Декарбоксилирование аминокислот образование биогенных аминов

Важная и проверенная информация на тему: "декарбоксилирование аминокислот образование биогенных аминов" от профессионалов для спортсменов и новичков.

ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ

В природе встречаются разные типы декарбоксилирования аминокислот. В организме человека происходит только окислительное декарбоксилирование. Ферменты — декарбоксилазы. Их простетическая группа представлена пиридоксальфосфатом — это активная форма витамина В6:

В реакциях декарбоксилирования участвует альдегидная группа пиридоксальфосфата:

Аминокислота соединяется с активным центром фермента, в состав которого входит альдегидная группа ПФ. Образуются Шиффовы основания (альдимины и кетимины). В результате СООН-группа становится лабильной и отщепляется в виде СО2. Далее происходит гидролиз до соответствующего амина. Эта реакция необратима. Отнятие СО2 происходит без окисления.

Субстратная специфичность декарбоксилаз очень разная.

1. ГЛУТАМАТДЕКАРБОКСИЛАЗА — высокоспецифичный фермент. Работает в клетках серого вещества головного мозга. Катализирует реакцию превращения глутаминовой кислоты в гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК).

ГАМК является медиатором тормозных импульсов в нервной системе. ГАМК и ее аналоги применяются в медицине как нейротропные средства для лечения эпилепсии и других заболеваний.

2. ОРНИТИН-ДЕКАРБОКСИЛАЗА — высокоспецифичный фермент. Катализирует превращение орнитина в путресцин:

Образующийся ПУТРЕСЦИН (диаминобутан) является трупным ядом. В результате присоединения остатков пропиламина из путресцина могут образоваться СПЕРМИН и СПЕРМИДИН, содержащие 3 (у спермина) или 4 (у спермидина) имино- или аминогруппы.

Спермин и спермидин относятся к группе биогенных полиаминов. Введение полиаминов в организм снижает температуру тела и кровяное давление. Полиамины принимают участие в процессах пролиферации клеток и роста тканей, а также в регуляции биосинтеза белка. Они являются ингибиторами некоторых ферментов, в том числе протеинкиназ.

Орнитиндекарбоксилаза — это первый фермент на пути образования путресцина и остальных полиаминов, это регуляторный фермент процесса.

В культуре клеток добавление некоторых гормонов ускоряет биосинтез орнитиндекарбоксилазы в 10-200 раз.

Период полужизни орнитиндекарбоксилазы — 10 минут.

Добавление в культуру клеток самих полиаминов приводит к индукции биосинтеза другого белка — ингибитора орнитиндекарбоксилазы. При раковых заболеваниях обнаружено резкое увеличение секреции полиаминов и повышение их экскреции с мочой.

Этот фермент имеет абсолютную субстратную специфичность — превращает гистидин в гистамин:

Гистамин является медиатором и содержится в нервных клетках и в тучных клетках. Обладают сильным сосудорасширяющим действием. Особенно много его выделяется в очаге воспаления. Гистамин играет важную роль в проявлении аллергических реакций.

Известно 2 типа рецепторов к гистамину:H1 и H2.

— расширение капилляров и повышение сосудистой проницаемости;

— понижение артериального давления;

— повышение тонуса (спазм) гладких мышц — в том числе гладкой мускулатуры бронхов;

— усиление секреции желудочного сока;

Некоторые из этих эффектов позволяют гистамину принимать участие в формировании аллергических проявлений.

Антигистаминные препараты применяются с целью предотвратить образование гистамина и обладают противовоспалительным и антиаллергическим действием. По механизму действия некоторые из них являются ингибиторами гистидин-декарбоксилазы, а другие конкурируют с гистамином за взаимодействие с рецепторами клеток.

Например, лекарственный препарат циметидин и его аналоги блокируют Н2-рецепторы и таким образом понижают секрецию желудочного сока. Применяются при лечении язвенной болезни желудка.

Блокаторы Н1-рецепторов используются в основном как противоаллергические средства — димедрол, тавегил, супрастин, пипольфен, грандаксин. Некоторые из этих препаратов вызывают сонливость.

