81492

Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот. Биологическое значение.

Доклад

Биология и генетика

Непрямое дезаминирование аминокислот. Дезаминирование аминокислот реакция отщепления αаминогруппы от аминокислоты в результате чего образуется соответствующая αкетокислота безазотистый остаток и выделяется молекула аммиака. Безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакциях трансаминирования в процессах глюконеогенеза кетогенеза в анаплеротических реакциях для восполнения убыли метаболитов ОПК в реакциях окисления до СО2 и Н2О.

Русский

2015-02-20

248.67 KB

2 чел.

Окислительное дезаминирование аминокислот; глутаматдегидрогеназа. Непрямое дезаминирование аминокислот. Биологическое значение.

Дезаминирование аминокислот - реакция отщепления α-аминогруппы от аминокислоты, в результате чего образуется соответствующая α-кетокислота (безазотистый остаток) и выделяется молекула аммиака. Аммиак токсичен для ЦНС, поэтому в организме человека и млекопитающих он превращается в нетоксичное хорошо растворимое соединение - мочевину. В виде мочевины, а также в виде солей аммония аммиак выводится из организма. Безазотистый остаток используется для образования аминокислот в реакциях трансаминирования, в процессах глюконеогенеза, кето-генеза, в анаплеротических реакциях для восполнения убыли метаболитов ОПК, в реакциях окисления до СО2 и Н2О.

Существует несколько способов дезаминирования аминокислот:

Окислительное дезаминирование. Наиболее активно в тканях происходит дезаминирование глутаминовой кислоты. Реакцию катализирует фермент глутаматдегидрогеназа, коферментом глутаматдегидрогеназы является NAD+. Реакция идёт в 2 этапа. Вначале происходит ферментативное дегидрирование глутамата и образование а-иминоглутарата, затем - неферментативное гидролитическое отщепление иминогруппы в виде аммиака, в результате чего образуется а-кетоглутарат. Окислительное дезаминирование глутамата - обратимая реакция и при повышении концентрации аммиака в клетке может протекать в обратном направлении, как восстановительное шинирование α-кетоглутарата. Глутаматдегидрогеназа очень активна в митохондриях клеток практически всех органов, кроме мышц. Этот фермент - олигомер, состоящий из 6 субъединиц (молекулярная масса 312 кД). Глутаматдегидрогеназа играет важную роль, так как является регуляторным ферментом аминокислотного обмена. Аллостерические ингибиторы глутаматдегидрогеназы (АТФ, ГТФ, NADH) вызывают диссоциацию фермента и потерю глутаматдегидрогеназной активности. Высокие концентрации АДф активируют фермент. Таким образом, низкий энергетический уровень в клетках стимулирует разрушение аминокислот и образованиеα-кетоглутарата, поступающего в ЦТК как энергетический субстрат. Глутаматдегидрогеназа может индуцироваться стероидными гормонами (кортизолом).

Оксидаза L-аминокислот. В печени и почках обнаружен фермент оксидаза L-аминокислот, способный дезаминировать некоторые L-аминокислоты. Коферментом в данной реакции выступает FMN. Однако вклад оксидазы L-аминокислот в дезаминирование, очевидно, незначителен, так как оптимум её действия лежит в щелочной среде (рН 10,0). В клетках, где рН среды близок к нейтральному, активность фермента очень низка.

Оксидаза D-аминокислот также обнаружена в почках и печени. Это FAD-зависимый фермент. Оптимум рН этой оксидазы лежит в нейтральной среде, поэтому фермент более активен, чем оксидаза L-аминокислот. Роль оксидазы D-аминокислот невелика, так как количество D-изомеров в организме крайне мало, потому что в белки пищи и белки тканей человека и животных входят только природные L-аминокислоты. Вероятно, оксидаза D-аминокислот способствует их превращению в соответствующие L-изомеры.

Непрямое дезаминирование (трансдезаминирование) Большинство аминокислот не способно дезаминироваться в одну стадию, подобно Глу. Аминогруппы таких аминокислот в результате трансаминирования переносятся на α-кетоглутарат с образованием глутаминовой кислоты, которая затем подвергается прямому окислительному дезаминированию. Такой механизм дезаминирования аминокислот в 2 стадии получил название трансдезаминирования, или непрямого дезаминирования:

Непрямое дезаминирование аминокислот происходит при участии 2 ферментов: аминотрансферазы (кофермент ПФ) и глутаматдегидрогеназы (кофермент NAD+).

Значение этих реакций в обмене аминокислот очень велико, так как непрямое дезаминирование - основной способ дезаминирования большинства аминокислот. Обе стадии непрямого дезаминирования обратимы, что обеспечивает как катаболизм аминокислот, так и возможность образования практически любой аминокислоты из соответствующей α-кетокислоты.

В мышечной ткани активность глутаматдегидрогеназы низка, поэтому в этих клетках при интенсивной физической нагрузке функционирует ещё один путь непрямого дезаминирования с участием цикла ИМФ-АМФ. Вначале происходит перенос аминогруппы аминокислот на аспартат, затем на инозиновую кислоту (ИМФ) и в завершение - дезаминирование АМФ. Представленная схема отражает последовательность реакций непрямого неокислительного дезаминирования:

Можно выделить 4 стадии процесса:

  1.  трансаминирование с α-кетоглутаратом, образование глутамата;
  2.  трансаминирование глутамата с оксалоацета-том (фермент ACT), образование аспартата;
  3.  реакция переноса аминогруппы от аспартата на ИМФ (инозинмонофосфат), образование АМФ и фумарата;
  4.  гидролитическое дезаминирование АМФ.

