и АДФ.

Реакция по существу необратима и является этапом, ограничивающим скорость цикла мочевины. CPS I также подвержен аллостерической активации N-ацетилглутаматом.

Орнитин-транскарбамоилаза

Орнитин-транскарбамоилаза переносит карбамоильную группу карбамоилфосфата на орнитин, давая цитруллин. Реакция происходит в митохондрии, поэтому орнитин, который вырабатывается в цитозоле, должен попасть в митохондрию через определенную транспортную систему.Аналогичным образом, поскольку оставшиеся реакции цикла мочевины происходят в цитозоле, цитруллин должен экспортироваться из митохондрии.

Аргининосукцинар-синтетаза: получение второго атома азота мочевины

Второй атом азота мочевины вводится в третью реакцию цикла мочевины путем конденсации уреидогруппы цитруллина с аминогруппой аспартата аргининосукцинатсинтетазой. Атом кислорода уреидо активируется как уходящая группа за счет образования промежуточного соединения цитруллил-АМФ, которое впоследствии замещается аминогруппой аспартата.Подтверждение существования промежуточного цитруллил-АМФ получено в результате экспериментов с использованием ¹⁸ O-меченного цитруллина. Метка была выделена в АМФ, полученном в результате реакции, демонстрируя, что на некоторой стадии реакции АМФ и цитруллин ковалентно связаны через атом кислорода уреидо.

Аргининосукциназа

При образовании аргининосукцината все компоненты молекулы мочевины были собраны. Однако аминогруппа, переданная аспартатом, все еще присоединена к углеродному скелету аспартата.Эта ситуация исправляется катализируемым аргининосукциназой удалением аргинина из углеродного скелета аспартата, образующего фумарат. Аргинин является непосредственным предшественником мочевины. Обратите внимание, что фумарат, образующийся в реакции аргининосукциназы, может быть повторно превращен в аспартат для использования в реакции аргининосукцинатсинтетазы. Это происходит через реакции фумаразы и малатдегидрогеназы с образованием оксалоацетата с последующим переаминированием. Это те же реакции, которые происходят в цикле лимонной кислоты, хотя они происходят в цитозоле, а не в митохондрии.

Аргиназа

Пятая и последняя реакция цикла мочевины — это катализируемый аргиназой гидролиз аргинина с образованием мочевины и регенерацией орнитина. Затем орнитин возвращается в митохондрии для следующего цикла цикла. Таким образом, цикл мочевины превращает две аминогруппы, одну из аммиака и одну из аспартата, и атом углерода из HCO ₃ ^— в относительно нетоксичный продукт экскреции, мочевину, за счет четырех «высокоэнергетических» фосфатных связей. (три АТФ гидролизуются до двух АДФ, двух Р _и , АМФ и РР _и с последующим быстрым гидролизом РР _и ).Однако эти энергетические затраты более чем возмещаются за счет энергии, высвобождаемой при образовании субстратов цикла мочевины. Аммиак, высвобождаемый в результате реакции глутаматдегидрогеназы, сопровождается образованием НАДН, как и обратное превращение фумарата через оксалоацетат в аспартат. Митохондриальное повторное окисление этого НАДН дает шесть АТФ.

Регулирование цикла мочевины

Карбамоилфосфатсинтетаза I, митохондриальный фермент, который катализирует первую коммитируемую стадию цикла мочевины, аллостерически активируется N-ацетилглуаматом.Этот метаболит синтезируется из глутамата и ацетилСоА N-ацетилглутаматсинтазой и гидролизуется специфической гидролазой. Скорость производства мочевины печенью фактически коррелирует с концентрацией N-ацетилглутамата. Повышенный синтез мочевины требуется, когда скорость разложения аминокислот увеличивается, образуя избыточный азот, который должен выводиться. Об увеличении этих скоростей распада свидетельствует увеличение концентрации глутамата в результате реакций трансаминирования. Эта ситуация, в свою очередь, вызывает усиление синтеза N-ацетилглутамата, стимулируя карбамоилфосфатсинтетазу и, таким образом, весь цикл мочевины.

Остальные ферменты цикла мочевины контролируются концентрацией их субстратов. Таким образом, унаследованный дефицит других ферментов цикла мочевины, кроме аргиназы, не приводит к значительному снижению выработки мочевины (полное отсутствие любого фермента цикла мочевины приводит к смерти вскоре после рождения). Скорее, субстрат дефицитного фермента накапливается, увеличивая скорость реакции дефицита до нормальной. Однако аномальное скопление субстрата требует затрат. Концентрация субстрата повышается на всем протяжении цикла до аммиака, что приводит к гипераммониемии (повышенному уровню аммиака в крови).Хотя первопричина токсичности аммиака до конца не выяснена, высокая концентрация аммиака создает огромную нагрузку на систему очистки от аммиака, особенно в головном мозге (симптомы дефицита ферментов цикла мочевины включают умственную отсталость и летаргию). Эта система очистки включает глутаматдегидрогеназу (работающую наоборот) и глутаминсиснтетазу, которые уменьшают пулы α-кетоглутарата и глутамата. Мозг наиболее чувствителен к истощению этих бассейнов. Истощение запасов α-кетоглутарата снижает скорость цикла лимонной кислоты, генерирующего энергию, в то время как глутамат является одновременно нейромедиатором и предшественником другого нейротрансмиттера γ-аминобутирата (ГАМК).

Метаболическое расщепление отдельных аминокислот

При разложении аминокислот они превращаются в промежуточные продукты цикла лимонной кислоты или их предшественники, так что они могут метаболизироваться до CO ₂ и H ₂ O или использоваться в глюконеогенезе. Действительно, окислительный распад аминокислот обычно составляет от 10 до 15% метаболической энергии, производимой животными. 20 «стандартных» аминокислот (аминокислоты белков) имеют сильно различающиеся углеродные скелеты, поэтому их превращение в промежуточные продукты цикла лимонной кислоты происходит соответственно разными путями.