4. ДЕКАРБОКСИЛАЗА АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ

Имеет широкую субстратную специфичность. Превращает несколько разных аминокислот:

а) триптофан — в триптамин

б) 5-окситриптофан — в триптамин (серотонин)

в) 3,4-диоксифенилаланин — в дофамин

г) гистидин — в гистамин

Серотонин вырабатывается в нервной ткани. Некоторые виды головных болей (мигрени) связаны с избыточной выработкой серотонина. Серотонин сужает сосуды, регулирует свертывание крови. Обладает антиаллергическим действием. Триптамин обладает сходным эффектом.

Аминокислота фенилаланин может в результате окисления присоединять две ОН-группы в кольце и превращаться в диоксифенилаланин (ДОФА). Из него под действием ДЕКАРБОКСИЛАЗЫ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОКИСЛОТ образуется дофамин. Дофамин является предшественником катехоламинов — норадреналина и адреналина.

Кроме функции предшественника, ДОФАмин имеет свои специфические функции. Если ДОФА метилируется, то образуется a-метил-ДОФА. Это соединение является сильным ингибитором декарбоксилазы ароматических аминокислот. Применяется как лекарственный препарат для понижения артериального давления (называется — альдомет).

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕАКЦИЙ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЯ АМИНОКИСЛОТ

1. Реакции необратимы — приводят к необратимому распаду аминокислот.

2. Образуется значительное количество СО2 — конечного продукта метаболизма, который выводится из организма.

3. Образуются амины, которые обладают высокой биологической активностью. Поэтому такие амины называют биологически активными или биогенными аминами. Они являются медиаторами, с помощью которых сигнал передается от одной клетки к другой и от одной молекулы к другой.

[2]

ИНАКТИВАЦИЯ БИОГЕННЫХ АМИНОВ

Если биогенные амины обладают высокой биологической активностью, то они должны быстро разрушаться после выполнения своей функции.

В организме имеются механизмы, позволяющие разрушать биогенные амины.

1. Метилирование по оксигруппам тех аминов, которые такие группы содержат, либо включают оксигруппы в свою молекулу после гидроксилирования.

Ферменты — О-МЕТИЛТРАНСФЕРАЗЫ. Они переносят метильную группу на кислород. Источник метильного радикала: S-Аденозилметионин.

После присоединения аденильного остатка АДФ к сере метионина, метильная группа метионина становится очень мобильной и легко переносится на разные вещества. В том числе и на кислород оксигрупп.

Читайте так же:  Л карнитин как принимать в жидком виде

2. Окисление амина по аминогруппе с целью дезаминирования.

Главный путь инактивации биогенных аминов — их окисление под действием оксидаз с отщеплением аминогруппы. В результате исчезает биологическая активность амина.

Оксидазы биогенных аминов: моноаминооксидаза (МАО), диаминооксидаза (ДАО), полиаминооксидаза.

Оксидазы отнимают два протона и два электрона и передают их сразу на кислород. Образуется перекись водорода, а амин превращается в ИМИН. Этот имин легко гидролизуется без участия фермента и превращается в альдегид. Простетической группой ферментов оксидаз является ФАД или ФМН, т.е. они являются флавопротеинами.

Вторая реакция (гидролиз) необратима. Образовавшийся в итоге альдегид легко окисляется до карбоновой кислоты, которая распадается до СО2 и H2O. МАО в клетке больше, чем ДАО.

Угнетение МАО приволит к замедлению распада биогенных аминов. Такие лекарства продлевают период существования биогенных аминов, что особенно важно при их недостатке.

Эти вещества играют роль антидепрессантов и используются, в частности, при лечении шизофрении.

Аминокислоты декарбоксилируются в цитоплазме, а окисление аминов происходит в наружной мембране митохондрий. Поскольку реакция декарбоксилирования аминокислот и разрушение биогенных аминов происходят не одновременно, то биогенные амины могут некоторое время существовать и выполнять свою биологическую функцию.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8386 —

| 8013 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Декарбоксилирование аминокислот.

Декарбоксилирование — процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2. Зачем нам это надо? В результате этих процессов в животных тканях образуются биогенные амины.

