Окислительное дезаминирование

Элиминирование аминогруппы

Трансаминирование(переаминирование)

Дезаминирование

Различают два вида дезаминирования: неокислительное и окислительное.

Неокислительное дезаминирование

Различают несколько видов неокислительного дезаминирования:

* элиминирование аминогруппы – получается непредельная кислота

* гидролитическое – аминокислота превращается в гидроксикислоту

* восстановительное – образуется насыщенная аминокислота

* трансаминирование(переаминирование). Представляет собой основное направление обмена аминокислот в организме человека.

Эта чрезвычайно важная реакция, которая протекает во всех тканях организма человека, но особенно активно в печени, почке, миокарде, сводится к взаимопревращению двух различных аминокислоты и кетокислоты- образуются новая аминокислота и новая кетокислота. В результате трансаминирования вступают в обмен веществ аминокислоты, поступающие в составе белков, синтезируются заменимые кислоты.

R₁ — CH –COOH + R₂ – C- COOH ———&gt . R ₂ — CH –COOH + R₁ – C- COOH

| | | &lt .——— | | |

NH₂ О NH₂ О

аминокислота (1) кетокислота(1) аминокислота(2) кетокислота(2)

Наиболее важные пары:

аланин + щавелевоуксусная кислота &lt .=== &gt . ПВК + аспарагиновая кислота

аланин + а -кетоглутаровая кислота &lt .===&gt . ПВК + глутаминовая кислота

аспарагиновая кислота+ а –кетоглутаровая &lt .=== &gt .ЩУК + глутаминовая

кислота кислота

В составе катализаторов- ферментов обязательно присутствует витамин В6

Реакция характерна для бактерий и грибов. Для примера можно привести превращение аспарагиновой кислоты в фумаровую

Н СООН

НООС- СН₂-СН-СООН ———&gt . &gt . С = С &lt . + NH₃

| НООС Н

NH₂фумаровая кислота(транс-бутендиовая)

Рассмотрите внимательно еще раз схему трех наиболее важных реакций трансаминирования. В двух из них участвует а -кетоглутаровая кислота, а образуется глутаминовая. Для непрерывности процесса необходимо превратить обратно глутаминовую кислоту в а -кетоглутаровую. В клетках организма человека это происходит путем реакции окислительного дезаминирования.

В организме человека только глутаминовая кислота участвует в обратимой реакции окислительного дезаминирования, схема которой приведена ниже.

НООС-СН₂-СН₂ -СН-СООН + НАД ⁺ —&gt . НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + НАДН + Н⁺

| | |

NH₂ NH

глутаминовая кислота иминоглутаровая

Далее иминоглутаровая кислота подвергается гидролизу, образуется кетоглутаровая кислота и аммиак

НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + НОН —&gt . НООС-СН₂-СН₂-С-СООН + NH₃

| | | |

NH О

а-кетоглутаровая кислота

7.7. Строение витамина В6 и механизм реакции с его участием

Каталитическая роль витамина В6 в реакциях декарбоксилирования и транстаминирования аминокислот сводится к образованию промежуточного соединения — азометина (основания Шиффа)(реакция нуклеофильного присоединения- элиминирования воды). Витамин В6 существует в трех активных формах. В реакции декарбоксилирования участвует пиридоксамин, а в переаминировании — амино- и альдегидная.

Все 3 формы витамина — бесцветные крис­таллы, хорошо растворимые в воде. Активны в виде фосфорных эфиров – пиридоксальфосфата, пиридоксаминофосфата

R — OH + АТФ ———&gt . R – OРО3 Н2 + АДФ

активный витамин В6

Схема реакции переаминирования

— НОН изомеризация

R₁ — CH –COOH + В₆ – СН = О &lt . =======&gt . R₁ — CH –COOH &lt . =======&gt .

| |

NH₂ N=СН — В₆

аминокислота пиридоксальфосфат азометин (1)

+ НОН

R₁ — C –COOH &lt . =======&gt . R₁ — C –COOH + В₆ – СН₂ — NH₂

| | гидролиз | |

N — СН₂ — В₆ О

азометин(2) кетокислота пиридоксаминфосфат

Аминокислота реагирует с пиридоксальфосфатом — альдегидной формой витамина В6. Образуется азометин(1), который изомеризуется в азометин (2). После гидролиза образуется кетокислота и аминоформа витамина В6- пиридоксаминфосфат.

Пиридоксаминфосфат реагирует с новой кетокислотой, реакция проходит в обратном направлении в соответствии со схемой через образование азометина (2), затем азометина(1). Кетокислота в итоге превращается в аминокислоту, а витамин В6 вновь возвращается в альдегидную форму.

7.8. Реакция поликонденсации, образование полипептидов

Аминокислоты способны к поликонденсации, в результате которой образуется полимер- полиамид.

Полимеры, состоящие из а – аминокислот, называются полипептидами, или пептидами. Амидная связь (СО- NH) в таких соединениях называется пептидной связь (пептидной группой).

Механизм реакции поликонденсации S_N аналогичен реакции образования амидов кислот(см. лекцию «Карбоновые кислоты»)

В биологических системах синтез полипептидов происходит на рибосомах, каждая аминокислота связана с транспортной РНК, различные ацил -тРНК последовательно удлиняют полипептидную цепь в соответствии с триплетным кодом иРНК, локализованной на рибосоме. Началом полипептидной цепи является аминогруппа. содержащая свободную а- аминогруппу, а концом – содержащая свободную а- карбоксильную группу.

В последовательное соединение аминокислот принято называть первичной структурой белка.

NH₂ — СН- СООН + NH₂ — СН- СООН + NH₂ — СН- СООН + … ——&gt .

| | |

R₁ R ₂ R₃

пептидная группа

nН₂О + NH₂ — СН- СО- NH — СН- СО- [ NH — СН- СО]х — NH — СН- СООН….

| | | |

R₁ R ₂ R₃ Rn

начало цепи конец цепи

N- концевая С- концевая