Аминокислоты могут быть глюкогенными, кетогенными или и тем, и другим

«Стандартные» аминокислоты разлагаются до одного из семи промежуточных продуктов метаболизма: пирувата, α-кетоглутарата, сукцинил-КоА, фумарата, оксалоацетата, ацетил-КоА или ацетоацетата.Таким образом, аминокислоты можно разделить на две группы в зависимости от их катаболических путей:

1. Глюкогенные аминокислоты, углеродные скелеты которых разложены до пирувата, α-кетоглутарата, сукцинил-КоА, фумарата или оксалоацетата и поэтому являются предшественниками глюкозы.
2. Кетогенные аминокислоты, углеродные скелеты которых расщеплены на ацетил-КоА или ацетоацетат и, таким образом, могут быть преобразованы в жирные кислоты или кетоновые тела.

Например, аланин является глюкогенным, потому что его продукт трансаминирования, пируват, может быть преобразован в глюкозу посредством глюконеогенеза.Лейцин, с другой стороны, кетогенный; его углеродный скелет превращается в ацетил-КоА и ацетоацетат. Поскольку у животных отсутствует какой-либо метаболический путь для чистого преобразования ацетил-КоА или ацетоацетата в глюконеогенные предшественники, чистый синтез углеводов невозможен из лейцина или лизина, единственной другой чисто кетогенной аминокислоты. Однако изолейцин, фенилаланин, треонин, триптофан и тирозин являются как глюкогенными, так и кетогенными; изолейцин, например, расщепляется на сукцинил-КоА и ацетил-КоА и, следовательно, является предшественником как углеводов, так и кетоновых тел.Остальные 13 аминокислот являются чисто глюкогенными.

Аланин, цистеин, глицин, серин и треонин разлагаются до пирувата

Пять аминокислот, аланин, цистеин, глицин, серин и треонин, расщепляются с образованием пирувата. Триптофан следует включить в эту группу, поскольку одним из продуктов его распада является аланин, трансаминирующийся в пируват.

Серин превращается в пируват в результате дегидратации сериндегидратазой. Этот фермент PLP, как и аминотрансферазы, функционирует путем образования основания Шиффа из PLP-аминокислоты, чтобы облегчить удаление α-атома водорода аминокислоты.Однако в реакции сериндегидратазы карбанион C _α разрушается с элиминированием аминокислоты C _β -OH, а не с таутомеризацией, так что субстрат подвергается α, β элиминированию H ₂ O, а чем дезаминирование. Продукт дегидратации, аминоакрилат енамина, неферментативно таутомеризуется с образованием соответствующего имина, который спонтанно гидролизуется до пирувата и аммиака.

Цистеин может быть преобразован в пируват несколькими путями, в которых сульфгидрильная группа высвобождается в виде H ₂ S, SO ₃ ^2- или SCN ^—.

Глицин превращается в серин ферментом серингидроксиметилтрансферазой, другим ферментом, содержащим PLP. Этот фермент использует N ⁵ , N ¹⁰ -метилентетрагидрофолат (N ⁵ , N ¹⁰ -метилен-ТГФ) в качестве кофактора для получения единицы C ₁ , необходимой для этого превращения. Метиленовая группа N ⁵ , N ¹⁰ -метилен-ТГФ, используемая при превращении глицина в серин, получается посредством второго разложения глицина, катализируемого системой расщепления глицина.Система расщепления глицина, мультиферментный комплекс, напоминающий пируватдегидрогеназу, содержит четыре белковых компонента:

1. PLP-зависимая глициндекарбоксилаза (белок P).
2. Липоамидсодержащая аминометилтрансфераза (H-белок), несущая аминометильную группу, остающуюся после декарбоксилирования глицина.
3. An N ⁵ , N ¹⁰ -метилен-THF синтезирующий фермент (T-белок), который принимает метиленовую группу от аминометилтрансферазы.
4. NAD ⁺ -зависимая, требующая FAD липоамиддегидрогеназа (L-белок).

Два наблюдения показывают, что этот путь является основным путем деградации глицина в тканях млекопитающих:

1. Серин, выделенный из животного, которое получало [2- ¹⁴ C] глицин, представляет собой ¹⁴ C, меченный как на C2, так и на C3. Это наблюдение показывает, что метиленовая группа N ⁵ , N ¹⁰ -метилен-ТГФ, используемая серингидроксиметилтрансферазой, является производной глицина C2.
2. Унаследованное заболевание человека некетотическая гиперглицинемия, которое характеризуется умственной отсталостью и накоплением большого количества глицина в жидкостях организма, возникает в результате отсутствия системы расщепления глицина.

Треонин является одновременно глюкогенным и кетогенным, поскольку один из путей его разложения производит как пируват, так и ацетил-КоА. Его основной путь распада — через треониндегидрогеназу с образованием α-амино-β-кетобутирата, который превращается в ацетил-КоА и глицин с помощью α-амино-β-кетобутиратлиазы.Глицин можно преобразовать через серин в пируват.

Серингидроксиметилтрансфераза катализирует PLP-зависимый C _α -C _β разрыв связи

Треонин также может быть преобразован непосредственно в глицин и ацетальдегид. Неожиданно эта реакция катализируется серингидроксиметилтрансферазой. Биохимики до сих пор использовали

аминокислот, белков и ферментов

.