Реакции декарбоксилирования необратимы катализируются ферментами декарбоксилаза. Их простетическая группа — пиридоксальфосфат.
Механизм реакции напоминают РЕАКЦИЮ трансаминирования с участием пиридоксальфостфат и также осущестляется путем образования шиффова основания ПФ и аминокислоты.

Биогенные амины, происхождение, функции.

Что такое биогенные амины? Это амины, образовавшиевся при декарбоксилировании аминокислот! Они играют ряд физиологически ролей:

— нейромедиаторы (серотонин, дофамин, ГАМК и др.);

— гормоны (норадреналин, адреналин);

— регуляторные факторы местного действия (гистамин, карнозин, спермин и др.);

Накопление биогенных амино может сказаться паршивым образом на физиологическом статусе и вызывать нарушения функций в организме. Затим, есть ряд механизмов по их обезвреживанию, и усё сводится к окислительному дезаминированию этих аминов с образование соответствующих альдегидов и освобождению аммиака.

[3]

Ферменты, катализирующие эту реакцию называются моноамин- и диаминоксидазы.

И сноаа, две стадии:

— анаэробная стадия, характеризуется образованием альдегида, аммиака и восстановленного фермента.

— Затем фермент окисляет атомарным кислородом, образуется перекись водорода, которая распадает на воду и ксилород.

Образование серотонина и гистамина. Роль аминов.

Серотонин — биологическое активное вещество широкого спектра действия. Стимулирует сокращение гладкой мускулатуры, оказывает сосудосоуживающий эффект, регулирует АД, температуру тела, дыхание, обладает антидепрессантным действием.

Гистамин образуется путём декарбоксилиро-вания гистидина в тучных клетках соединительной ткани

Выполняет в организме человека следующие функции:

• стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);

• повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль);

• сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье;

• участвует в формировании воспалительной реакции — вызывает расширение сосудов, покраснение кожи, отёчность ткани;

• вызывает аллергическую реакцию;

• выполняет роль нейромедиатора;

• является медиатором боли.

Образование катехоламинов и ГАМК, функции аминов.

Катехоламины прямо или косвенно повышают активность эндокринных желез, стимулируют гипоталамус и гипофиз. При любой напряженной работе, особенно физической, содержание в крови катехоламинов увеличивается. Это приспособительная реакция организма к нагрузке любого рода. И чем более выражена реакция, тем лучше организм приспосабливается, тем быстрее достигается состояние тренированности. При интенсивной физической работе повышение температуры тела, учащение сердцебиения и др. вызвано выделением в кровь большого количества катехоламинов.

Адреналин, его называют «гормоном страха» из-за того, что при испуге сердце начинает биться чаще. Выброс адреналина происходит при любом сильном волнении или большой физической нагрузке. Адреналин повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливает распад углеводов (гликогена) и жиров, вызывает сужение сосудов органов брюшной полости, кожи и слизистых оболочек; в меньшей степени сужает сосуды скелетной мускулатуры. Артериальное давление под действием адреналина повышается. Если человек испуган или взволнован, то его выносливость резко повышается.

Норадреналин называют «гормоном ярости», т.к. в результате выброса в кровь норадреналина всегда возникает реакция агрессии, значительно увеличивается мышечная сила. Его секреция и выброс в кровь усиливаются при стрессе, кровотечениях, тяжелой физической работе и других ситуациях, требующих быстрой перестройки организма. Так как норадреналин оказывает сильное сосудосуживающее действие, его выброс в кровь играет ключевую роль в регуляции скорости и объема кровотока.

Дофамин вызывает повышение сердечного выброса, оказывает вазоконстрикторное действие, улучшает кровоток и пр., стимулирует распад гликогена и подавляет утилизацию глюкозы тканями. Дофамин вызывает повышение концентрации глюкозы в крови. Он участвует в регуляции образования гормона роста, в торможении секреции пролактина.

Читайте так же:  Анализ крови на витамины и микроэлементы

γ-Аминомасляная кислота (ГАМК) — аминокислота, важнейший тормозной нейромедиатор центральной нервной системы человека и других млекопитающих. Аминомасляная кислота является биогенным веществом. Содержится в ЦНС и принимает участие в нейромедиаторных и метаболических процессах в мозге.

