81503

Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, γ-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов

Доклад

Биология и генетика

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот. αДекарбоксилирование характерное для тканей животных при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа стоящая по соседству с αуглеродным атомом.

Русский

2015-02-20

239.46 KB

1 чел.

Декарбоксилирование аминокислот. Структура биогенных аминов (гистамин, серотонин, γ-аминомасляная кислота, катехоламины). Функции биогенных аминов.

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот:

1. α-Декарбоксилирование, характерное для тканей животных, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, стоящая по соседству с α-углеродным атомом. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины:

2. ω-Декарбоксилирование, свойственное микроорганизмам. Например, из аспарагиновой кислоты этим путем образуется α-аланин:

3. Декарбоксилирование, связанное с реакцией трансаминирования:

В этой реакции образуются альдегид и новая аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте.

4. Декарбоксилирование, связанное с реакцией конденсации двух молекул:

Эта реакция в тканях животных осуществляется при синтезе δ-амино-левулиновой кислоты из глицина и сукцинил-КоА и при синтезе сфинголипидов, а также у растений при синтезе биотина.

Реакции декарбоксилирования в отличие от других процессов промежуточного обмена аминокислот являются необратимыми. Они катализируются специфическими ферментами – декарбоксилазами аминокислот, отличающимися от декарбоксилаз α-кетокислот как белковым компонентом, так и природой кофермента. Декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом (ПФ), как и у трансаминаз. Некоторые аминокислоты и их производные могут подвергаться декарбоксилированию - отщеплению карбоксильной группы. В тканях млекопитающих декарбоксилированию может подвергаться целый ряд аминокислот или их производных: Три, Тир, Вал, Гис, Глу, Цис, Apr, Орнитин, SAM, ДОФА, 5-окситриптофан и др. Продуктами реакции являются СО2 и амины, которые оказывают выраженное биологическое действие на организм (биогенные амины):

Реакции декарбоксилирования необратимы и катализируются ферментами декарбоксилазами. Простетическая группа декарбоксилаз в клетках животных - пиридоксальфосфат. Амины, образовавшиеся при декарбоксилировании аминокислот, часто являются биологически активными веществами. Они выполняют функцию нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК и др.), гормонов (норадреналин, адреналин), регуляторных факторов местного действия (гистамин, карнозин, спермин и др.)

Серотонин - нейромедиатор проводящих путей. Образуется в надпочечниках и ЦНС из аминокислоты 5-гидрокситриптофана в результате действия декарбоксилазы ароматических аминокислот. Этот фермент обладает широкой специфичностью и способен также декарбоксилировать триптофан и ДОФА, образующийся из тирозина. 5-Гидрокситриптофан синтезируется из триптофана под действием фенилаланингидроксилазы с коферментом Н4БП (этот фермент обладает специфичностью к ароматическим аминокислотам и гидроксидирует также фенилаланин) Серотонин может превращаться в гормон мелатонин, регулирующий суточные и сезонные изменения метаболизма организма и участвующий в регуляции репродуктивной функции.

Серотонин - биологически активное вещество широкого спектра действия. Он стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосуживающий эффект, регулирует АД, температуру тела, дыхание, обладает антидепрессантным действием. По некоторым данным он может принимать участие в аллергических реакциях, поскольку в небольших количествах синтезируется в тучных клетках.

Гистамин образуется путем декарбоксилирования гистидина в тучных клетках соединительной ткани

Гистамин образует комплекс с белками и сохраняется в секреторных гранулах тучных клеток. Секретируется в кровь при повреждении ткани (удар, ожог, воздействие эндо- и экзогенных веществ), развитии иммунных и аллергических реакций. Гистамин выполняет в организме человека следующие функции:

  1.  стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);
  2.  повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль);
  3.  сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье;
  4.  участвует в формировании воспалительной реакции - вызывает расширение сосудов, покраснение кожи, отёчность ткани;
  5.  вызывает аллергическую реакцию;
  6.  выполняет роль нейромедиатора;
  7.  является медиатором боли.