Вступительное эссе

Нобелевская премия по медицине и физиологии 1923 года была присуждена Фредерику Гранту Бантингу и Джону Джеймсу Ричарду Маклауду за открытие белка инсулина .В 1958 году Нобелевская премия по химии была присуждена Фредерику Сэнгеру за открытия, касающиеся структуры белков и, в частности, структуры инсулина. Что такого важного в инсулине, что за работу над этим белком были присуждены две Нобелевские премии?

Инсулин — гормон, синтезируемый в поджелудочной железе. (Для получения дополнительной информации о гормонах см. Главу 17 «Липиды», раздел 17.4 «Стероиды».) Инсулин стимулирует транспортировку глюкозы в клетки по всему телу и хранение глюкозы в виде гликогена.Люди с диабетом не производят инсулин и не используют его должным образом. Выделение инсулина в 1921 году привело к первому эффективному лечению этих людей.

Рисунок 18.1 Инсулиновая помпа

Белки Соединение с высокой молярной массой, состоящее в основном или полностью из аминокислот, связанных вместе. могут быть определены как соединения с высокой молярной массой, состоящие в основном или полностью из цепочек аминокислот. Их массы колеблются от нескольких тысяч до нескольких миллионов дальтон (Да).Помимо атомов углерода, водорода и кислорода, все белки содержат атомы азота и серы, а многие также содержат атомы фосфора и следы других элементов. Белки выполняют множество функций в живых организмах и часто классифицируются по этим биологическим ролям, которые суммированы в Таблице 18.1 «Классификация белков по биологической функции». Мышечная ткань в основном состоит из белка, как и кожа и волосы. Белки присутствуют в крови, головном мозге и даже в зубной эмали. Каждый тип клеток в нашем организме производит свои собственные специализированные белки, а также белки, общие для всех или большинства клеток.

Примечание

дальтон — единица массы, используемая биохимиками и биологами. Это эквивалент атомной единицы массы. Белок 30 000 Да имеет молярную массу 30 000 ед.

Таблица 18.1 Классификация белков по биологической функции

Классификация	Биологическая функция	Пример
ферменты	ускоряют биологические реакции	α-Амилаза катализирует гидролиз крахмала и гликогена.
конструкционные	обеспечивает прочность и структуру	Кератин — это основной белок волос и шерсти.
сократительная	сокращение мышц; деление клеток	Миозин — это белок, необходимый для сокращения мышц.
транспорт	перевозят вещества из одного места в другое	Гемоглобин переносит кислород из легких по всему телу.
нормативный	регулируют работу других белков	Инсулин регулирует активность определенных ферментов в организме.
хранилище	обеспечивают хранение основных питательных веществ	Овальбумин сохраняет в яичном белке аминокислоты, которые будут использоваться развивающейся птицей.
защита	защитить клетки или организм от посторонних веществ	Иммуноглобулины распознают и разрушают чужеродные молекулы.

Мы начинаем наше изучение белков с изучения свойств и реакций аминокислот, после чего обсуждаем, как аминокислоты ковалентно связываются с образованием пептидов и белков. Мы заканчиваем главу обсуждением ферментов — белков, которые действуют как катализаторы в организме.

18.1 Свойства аминокислот

Цель обучения

1. Распознавайте аминокислоты и классифицируйте их на основе характеристик их боковых цепей.

Белки всех живых существ, от бактерий до людей, состоят из одного и того же набора из 20 аминокислот — молекулы, которая содержит аминогруппу и карбоксильную группу, так называемые, потому что каждая из них содержит аминогруппу, присоединенную к карбоновой кислоте. (Для получения дополнительной информации об аминогруппах см. Главу 15 «Органические кислоты и основания и некоторые из их производных», раздел 15.1 «Функциональные группы карбоновых кислот и их производных».) Аминокислоты в белках представляют собой α-аминокислоты, которые означает, что аминогруппа присоединена к α-углероду карбоновой кислоты.(Для получения дополнительной информации об α-углероде см. Главу 15 «Органические кислоты и основания и некоторые из их производных», раздел 15.2 «Карбоновые кислоты: структура и названия».) Люди могут синтезировать только около половины необходимых аминокислот; оставшаяся часть должна быть получена с пищей и известна как незаменимые аминокислоты. Аминокислота, которая должна быть получена с пищей, потому что она не может быть синтезирована организмом в достаточных количествах.

Примечание

Еще две аминокислоты были обнаружены в белках в ограниченном количестве.Селеноцистеин был открыт в 1986 году, а пирролизин был открыт в 2002 году.

Аминокислоты представляют собой бесцветные нелетучие твердые кристаллические вещества, плавящиеся и разлагающиеся при температуре выше 200 ° C. Эти температуры плавления больше похожи на температуры неорганических солей, чем у аминов или органических кислот, и указывают на то, что структуры аминокислот в твердом состоянии и в нейтральном растворе лучше всего представлены как имеющие как отрицательно заряженную группу, так и положительно заряженную группу.Такой вид известен как цвиттерион — электрически нейтральное соединение, которое содержит как отрицательно, так и положительно заряженные группы.

Классификация

Помимо амино и карбоксильных групп, аминокислоты имеют боковую цепь или группу R, присоединенную к α-углероду. Каждая аминокислота имеет уникальные характеристики, обусловленные размером, формой, растворимостью и ионизационными свойствами ее группы R. В результате боковые цепи аминокислот оказывают сильное влияние на структуру и биологическую активность белков.Хотя аминокислоты можно классифицировать по-разному, один общий подход состоит в том, чтобы классифицировать их в зависимости от того, является ли функциональная группа боковой цепи при нейтральном pH неполярной, полярной, но незаряженной, отрицательно заряженной или положительно заряженной. Структура и названия 20 аминокислот, их одно- и трехбуквенные сокращения, а также некоторые их отличительные особенности приведены в Таблице 18.2 «Общие аминокислоты, обнаруженные в белках».