Последнее изменение этой страницы: 2016-09-20; Нарушение авторского права страницы

Декарбоксилирование аминокислот

Декарбоксилирование – процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2.

Несмотря на ограниченный круг аминокислот, подвергающихся декарбоксилированию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины (гистамин, g-аминомасляная кислота, серотонин и др.) оказывают сильное фармакологическое действие на физиологические функции организма. Например, гистамин оказывает сосудорасширяющее действие, g-аминомасляная кислота оказывает тормозящее действие на ЦНС.

В живых организмах открыты 4 типа декарбоксилирования аминокислот. Для тканей животных характерно a-декарбоксилирование, при котором от аминокислот отщепляется карбоксильная группа, расположенная по соседству с a-углеродным атомом:

Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины.

Реакции декарбоксилирования в отличие от других процессов промежуточного обмена аминокислот являются необратимыми. Они катализируются специфическими ферментами – декарбоксилазами аминокислот, простетическая группа которых представлена пиридоксальфосфатом, как и у аминотрансфераз. Таким образом, в двух совершенно различных процессах обмена участвует один и тот же кофермент.

Несмотря на ограниченный круг аминокислот, подвергающихся декарбоксилированию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины (гистамин, g-аминомасляная кислота и др.) оказывают сильное фармакологическое действие на физиологические функции организма.

Гистамин образуется при декарбоксилировании гистидина, оказывает широкий спектр биологического действия: вызывает расширение капилляров (обладает сосудорасширяющим действием в отличие от других биогенных аминов), повышение их проницаемости (жидкость из крови выходит в межклеточную среду, что приводит к уменьшению объема крови), понижает АД, стимулирует секруцию желудочного сока и слюны, усиливает секрецию соляной кислоты в желудке; сокращает гладкие мышцы легких, что может вызвать «гистаминовый шок», что проявляется как приступ удушья; участвует в развитии болевых ощущений.

Большое количество гистамина образуется в очаге воспаления, что имеет определенный биологический смысл, вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, гистамин тем самым ускоряет приток лейкоцитов, способствуя активации защитных сил организма. При повышенной чувствительности к гистамину в клинике используют антигистаминные препараты (санорин, димедрол и др.), оказывая влияние на рецепторы сосудов.

g-аминомасляная кислота (ГАМК) образуется при декарбоксилировании глутаминовой кислоты, оказывает тормозящее действие на ЦНС (нейрогуморальный ингибитор). Обнаружена в сером веществе головного мозга, ее введение в организм вызывает торможение в коре (центральное торможение).

Серотонин образуется из триптофана в нейронах гипоталамуса, функционирует как нейромедиатор в ЦНС, оказывает мощное сосудосуживающее действие, регулирует АД, температуру тела, дыхание, почечную фильтрацию.

Этаноламин образуется при декарбоксилировании серина. Используется для синтеза холина, ацетилхолина, фосфолипидов (фосфатидилэтаноламина, фосфатидилхолина).

Дофамин образуется из тирозина в почках, надпочечниках, синаптических ганглиях и нервах, является нейромедиатором ингибирующего типа. В других клетках является предшественником других катехоламинов (адреналина и норадреналина).

Норадреналин образуется в результате гидроксилирования дофамина в клетках нервной ткани, мозговом веществе надпочечников. Функционирует как медиатор.

Видео (кликните для воспроизведения).

Адреналин − продукт метилирования

норадреналина в клетках мозгового вещества надпочечников. Является гормоном.

Накопление биогенных аминов может отрицательно сказываться на физиологическом статусе организма. Инактивация биогенных аминов происходит путем их дезаминирования и окисления под действием ФАД-зависимой моноаминооксидазы (МАО) в митохондриях и диаминооксидазы (ДАО) в цитозоле.

Изменение концентрации биогенных аминов является причиной ряда патологических состояний. Например, при болезни Паркинсона наблюдается уменьшение количества дофамина и одним из способов лечения является снижение скорости инактивации дофамина под влиянием веществ ингибиторов МАО.