В клинической практике широко используется, кроме того, продукт α-декарбоксилирования глутаминовой кислоты γ-аминомаслянаякислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбокси-лаза), является высокоспецифичным.

Интерес к ГАМК объясняется ее тормозящим действием на деятельность ЦНС. Больше всего ГАМК и глутаматдекарбоксилазы обнаружено в сером веществе коры большого мозга, в то время как белое вещество мозга и периферическая нервная система их почти не содержат. Введение ГАМК в организм вызывает разлитой тормозной процесс в коре (центральное торможение) и у животных приводит к утрате условных рефлексов. ГАМК используется в клинике как лекарственное средство при некоторых заболеваниях ЦНС, связанных с резким возбуждением коры большого мозга. Так, при эпилепсии хороший эффект (резкое сокращение частоты эпилептических припадков) дает введение глутаминовой кислоты. Как оказалось, лечебный эффект обусловлен не самой глутаминовой кислотой, а продуктом ее декарбоксилирования – ГАМК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8928. Інвестиційна політика в галузі енергозбереження 122 KB
  Тема 9. Інвестиційна політика в галузі енергозбереження З таблиці 2 теми 1 бачимо, що обсяг капіталовкладень, які необхідні для забезпечення ефективної політики в галузі енергозбереження на Україні, становить у розрахунку на 2005 рік...
8929. Утилізація вторинних енергоресурсів 284.5 KB
  Утилізація вторинних енергоресурсів Будь-які енергоносії, чи енергія у формі тепла або стиснених газів, що отримуються внаслідок основних технологічних процесів, наприклад, коксування вугілля, металургійних процесів, роботи ГТУ чи ТЕС, називаються в...
8930. Лекции по теории автоматов. Логические основы цифровых автоматов 620.5 KB
  Лекции по теории автоматов. Логические основы цифровых автоматов. Учебное пособие для студентов очной и заочной форм обучения специальностям в области вычислительной техники, информатики и управления..
8931. Нетрадиційні та поновлювані джерела енергії 644 KB
  Нетрадиційні та поновлювані джерела енергії Сучасна енергетика базується на викопному органічному паливі: камяному вугіллі, нафті та газі. Розвіданих і прогнозних запасів викопного палива при сучасних темпах енергоспоживання достатньо на 90-15...
8932. Біогазова технологія утилізації органічних відходів і виробництва енергії 581 KB
  Біогазова технологія утилізації органічних відходів і виробництва енергії Біогаз - енергоносій, який є сумішшю метану (60 - 70%), діоксиду вуглецю (30 - 40%), невеликої кількості сірководню, водню, аміаку та оксиду азоту(5%). Склад бі...
8933. Технология производства сырокопченых колбас 159.5 KB
  Технология производства сырокопченых колбас. Сырокопченые колбасы - изделия, приготовленные из мясного фарша, соли, пряностей, в оболочке подвергнутой созреванию 8 - 10 суток, холодному копчению при 18 - 250С и сушке до 1,5 мес...
8934. Сущность государства, основные характеристики 167.18 KB
  Сущность государства, основные характеристики. Введение Вопросы о государстве, его понятии, сущности и роли в обществе с давних пор относятся к числу основополагающих. Это объясняется по меньшей мере тремя причинами. Во-первых, названные...
8935. Судебная реформа 1860-70 х гг 295.72 KB
  Судебная реформа 1860-70х гг. Введение Судебная реформа XIX века, в России реформа судебной системы и судопроизводства. Вызванная развивавшимися в стране капиталистическими отношениями, судебная реформа отразила классо...
8936. Становление и развитие Республики Хакасия (1992-2001 годы) 154.5 KB
  Становление и развитие Республики Хакасия (1992-2001 годы) Введение Образование нового государства на карте после распада СССР, повлекло за собой процесс изменения и модернизации, как в политическом строе, так и обустройстве отдельных регионал...