Таблица 18.2 Общие аминокислоты, обнаруженные в белках

Что такое протеиногенные аминокислоты?

перейти к содержанию

Ищи:

• Домой
• Основы
  • Общие аминокислоты — что это такое?
  • Классификация аминокислот
  • Что такое незаменимые аминокислоты
  • Что такое протеиногенные аминокислоты?
  • Основные источники незаменимых аминокислот животного происхождения
  • Лучшие источники незаменимых аминокислот для вегетарианцев
• Аминокислоты
  • Аланин
  • Аргинин
  • Аспарагин
  • Креатин
  • BCAA
  • GABA (гамма-аминокислота)
  • GABA (гамма-аминокислота) Глутаминовая кислота
  • Карнитин
  • Карнозин
  • Цитруллин
  • Цистеин
  • Глутамин
  • Глутатион
  • Глицин
  • Гистидин
  • HMB
  • Изолейцин
  • Лейцин
  • Лизанин
  Лейцин
  • Лизанин
  Лизанин Лизанин
  • Лизанин
  -Пролин
  • Серин
  • Теанин
  • Треонин
  • Триптофан
  • Тирозин
  • Валин
  • Таурин
  • N-ацетилцистеин (NAC)
  • Сывороточный протеин
• Противоопухолевые свойства
• Против рака
• 0023 Снижение холестерина
• Кровообращение
• Свяжитесь с нами
• Диабет
• Диабет 2 типа
• Эректильная дисфункция
• Выпадение волос и профилактика с помощью аминокислот
• Иммунная система
• Воспаление
• Бессонница
• Мужская фертильность и сексуальная доблесть
• Менопауза
• Рост мышц
• Остеоартрит
• Заболевания прямой кишки
• Операция Восстановление
• Кожа и волосы
• Потеря веса
• Самочувствие

Новости

Ищи:

• Домой
• Основы
  • Общие аминокислоты — что это такое?
  • Классификация аминокислот
  • Что такое незаменимые аминокислоты
  • Что такое протеиногенные аминокислоты?
  • Основные источники незаменимых аминокислот животного происхождения
  • Лучшие источники незаменимых аминокислот для вегетарианцев
• Аминокислоты
  • Аланин
  • Аргинин
  • Аспарагин
  • Креатин
  • BCAA
  • GABA (гамма-аминокислота)
  • GABA (гамма-аминокислота) Глутаминовая кислота
  • Карнитин
  • Карнозин
  • Цитруллин
  • Цистеин
  • Глутамин
  • Глутатион
  • Глицин
  • Гистидин
  • HMB
  • Изолейцин
  • Лейцин
  • Лизанин
  Лейцин
  • Лизанин
  Лизанин Лизанин
  • Лизанин
  -Пролин
  • Серин
  • Теанин
  • Треонин
  • Триптофан
  • Тирозин
  • Валин
  • Таурин
  • N-ацетилцистеин (NAC)
  • Сывороточный протеин
• Противоопухолевые свойства
• Против рака
• 0023 Снижение холестерина
• Кровообращение
• Свяжитесь с нами
• Диабет
• Диабет 2 типа
• Эректильная дисфункция
• Выпадение волос и профилактика с помощью аминокислот
• Иммунная система
• Воспаление
• Бессонница
• Мужская фертильность и сексуальная доблесть
• Менопауза
• Рост мышц
• Остеоартрит
• Заболевания прямой кишки
• Восстановление после операции
• Кожа и волосы
• Потеря веса
• Самочувствие

Новости

• Домой
• Основы
  • Какие аминокислоты — Общие аминокислоты Они?
  • Классификация аминокислот
  • Что такое незаменимые аминокислоты
  • Что такое протеиногенные аминокислоты?
  • Лучшие источники незаменимых аминокислот животного происхождения
  • Лучшие источники незаменимых аминокислот для вегетарианцев
• Аминокислоты
  • Аланин
  • Аргинин
  • Аспарагин
  • Креатин
  • BCAA
  • GABA (гамма-амино)
  • Глутаминовая кислота
  • Карнитин
  • Карнозин
  • Цитруллин
  • Цистеин
  • Глютамин

12.Метаболизм аминокислот • Функции клеток и человеческого тела

Содержимое:

1. Введение в метаболизм белков и аминокислот

2. Аминокислотное разложение

3. Деградация углеродного скелета аминокислот

4. Образование заменимых аминокислот в организме человека

5. Важные производные отдельных аминокислот

_

Введение в метаболизм белков и аминокислот

Белки — самые важные и самые распространенные биомолекулы в организме человека — общее количество белка соответствует 14 кг (верно для человека весом 70 кг).Сумма всех аминокислот в организме называется пулом аминокислот . Как образуется этот пул? И как нам это использовать?

Взрослый человек расщепляет примерно 300-500 г белков до аминокислот в день, это событие называется протеолизом . Примерно такое же количество аминокислот включается в белки в процессе, называемом протеосинтез . Другой источник аминокислот, белков, содержащихся в пище , составляет примерно 70-100 г в день.Конечным источником аминокислот является пул биосинтеза незаменимых аминокислот с образованием 30-40 г аминокислот в день. В день разлагается около 120 г аминокислот. В этом процессе аминокислотный скелет можно разделить на аминогруппу (-NH ₂ и другие атомы азота) и углеродную цепь — каждая из них имеет совершенно разную судьбу, которая будет описана позже в этом разделе.

Аминокислоты могут также служить предшественниками многих важных для организма веществ -e.грамм. биогенные амины, гем или пурины и пиримидины.

Период полувыведения белков заметно отличается от белка к белку , и поэтому невозможно дать его среднее значение. Как правило, структурные белки являются более постоянными (и, следовательно, имеют более длительный период полураспада), в то время как молекулы многих ферментов существуют очень недолго, — всего несколько десятков минут или часов.