Биохимические реакции, характерные для аминокислот: декарбоксилирование, дезаминирование и трансаминирование. Боилогическая роль этих реакций, ферменты и коферменты.

Трансаминирование аминокислот – реакция переноса аминогруппы с аминокислоты на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая кетокислота и новая аминокислота. Реакции катализируют ферменты аминотрансферазы, коферментом которых служит пиридоксальфосфат – производное витамина В6. вступать в реакции могут все АК, за исключением лизина, треанина и пролина. Во многих реакциях трансаминирования акцепторомаминогрупп является альфа-кетоглутаровая кислота. Т.о. трансаминирование может обеспечить образование тех аминокислот, содержание которых в пище не достаточно за счет имеющихся в избытке, чаще всего это глутамат, аланин, аспартат и соответствующие им кетокислоты.

Дезаминирвоание аминокислот – удаления α-аминогруппы в виде аммиака с образованием безазотистого остатка аминокислоты.

Безазотистый остаток представляет собой α-кетокислоту, которая включается:

— в реакции трансаминирования для синтеза заменимых аминокислот

— в анаплеоротические реакции для восполнения убыли метаболитов ОПК, используемых для синтеза других соединений

— в реакции окисления до СО2 и Н2О

Дезаминированию подвергаются все аминокислоты, кроме лизина.

Реакции дезаминированияделятся на:

— окислительное (для Глу)

— неокислительное (для Сер, Тре, Гис и Цис)

— непрямое (для остальных аминокислот)

Окислительное дезаминирование глутамата происходит в присутствии кофемента NAD+. Реакция происходит в митохондриях многих тканей, наиболее активно в печени.

Прямому окислительному дезаминированию подвергается только глутамат (фермент глутаматдегидрогеназа):

Прямому неокислительному дезаминированию подвергаются:

— серин и треонин – дезаминирование происходит с отщеплением воды (ферменты сериндегидротаза и треониндегиротаза)

Читайте так же:  Аргинин свойства и применение

— гистидин дезаминируется внутримолекулярным способом (фермент гистидаза)

— цистеин дезаминируется с выделением H2S и использованием Н2О

Большинство аминокислот подвергается в клетке непрямому дезаминированию, которое включает 2 стадии:

— трансаминирование с α-кетоглутаратом, образование Глу в цитозоле клетки (трансаминаза)

— окислительное дезаминирование Глу в митохондриях (глутаматдегидрогеназа)

Центральную роль в непрямом дезаминирвоании играют глутамат и α-кетогллутарат.пути использования безазотистых остатков: окисление до СО2, синтез заменимых аминокислот, кетоновые тела, глюкоза.

Декарбоксилирование аминокислот – отщепление α-карбоксильной группы. Продуктами реакции являются СО2 и биогенные амины.Декарбоксилированию подвергаются не все аминокислоты, а только тирозин, триптофан, валин, серин, гистидин, глутаминовая кислота, цистеин.

В образовании биогенных аминов участвуют ферменты декарбоксилазы, коферментом которых является пиридоксальфосфат (кроме гистидиндекарбоксилазы).

Биогенные амины являются биологически активными веществами, выполняют функцию нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК), регуляторных факторов местного действия (гистамин).

Гистамин образуется путем декарбоксилирования из гистидина в тучных клетках соединительной ткани, образует комплекс с белками и сохраняется в секреторных гранулах, секретируется в кровь при повреждении ткани (удар, ожог, воздействие эндо- и экзогенных веществ).

— стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (пищеварительный гормон)

— вызывает расширение сосудов, покраснение кожи, отечность ткани

— участвует в развитии аллергической реакции

— повышает проницаемость капилляров, вызывает отеки, снижает артериальное давление (но увеличивает внутричерепное, вызывает головную боль)

— сокращает гладкую мускулатуру легких, вызывает удушье

— выполняет роль нейромедиатора

В печени превращение гистидина катализирует фермент гистидаза. Наследственный дефект гистидазы вызывает накопление гистидина в организме и развитие гистидинемии (проявляется задержкой в умственном и физическом развитии детей).

