Декарбоксилирование аминокислот
Общая схема процесса декарбоксилирования :
R – CH – COOH R – CH2 – NH2 + CO2
|
NH2
В животных организмах открыто 4 типа декарбоксилирования :
1. а-декарбоксилирование ( отщепление СОО-группы , стоящей по соседству с а-углеродным атомом ) . Продукты – СО2 и биогенные амины .
a
R – CH – COOH R – CH2 – NH2
| - CO2
NH2
2.w-декарбоксилирование ( характерно для микробов ). Таким путём из АСП образуется а-аланин .
HOOC – CH2 – CH – COOH CH3 – CH – COOH
| - CO2 |
NH2 NH2
аспартат аланин
3. Декарбоксилирование , связанное с трансаминированием .
R1 R2 R1 R2
| | | |
CH – NH2 + C = O C = O + CH – NH2
| | - CO2 | |
COOH COOH H COOH
альдегид новая аминокислота
4.Декарбоксилирование , связанное с конденсацией молекул .
R1 R2 R1
| | |
CH – NH2 + CO – S – KoA CH – NH2 + HSKoA
| - CO2 |
COOH CO – R2
Открыт ещё одна реакция декарбоксилирования , сопряжённая с генерацией энергии АТФ .Этот анаэробный механизм утилизирует глицин в качестве единственного источника углерода , превращая его в ацетат :
2CH2 – COOH + 2 НАД + АДФ + Фн + 2НОН 2CO2 +2NH3 + CH3COOH + АТФ
глицин
+ НАД*Н2
Реакции декарбоксилирования в отличии от других процессов обмена аминокислот являются необратимыми . Они катализируются специфическими ферментами – декарбоксилазами аминокислот , каждая из которых состоит из белковой части и простетической группы , представленной пиридоксальфосфатом . Исключение составляют гистидиндекарбоксилаза Micrococcus и Lactobacillus и S-аденозилметиониндекарбоксилаза E.coli , содержащие вместо пиридоксальфосфата остаток ПВК . Но эти декарбоксилазы в животных тканях содержат пиридоксальфосфат .
CH2 – CH – COOH CH2 – CH – COOH
| OH |
NH2 О NH2
NH
NH
ТРП 5-окси-ТРП
 |
СО2
CO2
CH2 – CH2 – NH2
CH2 – CH2 – NH2 OH
 |
NH
NH
триптолин серотонин ( медиатор ЦНС , повышает АД , регули
(оказывает сосудосуживающее действие ) рует температуру тела , почечную фильтрацию , ды
COOH хание , вазорецепторы , участвует в развитии
| аллергии ,токсикоза беременности , геморраги
ОН СН2 – СН ческих диатезов .
|
NH2
ОН
ДОФА
СО2
 |
НО CH2 – CH2
|
NH2
НО
ДОФамин ( предшественник катехоламинов )
В животных тканях с высокой скоростью протекает реакция декарбоксилирования гистидина , катализируемая специфической гистидиндекарбоксилазой .
N CH2 – CH – COOH CH2 – CH2 – NH2
|
NH2 - CO2
NH NH
Гистидин гистамин
Гистамин – вазомедиатор , образуется воспаления , вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, тем самым ускоряя приток лейкоцитов ,участвует в секреции соляной кислоты , имеет прямое отношение к сенсибилизации и десенсибилизации , является медиатором боли . глутаматдекарбоксилаза
HOOC – CH – CH2 – CH2 – COOH H2N – CH2 – CH2 – CH2 – COOH
| - CO2 АМК ( медиатор торможения деятель
NH2 ГЛУ ности ЦНС , используется для лечения эпи
лепсии )
В животных тканях с высокой скоростью декарбоксилируются цистеиновая и цистеинсульфиновая кислоты .
CH2 – SO2H CH2 – SO3H
| |
CH – NH2 O CH – NH2
| |
COOH COOH
цистеинсульфиновая цистеиновая кислота
кислота
 |  |
СО2 СО2
 |  |
CH2 – SO2H O CH2 – SO3H
| |
CH2 – NH2 CH2 – CH2
Гипотаурин таурин ( используется для синтеза парных желчных кислот )
Недавно были открыты два фермента , катализирующих декарбоксилирование аргинина и 5-аденозилметионина .
CH2 – NH2 CH2 – NH2
| |
(CH2)2 орнитиндекарбоксилаза (CH2)2
| |
CH – NH2 - CO2 CH2 – NH2
|
COOH
CH3 A CH3 A
| O аденозинметионин | O
+S H2C +S H2C
| карбоксилаза |
CH – NH2 (CH2)2
| OH OH | OH OH
COOH CH2 – NH2
S-аденозилметионин S-метиладенозилалоцистеин
Эти продукты используются для синтеза полиаминов , которые необходимы для регуляции биосинтеза нуклеиновых кислот и белка . Однако накопление биогенных аминов может отрицательно сказаться на функциональном статусе . Поэтому в организме существуют специальные пути их обезвреживания , которые в общем виде сводятся к окислительному дезаминированию с образованием альдегидов и аммиака .
O
+ O2 //
R – CH2 – NH2 + H2O моноаминооксидаза R – C + NH3 + H2O2
\
H