Протеолиз — это полное расщепление белка до свободных аминокислот. протеазы и пептидазы (протеолитические ферменты) обнаружены не только в желудочно-кишечном тракте , но и в каждой клетке — лизосомы . Протеолитические ферменты подразделяются на:

1) Экзопептидазы — амино- и карбоксипептидазы — — ферменты, отщепляющие белки / пептиды на концах их цепей

2) Эндопептидазы — трипсин , химотрипсин или пепсин — — ферменты, расщепляющие пептидные связи внутри цепей белок / пептид

Некоторые белки расщепляются убиквитин-протеасомным комплексом .Убиквитин, небольшой белок, присутствует во всех эукариотических клетках. Белок, предназначенный для деградации в протеасомах маркирован убиквитином. Этот процесс называется убиквитинированием (необязательно полиубиквитинирование — если присутствует несколько молекул убиквитина).

Историческая корреляция:

Аарон Цехановер, Аврам Хершко и Ирвин Роуз получили Нобелевскую премию по химии (открытие убиквитин-опосредованной деградации белка) в 2004 году.

Незаменимые и незаменимые аминокислоты

Человеческий организм способен синтезировать только определенные аминокислоты (несущественные, незаменимые). Остальные аминокислоты (незаменимые, незаменимые) необходимо получать с пищей. Вот обзор:

Незаменимые аминокислоты

1) Ответвления: Val, Leu, Ile

2) Ароматические: Phe, Trp

3) Базовый: Lys

4) Серосодержащий: Met

5) С гидроксильной группой: Thr

Условно незаменимые аминокислоты

Арг, Гис

Незаменимые аминокислоты

Gly, Ala, Ser, Pro, Cys, Tyr, Asn, Gln, Asp, Glu

Важные реакции в метаболизме аминокислот

1) Декарбоксилирование означает удаление карбоксильной группы — образуются биогенные амины

2) Трансаминирование означает обмен аминогруппы с 2-оксокислотой — Образуются 2-оксокислоты

3) Окислительное дезаминирование означает окислительное удаление аминогруппы — Образовываются 2-оксокислоты

4) Образование пептидной связи — пептид и белок поколение

Нарушения обмена аминокислот

У человека имеется множество различных генетических дефектов метаболизма аминокислот.Некоторые из их промежуточных продуктов накапливают в организме, вызывая дефект развития нервной системы , что часто приводит к умственной отсталости .

_

Аминокислотное разложение

Существует 20 (21, если мы включаем селеноцистеин) основных протеиногенных аминокислот , которые могут быть вставлены в молекулы белка в процессе трансляции. Катаболизм их углеродных скелетов покрывает приблизительно 10-15% потребности тела в энергии.Аминокислоты могут также служить субстратами (предшественниками) для биосинтеза других питательных веществ — углеводов (глюконеогенез) и липидов.

Теперь мы обсудим отдельно судьбу аминного азота и метаболизм аминокислотного углеродного скелета.

Удаление аминогруппы

Удаление аминогруппы является важным этапом катаболизма аминокислот. Азот аминогрупп (аминный азот) не может использоваться для производства энергии и должен быть удален из нашего организма. Первый способ — это преобразование аминного азота в мочевину (около 95% ) с последующим выведением мочевины из организма с мочой. Второй путь — высвобождение аминного азота из глутамина в форме NH ₃ / NH ₄ ⁺ в канальцевых клетках почек (около 5% ).

Трансаминирование

Трансаминации — это свободно обратимые реакции, катализируемые трансаминазами ( аминотрансферазы ). Аминогруппа α-аминокислоты обменивается на оксогруппу 2-оксокислоты во время трансаминирования — из аминокислоты образуется 2-оксокислота, а из исходной 2-оксокислоты образуется аминокислота.

Аминогруппа переносится кофактором пиридоксальфосфат ( PLP , производное витамина B6 ) на оксокислоту (образование основания Шиффа).

Большинство аминокислот подвергаются трансаминированию при деградации . Ферменты аспартатаминотрансферазы (AST) и аланинаминотрансферазы (ALT) являются конкретными примерами трансаминаз, которые обычно обнаруживаются как маркеры потенциального повреждения клеток печени. Катализируемые реакции AST и ALT представлены на схеме.

Образующиеся в результате 2-оксокислоты (оксалоацетат и пируват) участвуют в энергетическом обмене внутри клеток.

Но есть исключения (например, треонин), который не разлагается при трансаминировании.

Преобразование глутамата / глутамина

Превращение карбоксильной группы в глутамате (в боковой цепи) в амидную группу в глутамине катализируется цитозольным ферментом глутамин синтетазой .Также необходимы ATP и NH ₄ ⁺ . Эта реакция используется в клетках ЦНС в качестве основного механизма детоксикации, удаляя токсичный NH ₃ из ткани мозга. Новый глютамин — — наиболее важная транспортная форма аминного азота (аммиака) в крови. — обеспечивает транспорт из внепеченочных тканей кровью в печень и почки. Глютамин имеет самую высокую плазменную концентрацию аминокислот — 0,6 ммоль / л (аланин — 0,3 ммоль / л). Две аминогруппы / аммиак «хранятся» в молекуле глутамина. Глютамин может использовать аммиак в различных процессах биосинтеза — например, при синтезе пуриновых оснований.

Митохондриальный фермент глутаминаза катализирует высвобождение NH ₃ из глутамина (гидролитическое дезаминирование, часто происходит в гепатоцитах и ​​клетках почечных канальцев). Аммиак, произведенный в митохондриях печени, входит в цикл мочевины. В почках аммиак выводится с мочой, где он служит буфером.