В нервных клетках декарбоксилирование глутамата приводит к образованию ГАМК, которая является основным тормозным медиатором. При инактивации ГАМК трансаминируется и превращается в сукцинат, следовательно, ее обмен связан с ЦТК. ГАМК (в виде препаратов) применяют при нарушениях мозгового кровообращения, умственной отсталости, эндогенных депрессиях и травмах головного мозга.

Биогенный амин ацетилхолин синтезируется в нервной ткани. Предшественником его является серин. Нарушение образования ацетилхолина в синапсах может вызвать миастению – мышечную слабость.

Серотонин – нейромедиатор проводящих путей, образуется в гипоталамусе из аминокислоты триптофана.

К биогенным аминам относятся и катехоламины (дофамин, норадреналин и адреналин).

Инактивация биогенных аминов происходит путем:

— метилирования с участием SAM под действием метилтрансфераз (гистамина, адреналина, норадреналина):

— окисления ферментом моноаминоксидазами (МАО) с коферментом FAD (дофамина, норадреналина, серотонина, ГАМК). При окислении биогенных аминов происходит дезаминирование и образование альдегида, а затем кислоты, которые выводятся почками:

Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины

Катаболизм карбоксильных групп аминокислот осуществляется путём декарбоксилирования аминокислот. Декарбоксилирование аминокислот – ферментативный процесс отщепления СО2 из СООН — групп аминокислот с образованием аминов.

Наиболее активно в процесс деркарбоксилирования включаются аминокислоты гистидин, тирозин, глютамат, триптофан. Образующиеся амины называются биогенными аминами, поскольку они, как правило, обладают высокой физиологической, биохимической активностью, влияют на тонус сосудов, являются нейромедиаторами, участвуют в воспалительных реакциях. К основным биогенным аминам относятся гистамин, серотонин, катехоламины, гамма-аминомасляная кислота, полиамины.

Гистамин

образуется при декарбоксилировании аминокислоты гистидина. Он синтезируется в тучных клетках, накапливается в секреторных гранулах, выделяется при раздражении клеток.

Гистамин оказывает разнообразные биологические эффекты: вызывает расширение сосудов, снижает артериальное давление, увеличивает тканевую проницаемость, вызывает местный отёк, стимулирует желудочную секрецию, обладает бронхоспатическим эффектом. В высокой концентрации он является медиатором воспалительных и аллергических реакций.

Серотонин

образуется при декарбоксилировании гидрокситриптофана. Он синтезируется в хромаффиннных клетках, в некоторых ядрах подкорковых структур, тромбоцитах.

Эффекты серотонина: вызывает спазм сосудов, повышение артериального давления, стимулирует перистальтику кишечника, участвует в терморегуляции, в механизмах сна, является источником для синтеза гормона мелатонина, влияет на психические реакции человека. Так, при шизофрении наблюдается нарушение обмена серотонина.

Катехоламины

(дофамин, адреналин, норадреналин) синтезируются из аминокислоты тирозина.

Дофамин – возбуждающий медиатор, при его дефиците развивается болезнь Паркинсона (адинамия, ригидность, тремор). Адреналин вызывает спазм сосудов, повышают артериальное давление, стимулирует работу сердца, является гормоном.

Норадреналин в основном выполняет нейромедиаторные функции.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)

образуется при декарбоксилировании глютаминовой кислоты, является тормозным медиатором, улучшает кровоснабжение мозга, активирует окислительные процессы в нём.

Полиамины (спермин, спермидин)

синтезируются из орнитина и метионина, входят в состав хроматина, участвует в регуляции процессов трансляции, транскрипции, репликации.

Так как биогенные амины очень активны, они быстро инактивируются в тканях. Распад биогенных аминов осуществляется несколькими способами: окисление, метилирование, дезаминирование. Основным способом инактивации биогенных аминов является окислительное дезаминирование под действием ферментов аминооксидаз (моноаминооксидаз, полиаминооксидаз).

Ингибиторы МАО применяются в качестве терапевтических средств.

Дата добавления: 2014-10-22 ; просмотров: 2098 . Нарушение авторских прав

Биологически важные реакции а-аминокислот. Декарбоксилирование. Образование биогенных аминов.

