В наиболее общем плане роль реакций трансаминирования заключается в поддержании постоянного соотношения концентраций разных аминокислот. В основе этой функции лежит способность трансаминаз быстро достигать равновесия реакции, константа которого составляет примерно 1, как это показывает уравнение [9-1]. Его можно переписать в более наглядной форме:
Это означает, что в равновесных условиях соотношение концентраций одной аминокислоты и соответствующей ей а-кетокислоты примерно равно такому же соотношению в другой паре аналогичных партнеров. В данном случае - отношение концентрации аланина к уровню образующейся из него пировиноград- иой кислоты практически равно такому же соотношению глутамата и продукта его дезаминирования (а-КГ). И так - для всех трансаминаз, которые быстро восстанавливают равновесие при любых его сдвигах.
Смысл этих заключений легко пояснить на примере все той же реакции между аланином и а-кетоглутаратом.
Допустим, что в клетке вдруг появится дополнительное количество аланина. Тогда благодаря аланин-аминотрансферазе «лишняя» аминокислота станет отдавать аминогруппу, превращаясь в ПВК. Вследствие этого избыток аланина несколько снизится, а молярная концентрация ПВК на столько же возрастет. И это будет происходить до того момента, когда соотношение [аланин] / [ПВК] вернется к равновесному значению. Хотя, естественно, концентрации и аланина, и ПВК окажутся при этом несколько повышенными.
Теперь следует обратиться к правой части уравнения [9-2].
Если аминогруппы с части поступившего в клетку аланина будут перенесены на а-КГ, то концентрация последнего снизится, а уровень глутамата соответственно возрастет. Восстановить нарушенное соотношение этих метаболитов можно, теоретически рассуждая, двумя путями.
Один из них — повысить концентрацию а- кетоглутарата в клетке. Например, притормозив утилизацию его в ЦТК, где много а-КГ образуется при распаде углеводов и жиров. Если это станет осуществимым, то знаменатель в правой части уравнения может возрасти вплоть до достижения равновесного состояния данной трансаминазной системы. Но в таком случае равновесие достигается на более высоком уровне концентраций всех 4 метаболитов, чем это было до поступления избытка аланина.
Другой путь - устранение прироста глута- мата. Этот путь гораздо реальнее, ибо, как отмечалось в разделе 9.1.2, дезаминирование глутаминовой кислоты протекает очень легко благодаря наличию высокоактивной глутаматде- гидрогеназы. Очень кстати оказывается и то, что оно сопровождается появлением эквивалентных количеств а-кетоглутарата. Иными словами, аминоазот, переносимый с избыточного аланина на а-КГ, освобождается в виде аммиака благодаря дезаминированию возникающего глутамата. Таким образом, вовлечением глутаматдегидрогеназы обеспечивается быстрый возврат соотношения в правой части уравнения [9-2] к исходному значению и, следовательно, эффективное достижение равновесного состояния всей трансаминазной реакции.
Аналогичные рассуждения можно привести и применительно к любой другой амино- трансферазе.
Отсюда следует, что существующая совокупность трансаминазных реакций способствует стабилизации отношения концентраций а-ами- ноксилот к концентрациям соответствующих им кетокислот. Обычно оно составляет примерно 4:1. Но это не означает равенства концентраций самих аминокислот. В частности, если уровень глутамата в клетке достигает 2 мМ, то аланина может быть, например, 0,6 мМ, но концентрации их кетоаналогов все равно будут вчетверо меньшими (0,5 мМ а-кетоглутарата и 0,15 мМ пирувата), что отвечает уравнению [9-1] равновесия аланин-аминотрансферазной реакции.
Таким образом, система трансаминазных реакций вносит существенный вклад в поддержание гомеостаза - постоянства состава внутренней среды организма (в данном случае - постоянства аминокислотного состава). Это можно считать генеральной функцией транс- аминаз в общей регуляции метаболизма. Но есть и некоторые особые ее проявления, которые обеспечивают ряд важных процессов, имеющих общебиологическое значение. К главнейшим из них относятся:
трансдезаминирование (косвенное дезаминирование);
синтез новых аминокислот из числа заменимых;
биосинтез мочевины.
Каждый из этих процессов не только повышает эффективность регуляторной роли системы трансаминаз, но и играет свою особую роль в специальных аспектах метаболизма аминокислот. Особенно это относится к синтезу мочевины, предназначение которого заключается в обезвреживании аммиака, освобождаемого при распаде аминокислот.