Окислительное дезаминирование

При окислительном дезаминировании аминогруппа превращается в кетогруппу с одновременным высвобождением NH ₃ . Глутамат — единственная аминокислота, которая дезаминируется с достаточной скоростью в организме человека. Глутаматдегидрогеназа , катализирующая окислительное дезаминирование глутамата, обнаруживается в митохондриальном матриксе (в основном в клетках печени). Этот процесс демонстрирует следующую реакцию:

Глутамат + NAD ⁺ → α-кетоглутарат + NH ₄ ⁺ + NADH + H ⁺

Образующийся NH ₄ ⁺ входит в цикл мочевины, и α-кетоглутарат может использоваться в цикле переаминирования или цикла Кребса.Указанная реакция полностью обратима — глутамат может быть синтезирован из α-KG и NH ₄ ⁺ .

Мы можем сделать вывод, что большая часть аминокислоты подвергается трансаминированию при деградации и что большая часть аминного азота из аминокислот прямо или косвенно сконцентрирована в молекуле глутамата / глутамина. Аминоазот впоследствии высвобождается в реакции глутаминазы и глутаматдегидрогеназы.

Цикл мочевины (орнитина)

Токсичность аммиаком

Аммиак — это полярное вещество , свободно проходящее через физические барьеры , а также гематоэнцефалический барьер .Когда его концентрация в организме увеличивается, баланс многих важных реакций нарушается. Рассмотрим следующие примеры:

Глутамат + NAD ⁺ → α-кетоглутарат + NH ₄ ⁺

Глутамат + NH ₄ ⁺ + АТФ → глутамин + АДФ + Pi

При избытке аммиака концентрация глутамина постепенно увеличивается на . Но образование глутамина также потребляет α-кетоглутарат цикла Кребса — скорость этого пути постепенно снижается, и, следовательно, производство энергии в клетках.Концентрация аммиака в плазме не должна превышать 35 мкмоль / л . В организме человека большая часть токсичного аммиака превращается в мочевину в результате реакций цикла мочевины.

Реакции в цикле мочевины

Мочевина, нетоксичное соединение, транспортируется с кровотоком в почки, где выводится с мочой. Цикл мочевины расположен в матрице митохондрий и цитозоле клеток печени. Этот путь представляет собой энергоемкий процесс , в который входят три субстрата: аммиак , диоксид углерода (бикарбонат) и аспартат (его аминогруппа). Митохондриальная карбамоилфосфатсинтетаза I является регуляторным ферментом. Орнитиновый цикл взаимодействует с циклом Кребса через оксалоацетат и фумарат.

Образование мочевины включает пять реакций:

1) Образование карбамоилфосфата катализируется митохондриальной карбамоилфосфат синтетазой I:

NH ₄ ⁺ + HCO ₃ ^— + ATP → карбамоилфосфат + 2 ADP + Pi

2) Образование цитруллина катализируется орнитинтранскарбамоилазой:

Орнитин + карбамоилфосфат → цитруллин + Pi

Цитруллин попадает в цитозоль.

3) Образование аргининосукцината катализируется аргининосукцинатсинтетазой:

Цитруллин + Asp + ATP → аргининосукцинат + AMP + PPi

4) Разложение аргининосукцината катализируется аргининосукцинатлиазой:

аргининосукцинат → аргинин + фумарат

5) Гидролиз аргинина катализируется аргиназой:

Аргинин + H ₂ O → орнитин + мочевина

Орнитин возвращается в матрикс митохондрий.

Цикл мочевины тесно связан с циклом Кребса — из возникающего фумарата становится аспартат. Как работают эти отношения? Сначала фумарат гидратируется до малата, который превращается в оксалоацетат путем окисления. Фермент аспартатаминотрансфераза катализирует трансаминирование между глутаматом и оксалоацетатом, в результате чего аспартат входит в орнитиновый цикл. Глутамат образуется путем трансаминирования деградированных аминокислот, которые передают свои аминогруппы на молекулу α-кетоглутарата.

Регулирование орнитинового цикла

Карбамоилфосфатсинтетаза I , главный регуляторный фермент орнитинового цикла, активируется N-ацетилглутаматом . Фермент N-ацетилглутаматсинтетаза катализирует реакцию между AcCoA и глутаматом, в результате которой образуется N-ацетилглутамат. Аминокислота аргинин увеличивает активность фермента. Транскрипция ферментов цикла мочевины увеличивается при диете с высоким содержанием белка или на , увеличивая катаболизм белка (например,грамм. голодание), следовательно, в повышенном поступлении аминокислот. Цикл мочевины относится к реакциям образования протонов, его активность снижается при более низких значениях pH — ацидоз.

Глюкозо-аланиновый цикл

Аланин участвует в передаче аммиака крови , а также через пируват служит важным источником углерода в глюконеогенезе — см. Подраздел 2/9. Глюкозо-аланиновый цикл — это путь, проходящий между печенью и мышечными клетками .Пируват, продуцируемый в мышечных клетках, подвергается трансаминированию с образованием аланина. Он попадает в кровь и переносится в печень, где снова превращается в пируват путем трансаминирования, которое может участвовать в процессе глюконеогенеза. Образовавшаяся глюкоза попадает в кровь и попадает в мышечные клетки, и цикл продолжается. Перенесенная аминогруппа (аммиак) направляется в цикл мочевины.

_

Деградация углеродного скелета аминокислот

Белки в организме человека содержат 20 (21, если считать селеноцистеин) протеиногенными аминокислотами.Для катаболизма углеродных скелетов аминокислот существует двадцать (двадцать одна) различных мультиферментных последовательностей. В этом тексте мы ограничимся только основными общими механизмами деградации углеродного скелета аминокислот и несколькими избранными примерами.