Аминокислоты — это органические бифункциональные соединения, в состав которых входят карбоксильная группа —СООН и аминогруппа —NH2.

Аминокислоты реагируют как с кислотами, так и с основаниями:

Трансаминирование — одна из реакций метаболизма аминокислот, которая заключается в переносе аминогруппы (NH2) из аминокислоты в кетокислоты; в результате образуется другая кетокислота и аминокислота.

Дезаминирование — этоотщепление аминогруппы (—NH2) из молекулы органического соединения. Дезаминирование играет важную роль в процессах обмена веществ, в частности в катаболизме аминокислот. Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщепление аминогруппы)

Читайте так же:  Л глютамин инструкция по применению

Декарбоксилирование – это процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. Несмотря на ограниченный круг аминокислот и их производных, подвергающихся декарбоксилированию в животных тканях, образующиеся продукты реакции – биогенные амины – оказывают сильное фармакологическое действие на множество физиологических функций человека и животных. Например, в животных тканях с высокой скоростью протекает декарбоксилирование гистидина под действием специфической декарбоксилазы.

Общая качественная реакция α-аминокислот – это реакция с нингидрином. Все аминокислоты окисляются нингидрином с образованием продуктов, окрашенных в сине-фиолетовый цвет. Эта реакция может быть использована для количественного определения аминокислот спектрофотометрическим методом.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 10402 —

| 7895 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Обмен дикарбоновых аминокислот

Классическими работами советских ученых А.Е. Браунштейна и С.Р. Мар-дашева и американского биохимика А. Майстера доказана роль дикарбо-новых аминокислот (глутаминовой и аспарагиновой кислот и их амидов – глутамина и аспарагина) в интеграции азотистого обмена в организме. Система дикарбоновых аминокислот, к которой относят также соответствующие α-кетокислоты, теснейшим образом связана не только с азотистым метаболизмом в целом, но и с обменом липидов и углеводов. Ранее отмечалась особая роль дикарбоновых аминокислот и ферментов, катализирующих их превращения, в перераспределении азота в организме, дезаминировании и синтезе природных аминокислот (реакции трансде-заминирования и трансреаминирования), в образовании конечных продуктов белкового обмена – синтезе мочевины.

Основные катаболические пути превращения дикарбоновых аминокислот и их амидов могут быть представлены в виде следующих реакций:

Аспарагиновая кислота принимает непосредственное участие в орни-тиновом цикле мочевинообразования, в реакциях трансаминирования и биосинтезе углеводов (гликогенная аминокислота), карнозина и ансерина, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов (см. главу 14), а также в синтезе N-ацетиласпарагиновой кислоты в ткани мозга. Роль последней, содержащейся в довольно высоких концентрациях в ткани мозга млекопитающих, пока не выяснена.

[1]

Глутаминовая кислота, являющаяся гликогенной и заменимой аминокислотой для человека и животных, также включается в синтез ряда специфических метаболитов, в частности глутатиона и глутамина. Помимо участия в транспорте аммиака и регуляции кислотно-щелочного равновесия, глутамин – это незаменимый источник азота в ряде синтезов, в частности в биосинтезе пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, амино-сахаров, в обезвреживании фенилуксусной кислоты (синтез фенилацетил-глутамина) у человека и человекообразных обезьян, а также в синтезе витамина фолиевой кислоты (птероилглутаминовая кислота). На рис. 12.8 суммированы реакции синтеза ряда веществ, в которых амидный азот глутамина выполняет специфическую роль, незаменимую азотом других аминокислот.

Рис. 12.8. Использование амидного азота глутамина для синтеза различных соединений в живых организмах.

Глутамин и аспарагин оказались, кроме того, эссенциальными факторами для роста некоторых нормальных и опухолевых клеток в культуре ткани; они не могут быть заменены ни друг другом, ни соответствующими дикарбоновыми аминокислотами. Это свидетельствует о том, что в условиях выращивания клеток в культуре ткани некоторые клетки теряют способность синтезировать эти амиды синтетазным или трансаминазным путем.

