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

61170. РОЗДІЛОВІ ЗНАКИ В РЕЧЕННЯХ ЗІ ВСТАВНИМИ СЛОВАМИ 51.5 KB
  Правопис: розділові знаки в реченнях зі вставними словами. Внутрішньопредметні звязки: Культура мовлення і стилістика: використання вставних слів для передачі ставлення до адресата дотримання правильної інтонації в реченнях зі вставними словами.
61171. ВСТАВНІ РЕЧЕННЯ, РОЗДІЛОВІ ЗНАКИ ПРИ НИХ 56.5 KB
  Правопис: розділові знаки в синтаксичних конструкціях зі вставними реченнями. Внутрішньопредметні звязки: Культура мовлення і стилістика: використання вставних речень для передачі ставлення до адресата дотримання правильної інтонації в реченнях зі вставними реченнями.
61172. УЗАГАЛЬНЕННЯ Й СИСТЕМАТИЗАЦІЯ З ТЕМИ «РЕЧЕННЯ ЗІ ЗВЕРТАННЯМИ І ВСТАВНИМИ СЛОВАМИ» 51 KB
  Правопис: кома в реченнях зі звертаннями і вставними словами. Внутрішньопредметні звязки: Культура мовлення і стилістика: правильна побудова речень зі звертаннями і вставними словами для передачі ставлення до адресата дотримання правильної інтонації в реченнях зі звертаннями і вставними словами.
61173. ТЕМАТИЧНА КОНТРОЛЬНА РОБОТА № 6 (ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ). НАВЧАЛЬНЕ КРИТИЧНЕ АУДІЮВАННЯ 39.91 KB
  Оцінити рівень навчальних досягнень восьмикласників з розділу «Речення зі звертаннями і вставними словами»; перевірити знання й уміння, необхідні для правильного використання речень зі звертаннями і вставними словами в мовленні
61174. ПОНЯТТЯ ПРО ВІДОКРЕМЛЕННЯ 257.42 KB
  Сформувати в учнів поняття про відокремлення; ознайомити з видами відокремлених членів речення; розвивати вміння знаходити відокремлені члени в ускладнених реченнях, аналізувати ці речення у висловлюваннях
61175. КОНСПЕКТУВАННЯ ЯК РІЗНОВИД СТИСЛОГО ПЕРЕКАЗУ ПРОЧИТАНОГО НАУКОВО-НАВЧАЛЬНОГО ТЕКСТУ 305.58 KB
  Сформувати в учнів поняття про конспект як один із видів самостійної роботи з літературою; ознайомити з його видами, алгоритмом роботи над складанням конспекту науково-навчального тексту
61176. ВІДОКРЕМЛЕНІ Й НЕВІДОКРЕМЛЕНІ ОЗНАЧЕННЯ, СПОСОБИ ЇХ ВИРАЖЕННЯ 59 KB
  Актуалізація мотиваційних резервів учнів з теми Творче спостереження з елементами аналізу Прочитати виразно текст додержуючись відповідної інтонації в ускладнених реченнях. Назвати речення ускладнені: а однорідними членами; б вставними словами; в відокремленими членами.
61177. РОЗДІЛОВІ ЗНАКИ В РЕЧЕННЯХ З ВІДОКРЕМЛЕНИМИ ОЗНАЧЕННЯМИ 203 KB
  Удосконалити в учнів загальнопізнавальні вміння правильно інтонувати речення з відокремленими й невідокремленими означеннями, пунктуаційні вміння й навички, пов’язані з уживанням розділових знаків у реченнях з відокремленими означеннями
61178. ВІДОКРЕМЛЕНІ ПРИКЛАДКИ 327 KB
  Виділити відокремлені прикладки. Алгоритм характеристики відокремленої прикладки Дослідження-трансформація Подані речення трансформувати так щоб виділені компоненти виступали в ролі відокремленої прикладки. Виділити відокремлені прикладки.