Распад аминокислот в тканях до конечных продуктов обмена

 

Основные пути распада аминокислот – это дезаминирование и декарбоксилирование. Дезаминирование – это отщепление аминогруппы в виде аммиака NH₃ при действии специфических ферментов: дезаминазы, дегидрогеназы и других.

Различают четыре вида дезаминирования: окислительное, восстановительное, гидролитическое и внутримолекулярное.

1.окислительное дезаминирование. Протекает в две реакции, сопровождается образованием кетокислот и NH₃:

 

R               НАДН₂   ½ О₂   Н₂О (3 АТФ)  R                                         R

CH – NH₂           дегидрогеназа, + НАД            C = NH + Н₂О                   C = O + NH₃

COOH                                                                           COOH                                COOH

Аминокислота                                              иминокислота                   кетокислота

 

2.востановительное дезаминирование. Протекает в основном в пищеварительном тракте под действием микроорганизмов.

 

R                                         R

CH – NH₂ + H₂                 CH₂ + NH₃

COOH                                 COOH

                                  Насыщенная жирная кислота

 

3.гидролитическое дезаминирование. Протекает в пищеварительном тракте под действием микрофлоры, при этом образуются оксикислоты и NH₃.

 

R                                        R

CH – NH₂ + HOH           CH – OH + NH₃

COOH                               COOH

                                     Оксикислота

 

4.внутримолекулярное дезаминирование. Участвуют микроорганизмы. В тканях представлено только для гистидина:

 

         N               CH₂ – CH – COOH                                      N             CH = CH – COOH          

                                          NH₂                                                                                                  + NH₃

                NH                                                                                 NH                

         гистидин                                                                     уранотиновая кислота

 

Основной путь дезаминирования в тканях – это окислительное дезаминирование. Протекает путем дегидратации, под действием фермента дегидрогеназы.

Но в тканях животных активен только дегидрогеназа глутаровой кислоты – глутамодегидрогеназа. Поэтому прямым путем окислительному дезаминированию в тканях может подвергаться только глутаровая кислота, а все остальные аминокислоты подвергаются непрямому окислительному дезаминированию, предварительно вступая в переаминирование с α-кетоглутаровой кислотой. Переаминирование – это перенос аминогрупп с аминокислоты на кетокислоту. При этом образуется глутаминовая кислота и идет последующее дезаминирование.

Непрямой путь окислительного дезаминирования.

Протекает в 2 стадии:

1.переаминирование аминокислоты с α-кетоглутаровой кислотой:

 

R                 COOH                                        R             COOH

CH – NH₂ + CH₂   аминотрансфераза C = O + CH₂

COOH         CH₂                                                          COOH    CH₂

амино-       C = O                                      кето-        CH – NH₂

кислота     COOH                                  кислота      COOH

        α-кетоглутаровая кислота                            глутаровая кислота

 

2.окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты с образованием кетокислоты:

 

COOH                          НАДН₂   ½ О₂   Н₂О (3 АТФ) COOH                    COOH

CH₂          + НАД                                                             CH₂                        CH₂

CH₂                           глутаматдегидрогеназа                  CH₂    + HOH  CH₂ + NH₃

CH – NH₂                                                                                C = NH                 C = O

COOH                                                                                     COOH                  CH₂

Глутаровая кислота                                                 иминокислота  α-кетоглутаровая кислота

 

α-кетоглутаровая кислота может снова вступать в реакцию переаминирования с аминокислотами.

Декарбоксилирование аминокислот.

Это отщепление СО₂ от карбоксильной группы. При этом образуются амины:

 

R                                                      R

CH – NH₂      ^–CO2_{ДЕКАРБОКСИЛАЗА ФП} CH₂ – NH₂

COOH                                               амин

 

При тканевом декарбоксилировании аминокислот образуется физиологически активные амины, например, при декарбоксилировании гистидина – гистамин, цистеина – цистамин, из которого затем образуется таурин, входит в состав желчных кислот.

 

         N               CH₂ – CH – COOH            - СО₂               N             CH₂ – CH₂ – NH₂          

                                          NH₂    декарбоксилаза ФП                                                                                     

                NH                                                                                 NH                

         гистидин                                                                     гистамин

 

Гистамин расширяет кровеносные сосуды, снижает кровяное давление, возбуждает перистальтику матки и др.

CH₂ – SH                               CH₂ – SH                                    CH₂ – SO₃H

CH – NH₂ – CO₂                       CH₂ – NH₂ + 3 [O]                     CH₂ – NH₂

COOH                                 цистамин                                      таурин

цистеин

 

При декарбоксилировании глутаминовой кислоты образуется γ-аминомасляная кислота.

 

COOH                          COOH

CH₂                              CH₂

CH₂            –CO₂       CH₂

CH – NH₂                    CH₂ – NH₂

COOH                γ-аминомасляная кислота

Глутаминовая    

Кислота

 

γ-аминомасляная кислота участвует в передаче нервных импульсов с нервных окончаний, является противосклеротическим веществом, используется как лекарство.