Окислительное дезаминирование

Элиминирование аминогруппы

Трансаминирование( переаминирование)

Дезаминирование

Различают два вида дезаминирования : неокислительное и окислительное.

 

Неокислительное дезаминирование

Различают несколько видов неокислительного дезаминирования:

* элиминирование аминогруппы – получается непредельная кислота

* гидролитическое – аминокислота превращается в гидроксикислоту

* восстановительное – образуется насыщенная аминокислота

* трансаминирование( переаминирование). Представляет собой основное направление обмена аминокислот в организме человека.

 

 

Эта чрезвычайно важная реакция, которая протекает во всех тканях организма человека, но особенно активно в печени, почке, миокарде, сводится к взаимопревращению двух различных аминокислоты и кетокислоты- образуются новая аминокислота и новая кетокислота. В результате трансаминирования вступают в обмен веществ аминокислоты, поступающие в составе белков, синтезируются заменимые кислоты.

 

R₁ - CH –COOH + R₂ – C- COOH ———> R ₂ - CH –COOH + R₁ – C- COOH

| | | <——— | | |

NH₂ О NH₂ О

аминокислота (1) кетокислота( 1) аминокислота(2) кетокислота( 2)

 

Наиболее важные пары :

аланин + щавелевоуксусная кислота <=== > ПВК + аспарагиновая кислота

аланин + а -кетоглутаровая кислота <===> ПВК + глутаминовая кислота

аспарагиновая кислота+ а –кетоглутаровая <=== >ЩУК + глутаминовая

кислота кислота

В составе катализаторов- ферментов обязательно присутствует витамин В6

Реакция характерна для бактерий и грибов. Для примера можно привести превращение аспарагиновой кислоты в фумаровую

 

 

Н СООН

НООС- СН₂-СН-СООН ———> > С = С < + NH₃

| НООС Н

NH₂ фумаровая кислота( транс-бутендиовая)

 

Рассмотрите внимательно еще раз схему трех наиболее важных реакций трансаминирования. В двух из них участвует а-кетоглутаровая кислота, а образуется глутаминовая. Для непрерывности процесса необходимо превратить обратно глутаминовую кислоту в а -кетоглутаровую. В клетках организма человека это происходит путем реакции окислительного дезаминирования.

В организме человека только глутаминовая кислота участвует в обратимой реакции окислительного дезаминирования, схема которой приведена ниже.

 

НООС-СН₂-СН₂ -СН-СООН + НАД ⁺ —> НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + НАДН + Н⁺

| | |

NH₂ NH

глутаминовая кислота иминоглутаровая

Далее иминоглутаровая кислота подвергается гидролизу , образуется кетоглутаровая кислота и аммиак

НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + НОН —> НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + NH₃

| | | |

NH О

а-кетоглутаровая кислота

7.7. Строение витамина В6 и механизм реакции с его участием

Каталитическая роль витамина В6 в реакциях декарбоксилирования и транстаминирования аминокислот сводится к образованию промежуточного соединения - азометина ( основания Шиффа)( реакция нуклеофильного присоединения- элиминирования воды). Витамин В6 существует в трех активных формах. В реакции декарбоксилирования участвует пиридоксамин, а в переаминировании - амино- и альдегидная.

 

Все 3 формы витамина — бесцветные крис­таллы, хорошо растворимые в воде. Активны в виде фосфорных эфиров – пиридоксальфосфата , пиридоксаминофосфата

R - OH + АТФ ———> R – OРО3 Н2 + АДФ

активный витамин В6

Схема реакции переаминирования

- НОН изомеризация

R₁ - CH –COOH + В₆ – СН = О < =======> R₁ - CH –COOH < =======>

| |

NH₂ N=СН - В₆

аминокислота пиридоксальфосфат азометин ( 1)

+ НОН

R₁ - C –COOH < =======> R₁ - C –COOH + В₆ – СН₂ - NH₂

| | гидролиз | |

N — СН₂ - В₆ О

азометин( 2) кетокислота пиридоксаминфосфат

Аминокислота реагирует с пиридоксальфосфатом - альдегидной формой витамина В6 . Образуется азометин(1), который изомеризуется в азометин (2). После гидролиза образуется кетокислота и аминоформа витамина В6- пиридоксаминфосфат.

Пиридоксаминфосфат реагирует с новой кетокислотой, реакция проходит в обратном направлении в соответствии со схемой через образование азометина (2), затем азометина(1) . Кетокислота в итоге превращается в аминокислоту, а витамин В6 вновь возвращается в альдегидную форму.

 

7.8. Реакция поликонденсации, образование полипептидов

Аминокислоты способны к поликонденсации, в результате которой образуется полимер- полиамид.

Полимеры, состоящие из а – аминокислот , называются полипептидами, или пептидами. Амидная связь ( СО- NH ) в таких соединениях называется пептидной связь ( пептидной группой).

Механизм реакции поликонденсации S_N аналогичен реакции образования амидов кислот( см. лекцию «Карбоновые кислоты»)

В биологических системах синтез полипептидов происходит на рибосомах, каждая аминокислота связана с транспортной РНК , различные ацил -тРНК последовательно удлиняют полипептидную цепь в соответствии с триплетным кодом иРНК, локализованной на рибосоме. Началом полипептидной цепи является аминогруппа. содержащая свободную а-аминогруппу, а концом – содержащая свободную а- карбоксильную группу.

В последовательное соединение аминокислот принято называть первичной структурой белка.

NH₂ - СН- СООН + NH₂ - СН- СООН + NH₂ - СН- СООН + … ——>

| | |

R₁ R ₂ R₃

 

пептидная группа

nН₂О + NH₂ - СН- СО- NH - СН- СО- [ NH - СН- СО]х - NH - СН- СООН….

| | | |

R₁ R ₂ R₃ Rn

 

начало цепи конец цепи

N- концевая С- концевая