загрузка...
 
РЕАКЦИЯ ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ
Повернутись до змісту

РЕАКЦИЯ ТРАНСАМИНИРОВАНИЯ

Структурное сходство между а-аминокис- лотами и а-кетокислотами открывает для них возможность взаимного обмена функциональными группами при а-углеродном атоме. В результате исходная аминокислота превращается в соответствующую ей кетокислоту, а бывшая кетокислота становится становится аминокислотой (сохраняя в прежнем виде остальную часть своей молекулы).

Типичный пример был показан на рис. 5-31, где приведено итоговое уравнение реакции, в ходе которой глутаминовая кислота преобразуется в а-кетоглутаровую (а-КГ) за счет попутного превращения щавелевоуксусной кислоты (ЩУК) в аспарагиновую. Такой взаимообмен назвали реакцией трансаминирования (переаминирования), а катализирующие его ферменты — аминотрансферазами (их называют также трансаминазами).

Трансаминазы широко распространены в организме; многие из них содержатся как в цитозоле, так и в митохондриях. Наиболее богаты этими ферментами печень, почки, мышцы и мозг.

Коферментом трансаминаз всегда является пиридоксальфосфат. Механизм его участия в реакции переаминирования представлен на рис. 9-9, где показана стадийность процедуры переноса аминогруппы с аланина на а-КГ под действием аланин-аминотрансферазы (АЛТ), которая именуется также гпутаминово-пиро- виноградной трансаминазой (ГПТ).

Промежуточными продуктами реакции трансаминирования являются шиффовы основания. Одно из них возникает при взаимодействии альдегидной группы кофермента с аминогруппой аминокислоты (в данном случае - аланина). Внутренняя перегруппировка этого основания с последующим его гидролизом приводит к освобождению кофермента, но уже в форме фосфопиридоксамина, из-за чего исходная аминокислота выделяется в виде а-кетокислоты (в данном случае - пировиноградной).

На второй стадии реакции фосфопиридок- самин, взаимодействуя с а-КГ, образует новое шиффово основание, которое после перегруппировки гидролитически выделяет аминокислоту (теперь уже глутаминовую) с одновременным освобождением кофермента в его исходной форме фосфопиридоксаля.

Как видно на рис. 9-9, реакция трансаминирования представляет собой циклический процесс. При этом сначала один субстрат превращается в соответствующий продукт (аланин в ПВК), который освобождается в готовом виде, и только после этого вовлекается другой субстрат (в данном случае - а-КГ), постепенно преобразуемый во второй продукт.

Важно отметить, что все стадии этого циклического процесса легко обратимы. Чтобы не усложнять схему, на рис. 9-9 не все они обозначены обратимыми стрелками. Из-за этого



создается впечатление, что реакция направлена в одну сторону («по часовой стрелке»): в нее вступают аланин и а-КГ, а образуются ПВК и глутамат. В действительности же процесс легко протекает и в обратном направлении, т.е., в сторону образования аланина и а-КГ за счет утилизации пирувата и глутаминовой кислоты.

Фактическое направление реакции тран- саминирования зависит от соотношения концентраций всех четырех реагирующих веществ, причем, константа равновесия обычно близка единице. Для аланин-аминотрансферазной реакции это можно выразить уравнением:

Трансаминазы обладают высокой субстратной специфичностью. Наиболее эффективны те из иих, которые переносят аминогруппу со «своей» аминокислоты иа одну из дикарбоновых кетокислот, - а-кетоглутаровую (как на рис. 9-9) или щавелевоуксусную (окса- лоацетат). Вместе с тем, обе они являются участниками аспартат-аминотрансферазной реакции (показанной на рис. 5-31). Значит, аминогруппа, полученная одной из упомянутых кетокислот, при необходимости легко транспортируется затем на другую. Иными словами, вся совокупность трансаминаз образует единую систему, способную обеспечить свободный обмен аминогруппами, изымаемыми у почти любой аминокислоты.

Известные трансаминазы охватывают большинство аминокислот. В остальных случаях имеют место окольные метаболические пути. Например, лизин вступает в серию сложных реакций конденсации и окисления, в результате которых его аминогруппы попадают в состав двух молекул глутамата.

Триптофан тоже сначала подвергается частичной деградации, приводящей к удалению боковой цепи в виде аланина, который и участвует в переаминировании с а-КГ.

Более того, даже гетероциклический азот таких аминокислот, как пролии и гистидин, оказывается (после расщепления их пятичленных колец) в составе аминогруппы глутамата (с возможностью последующего участия в реакциях трансаминирования).



загрузка...