Перенос аминогруппы от аспартата и синтез АМФ происходят следующим образом.

Реакция дезаминирования адениловой кислоты происходит под действием фермента АМФ дезаминазы Этот путь дезаминирования преобладает в мышцах при интенсивной работе, в результате которой накапливается молочная кислота. Выделяющийся аммиак предотвращает закисление среды в клетках, вызванное образованием лактата.

Биологическая роль непрямого дезаминирования. А - при катаболизме почти все природные аминокислоты сначала передают аминогруппу на а-кетоглутарат в реакции трансаминирования с образованием глутамата и соответствующей кетокислоты. Затем глутамат подвергается прямому окислительному дезаминированию под действием глутаматдегидрогена-зы, в результате чего получаются а-кетоглутарат и аммиак; Б - при необходимости синтеза аминокислот и наличии необходимых α-кетокислот обе стадии непрямого дезаминирования протекают в обратном направлении. В результате восстановительного аминирования а-кетоглутарата образуется глутамат, который вступает в трансаминирование с соответствующей α-кетокислотой, что приводит к синтезу новой аминокислоты.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

34802. Пантеизм как специфическая черта натурфилософии возрождения. Диалектика ренессанса (Кузанский Бруно) социально-политическая модель Макиавелли 36.5 KB
  прямо не отрицая существования Бога она отождествляла его с природой. Теософия мудрость от Бога. Если учесть что познание от Бога а Бог непознаваем значит Бог предел познания. Бог это предел за которым нет знания но есть вера есть осознание Бога.
34803. Научная революция нового времени. Бэкон о естественной философии. Индуктивный метод. Источники заблуждений. Критика «идолов» 47 KB
  Бэкон о естественной философии. Бэкон Англия; С. В философии этого периода появляются два подхода к понятию субстанция: онтологическое понимание субстанции как предельного основания бытия основоположник Френсис Бэкон 1561 1626; гносеологическое осмысление понятия субстанция его необходимость для научного знания основоположник Джон Локк 16321704. Бэкон; рационализм Р.
34804. Рационализм декарта. Очевидность как критерий истины. Учение о врожденных истинах 44 KB
  С точки зрения Декарта непосредственные чувственные восприятия не подвергнутые анализу и проверке в свете разума могут вводить в заблуждение и не являться сами по себе гарантами достоверного познания. Скепсис Декарта скепсис методологический который должен привести к первичной достоверности. Философия Декарта является защитой не Божественного разума а нашего собственного земного человеческого.
34805. Учение о субстанции спинозы и Лейбница. Рационализм и проблема свободы 26 KB
  Субстанция одна она есть причина самой себя. Эта единая субстанция не нуждается ни в чем другом для того чтобы существовать. Природа творящая есть Бог единая субстанция. Субстанция обладает двумя главными атрибутами свойствами: 1 мышлением; 2 протяжением распространенностью Посредством этих свойств человеческий ум воспринимает субстанцию в ее конкретности.
34806. Эмпиризм: гоббс и локк. Скептицизм Юма. Субъективный идеализм Беркли 35 KB
  Юм выводит все идеи из чувственных впечатлений. Юм пытается доказать что субстанция и причинность не объективно существующие сущности не априорные идеи но что они по своему эмпирическому содержанию представляют собой исключительно ассоциации которые образуются благодаря привычным сочетаниям впечатлений. Среди постепенно появляющихся идей о вещах мы начинаем замечать определенное сходство которое позволяет дать этим понятиям одно и то же название оставляя в стороне возможные качественные и количественные различия и приобретаем...
34807. Философские идеи эпохи просвещения. Правовой идеал просвещения. Коллизия частного интереса и общей справедливости. Просветительная трактовка человека 37 KB
  Просветительная трактовка человека Выдающимися мыслителями философии Просвещения были Вольтер и Руссо Вольтер по праву считается основателем французского Просвещения. Огромное влияние на общественную жизнь Европы оказал другой представитель Просвещения Руссо. Руссо призывает к свободе. Отсюда такой интерес Руссо к принципу частной собственности с возникновением которой он связывает исчезновение первоначального равенства и чистоты общественных нравов.
34808. Кант: от субстанции у субъекту, от бытия к деятельности. Рассудок и проблема объективности познания. Явление «вещь в себе». Природа и свобода 29.5 KB
  Канта Философия Канта вершина всей истории философии до XX в. Все творчество Канта делится на два периода докритический и критический. В первый период основное внимание Кант уделял вопросам естествознания и философии природы. В нем излагается знаменитая гипотеза возникновения Вселенной из туманности что означает отказ от идеи первотолчка хотя Кант и признавал Бога в качестве создателя мира.
34809. Абсолютный идеализм и диалектический метод Гегеля. Противоречие системы и метода 41 KB
  Диалектическая философия Гегеля Романтики иенской школы Фихте Шеллинг Гегель подвергали пересмотру кантовское понятие трансцендентального субъекта. Согласно романтикам главным недостатком кантовского субъекта является его неисторический характер во многом обязанный тому что Кант противопоставил истинное знание доставляемое точными науками тем формам знания которые нам дают миф искусство язык. В качестве такого субъекта предстала особенно у Гегеля история человечества в целом. Теперь формы трансцендентальной субъективности...
34810. Антропологический материализхм Фейербаха 31 KB
  Фейербаха Фейербах последний великий представитель классической немецкой философии. В отличие от других немецких философов этого периода которые были идеалистами Фейербах материалист. Самая известная книга Сущность христианства Если Гегель отрывал разум мышление от человека от его чувственной деятельности то Фейербах реальным субъектом разума считает только человека.