Пути метаболизма аминокислот

Существуют три источника аминокислот в клетке –

1. поступление из крови,

2. распад собственных внутриклеточных белков и

3. синтез заменимых аминокислот.

Путь дальнейшего превращения аминокислот зависит от вида и функции клетки, условий ее существования и гормональных влияний. Спектр веществ, получаемых клеткой из аминокислот, чрезвычайно широк.

Рис. 3. Возможные пути превращений аминокислот

Реакции превращения аминокислот в клетке условно разделяют на три части, в зависимости от реагирующей группы:

· по боковой цепи (радикалу)

· по карбоксильной группе,

· с участием аминогруппы.

Дезаминирование аминокислот.

Катаболизм аминокислот начинается с удаления аминогруппы – реакции дезаминирования. Существуют 4 типа дезаминирования:

• внутримолекулярное– с образованием ненасыщенной жирной кислоты:

• восстановительное– с образованием насыщенной жирной кислоты:

• гидролитическое– с образованием карбоновой гидроксикислоты:

• окислительное– с образованием кетокислот:

У человекаокислительное дезаминирование является основным путем катаболизма аминокислот. Однако такие аминокислоты как серини гистидинмогут терять аминогруппу с использованием других типов дезаминирования, а треонинсразу подвергается прямому расщеплению до глицина и ацетальдегида.

Выделяют два варианта окислительного дезаминирования: прямоеи непрямое.

Прямое окислительное дезаминирование

Прямое дезаминирование катализируется одним ферментом, в результате образуется NH₃ и кетокислота. Прямое окислительное дезаминирование может идти в присутствии кислорода (аэробное) и не нуждаться в кислороде (анаэробное).

1. Аэробное прямое окислительное дезаминирование катализируется оксидазами D-аминокислот (D-оксидазы) в качестве кофермента использующими ФАД, и оксидазами L-аминокислот (L-оксидазы) с коферментом ФМН. В организме человека эти ферменты присутствуют, но практически неактивны.

Рис. 5. Реакция, катализируемая оксидазами D- и L-аминокислот

2. Анаэробное прямое окислительное дезаминирование. Cуществует в митохондрии куда поступает глутамат. Катализируется глутаматдегидрогеназой, котораяпревращает глутамат в α-кетоглутарат.

Фермент человека состоит из 6 субъединиц (330 kDa), его положительный активатор – АДФ, отрицательный – ГТФ. Генетические мутации в области сайта связывания фермента с ГТФ приводят к заболеванию – гиперинсулинизм – гипераммонемическому синдрому).

Далее α-кетоглутарат используется в ЦТК или в реакциях глуконеогенеза. Фермент глутаматдегидрогеназа имеется в митохондриях всех клеток организма (кроме мышечных). Это единственный фермент у млекопитающих использующий и НАД, и НАДФ.

Этот тип дезаминирования теснейшим образом связан с трансаминированиемаминокислот и формирует с ним процесс трансдезаминирования (см ниже).

Рис. 6. Реакция прямого окислительного дезаминирования
глутаминовой кислоты