Катаболизм аминокислотных углеродных скелетов приводит к образованию семи продуктов: пируват , ацетил-КоА , ацетоацетил-КоА, α-кетоглутарат , сук-КоА и фумара оксалоацетат .У них другая судьба в энергетическом обмене. Стратегия клетки заключается в преобразовании углеродных скелетов аминокислот в соединения, полезные в глюконеогенезе, или молекулы липидов (жирные кислоты и кетоновые тела). Аминокислоты делятся на глюкогенные и кетогенные аминокислоты в соответствии с судьбой продуктов их распада. Аминокислоты лейцин и лизин (начиная с буквы L ) относятся к кетогенным аминокислотам, которые приводят к образованию ацетил-КоА и ацетоацетил-КоА.К глюкогенным аминокислотам относятся те, которые приводят к образованию оставшихся пяти продуктов — пируват , α-кетоглутарат , suc-CoA , фумарат или оксалоацетат — серин, треонин, цистеин, метион аспартат, глутамат, аспарагин, глутамин, глицин, аланин, валин, пролин, гистидин и аргинин. Но некоторые аминокислоты имеют два продукта распада — один из них глюкогенный, а второй — кетогенный. Эти аминокислоты называются кето- и глюкогенными аминокислотами — они включают изолейцин, фенилаланин, тирозин и триптофан.

В следующем обзоре показаны продукты распада определенных аминокислот:

1) Ацетил-КоА и ацетоацетил-КоА — Lys и Leu являются чисто кетогенными аминокислотами, некоторые другие аминокислоты (Phe, Tyr, Trp, Ile) являются продуктами глюкогенного и кетогенного разложения

2) α-кетоглутарат — пятиуглеродные аминокислоты — Glu, Gln, Pro, Arg и His

3) Suc-CoA — неполярные аминокислоты — Met, Ile a Val

4) Фумарат — Phe, Tyr

5) Оксалоацетат — четырехуглеродные аминокислоты — Asp a Asn

6) Пируват — Cys, Ala, Ser, Gly, Thr, Trp

Деградация разветвленных аминокислот — Val, Leu и Ile

Эти аминокислоты разлагаются не в клетках печени, а в основном во внепеченочных тканях — особенно высокая активность в мышечных клетках .Они содержат специфическую трансаминазу , продуцирующую соответствующие α-кетокислоты — так называемые кетоаналоги разветвленных аминокислот . Эта трансаминаза отсутствует в клетках печени. Кетоаналоги превращаются в производные ацил-КоА посредством комплекса дегидрирования , который катализирует окислительное декарбоксилирование и дегидрирование .

Генетический дефект комплекса дегидрирования вызывает болезнь мочи кленового сиропа .Это относительно редкое заболевание может приводить к накоплению соответствующих α-кетокислот в тканях и жидкостях организма (моча пахнет карамелью). Дефект вызывает аномальное развитие мозга, умственную отсталость и может привести к смерти человека.

_

Образование незаменимых аминокислот в организме человека

Организм человека не способен синтезировать незаменимые аминокислоты — Phe, Trp, Val, Leu, Ile, Met, Thr и Lys. Две аминокислоты необходимы для роста организма (период их повышенного потребления), скорость их синтеза недостаточна для покрытия требований организма — так называемые условно незаменимые аминокислоты — Arg, His .Остальные аминокислоты относятся к незаменимым аминокислотам. Вот обзор предшественников аминокислот:

1) Оксалоацетат → Asp , Asn

2) α-кетоглутарат → Glu , Gln , Pro , ( Arg и His )

3) Пируват → Ala

4) 3-фосфоглицерат → Ser , Cys и Gly

5) Phe → Tyr

Фенилкетонурия (PKU)

Фенилкетонурия (ФКУ) — это аутосомно-рецессивное метаболическое расстройство (частота 8-10 случаев на 100 000 человек) , обусловленное отсутствием или пониженной активности фенилаланингидроксилазы. Физиологически этот фермент катализирует гидроксилирование Phe до Tyr. Дефектный фермент приводит к накоплению фенилаланина и образуется альтернативная деградация Phe — фенилпирувата (трансаминирование), фенилактата, фенилацетата и фенилэтиламина . Такие вещества накапливаются в тканях и жидкостях организма и производят типичный запах мочи (мышечный запах) . Некоторые из них вызывают тяжелые повреждения головного мозга .Фенилкетонурия была первым обнаруженным генетическим дефектом в метаболизме аминокислот у человека и в настоящее время является одним из заболеваний, на которые проводится скрининг у всех новорожденных . Если он обнаружен даже в этом возрасте, мы можем предотвратить повреждение мозга с помощью специальной диеты с низким содержанием Phe .

_

Важные производные отдельных аминокислот

Декарбоксилирование — образование биогенных аминов

Некоторые аминокислоты подвергаются декарбоксилированию ( удаление карбоксильной группы ).Результатом является образование биогенных аминов (моноаминов), которые проявляют широкий спектр функций в организме человека. Вот основная схема:

1) Тир → катехоламины (ДОФА → дофамин → норадреналин (норэпинефрин) → адреналин (эпинефрин)

2) Trp → серотонин (5-гидрокситриптамин)

3) Glu → γ-аминобутират ( GABA )

4) His → гистамин

5) Сер → этаноламин → холин → ацетилхолин

6) Цис → цистеамин

7) Asp → β-аланин

Оксид азота (NO)

Оксид азота — это сосудорасширяющее вещество , продуцируемое эндотелиальными клетками.Он образуется из L-аргинина в реакции, катализируемой синтазой оксида азота (NO-синтазой) :

NO-синтаза присутствует не только в эндотелиальных клетках, но также в некоторых клетках иммунной системы (один из цитотоксических агентов ) и в некоторых нейронах . Механизм и значение действия NO-синтазы описаны в подразделах 10/2 и 5/3.

Другие важные производные аминокислот

Trp → мелатонин

Phe и Tyr → гормоны щитовидной железы, меланин

Gly → гем, пурины, креатин, конъюгация с желчными кислотами

Арг и орнитин → креатин, полиамины ( спермидин, спермин)

Gly, Glu, Asp → пурины и пиримидины

Cys → таурин

_

Авторы подразделов: Йозеф Фонтана и Петра Лаврикова

Глава 6 — Карточки с белками и аминокислотами Мадлен Мейнхольд

Знание Геном ^TM

Сертифицировано Brainscape

Просмотрите более 1 миллиона классов, созданных лучшими студентами, профессорами, издателями и экспертами, которые охватывают весь мир «усваиваемых» знаний.

• Вступительные экзамены

• Экзамены уровня A

• Экзамены AP

• Экзамены GCSE

• Вступительные экзамены в магистратуру

• Экзамены IGCSE

• Международный Бакалавриат

• 5 национальных экзаменов

• Вступительные экзамены в университет

• Профессиональные сертификаты

• Бар экзамен

• Водитель Эд

• Финансовые экзамены

• Сертификаты управления

• Медицинские и сестринские сертификаты

• Военные экзамены

• MPRE

• Другие сертификаты

• Сертификаты технологий

• TOEFL

• Иностранные языки

• арабский

• китайский язык

• французкий язык

• Немецкий

• иврит

• Итальянский

• Японский

• корейский язык

• Лингвистика

• Другие иностранные языки

• португальский

• русский

• испанский

• TOEFL

• Наука

• Анатомия

• Астрономия

• Биохимия

• Биология

• Клеточная биология

• Химия

• науки о Земле

• Наука об окружающей среде

• Генетика

• Геология

• Наука о жизни

• Морская биология

• Метеорология

• Микробиология

• Молекулярная биология

• Естественные науки

• Океанография

• Органическая химия

• Периодическая таблица

• Физическая наука

• Физика

• Физиология

• Растениеводство

• Класс науки

• Зоология

• Английский

• Американская литература

• Британская литература

• Классические романы

• Писательское творчество

• английский

• Английская грамматика

• Фантастика

• Высший английский

• Литература

• Средневековая литература

• Акустика

• Поэзия

• Пословицы и идиомы

• Шекспир

• Орфография

• Vocab Builder

• Гуманитарные и социальные исследования

• Антропология

• Гражданство

• Гражданское

• Классика

• Связь

• Консультации

• Уголовное правосудие

• География

• История

• Философия

• Политическая наука

• Психология

• Религия и Библия

• Социальные исследования

• Социальная работа

• Социология

• Математика

• Алгебра

• Алгебра II

• Арифметика

• Исчисление

• Геометрия

• Линейная алгебра

• Математика

• Таблицы умножения

• Precalculus

• Вероятность

• Статистические методы

• Статистика

• Тригонометрия

• Медицина и уход

• Анатомия

• Системы тела

• Стоматология

• Медицинские курсы и предметные области

• Медицинские осмотры

• Медицинские специальности

• Медицинская терминология

• Разные темы здравоохранения

• Курсы медсестер и предметные области

• Медсестринские специальности

• Другие области здравоохранения

• Фармакология

• Физиология

• Радиология и диагностическая визуализация

• Ветеринарная

• Профессии

• ASVAB

• Автомобильная промышленность

• Авиация

• Парикмахерская

• Катание на лодках

• Косметология

• Бриллианты

• Электрические

• Электрик

• Пожаротушение

• Садоводство

• Домашняя экономика

• Садоводство

• HVAC

• Дизайн интерьера

• Ландшафтная архитектура

• Массажная терапия

• Металлургия

• Военные

• Борьба с вредителями

• Сантехника

• Полицейская

• Сточные Воды

• Сварка

• Закон

• Закон Австралии

• Банкротство

• Бар экзамен

• Предпринимательское право

• Экзамен в адвокатуру Калифорнии

• Экзамен CIPP

• Гражданский процесс

• Конституционное право

• Договорное право

• Корпоративное право

• Уголовное право

• Доказательства

• Семейное право

• Экзамен в адвокатуру Флориды

• Страховое право

• Интеллектуальная собственность

• Международный закон

• Закон

• Закон и этика

• Правовые исследования

• Судебные разбирательства

• MBE

• MPRE

• Закон о аптеках

• Право собственности

• Закон о недвижимости

• Экзамен в адвокатуре Техаса

• Проступки

• Трасты и имения

• Здоровье и фитнес

• Нетрадиционная медицина

• Класс здоровья и фитнеса

• Здоровье и человеческое развитие

• Урок здоровья

• Наука о здоровье

• Человеческое развитие

• Человеческий рост и развитие

• Душевное здоровье

• Здравоохранение

• Спорт и кинезиология

• Йога

• Бизнес и финансы

• Бухгалтерский учет

• Бизнес

• Экономика

• Финансы

• Управление

• Маркетинг

• Недвижимость

• Технологии и инженерия

• Архитектура

• Биотехнологии

• Компьютерное программирование

• Информационные технологии

• Инженерное дело

• Графический дизайн

• Информационной безопасности

• Информационные технологии

• Информационные системы управления

• Еда и напитки

• Бармен

• Готовка

• Кулинарное искусство

• Гостеприимство

• Питание

• Вино

• Изобразительное искусство

• Изобразительное искусство

• История искусства

• Танец

• Музыка

• Другое изобразительное искусство

• Случайное знание

• Астрология

• Блэк Джек

• Культурная грамотность

• Знание реабилитации

• Мифология

• Национальные столицы

• Люди, которых вы должны знать

• Покер

• Чаша для викторины

• Спортивные викторины

• Карты Таро

.