В лаборатории Майстера получены доказательства, что глутамин и аспарагин в животных тканях подвергаются сочетанному трансаминиро-ванию и дезамидированию под влиянием специфических трансаминаз амидов (глутаминтрансаминазы и аспарагинтрансаминазы) и неспецифической ω-амидазы:

Таким образом, в реакции переноса участвует α-аминогруппа аспа-рагина, а не амидная группа, как предполагали раньше; в то же время амидная группа промежуточного соединения α-кетосукцинамовой кислоты в дальнейшем освобождается в процессе гидролиза в виде аммиака. Трансаминирование – обратимый процесс, поэтому лимитирующими факторами в синтезе аспарагина (и глутамина) являются ω-амиды оксалоаце-тата и α-кетоглутаровой кислоты, синтез которых в животных тканях пока не доказан.

Глутаминовая кислота является одним из немногих соединений, помимо глюкозы, которые служат энергетическим материалом для ткани мозга. Ранее была отмечена высокая активность в ткани мозга глутаматдекар-боксилазы, катализирующей превращение глутамата в γ-аминомасляную кислоту (ГАМК). Дальнейшее последовательное окисление ГАМК включает трансаминирование с образованием полуальдегида янтарной кислоты, окисление в янтарную кислоту и, наконец, окисление через ЦТК.

В обеих реакциях (декарбоксилирование глутамата и трансаминиро-вание ГАМК) участвует пиридоксальфосфат, который оказался более прочно связанным с ГАМК-трансаминазой. ГАМК оказывает тормозящий эффект на синаптическую передачу в ЦНС, поэтому судорожные явления, наблюдаемые при недостаточности витамина В6, могут быть связаны со снижением образования ГАМК в глутаматдекарбоксилазной реакции. У животных судороги могут быть вызваны также введением изониазида, который связывает альдегидную группу кофермента или антивитаминов В6 , в частности метоксипиридоксина. ГАМК – естественно встречающийся «транквилизатор», поэтому одним из путей повышения ее концентрации в ЦНС является введение веществ, оказывающих тормозящее действие на ГАМК-трансаминазу, которая эффективно устраняет ГАМК.

В последние годы у бактерий и растений (но не в животных тканях) открыт совершенно новый путь синтеза глутаминовой кислоты из α-кето-глутаровой кислоты и глутамина. Этот путь, получивший название глута-матсинтазного цикла, включает две сопряженные с распадом АТФ необратимые реакции, ведущие к усвоению (ассимиляции) аммиака:

Читайте так же:  Характеристика аминокислот и белков

Первую стадию (а) катализирует глутаминсинтетаза, которая имеется в клетках животных, вторую (б) – глутаматсинтаза, открытая только у растений, грибов и микроорганизмов. Обе стадии могут быть представлены вместе с обратимо действующей глутаматдегидрогеназной реакцией (в) в виде следующей схемы:

Оказалось, что при низких концентрациях аммиака, характерных для растений и микроорганизмов, реакции протекают преимущественно по глутаматсинтазному циклу, а при высоких его концентрациях, свойственных тканям животных,– по глутаматдегидрогеназному пути; в обоих случаях синтезируется глутамат.

В сводной схеме обобщены главные интегративные пути превращения глутамина и глутаминовой кислоты и приведены названия ферментов, катализирующих эти реакции в тканях (рис. 12.9).

С метаболизмом глутаминовой кислоты связаны также пути обмена пролина и аргинина (см. рис. 12.9), хотя следует напомнить, что аргинин относится к частично незаменимым аминокислотам организма, особенно в молодом возрасте, когда его синтез из глутамата не может обеспечить потребности быстрого роста организма. Основным путем метаболизма аргинина является путь синтеза мочевины. Более специфичен и необратим путь превращения гистидина (также частично незаменимая для животных аминокислота) в глутаминовую кислоту. В этом превращении участвуют два хорошо изученных фермента – гистидинаммиаклиаза (гистидаза), катализирующая внутримолекулярное дезаминирование гистидина, и урока-ниназа, которая катализирует разрыв имидазольного кольца уроканиновой кислоты с образованием имидазолилпропионовой кислоты; последняя через формиминоглутамат превращается в глутаминовую кислоту. Другие пути обмена гистидина (образование гистамина и окисление его под действием диаминоксидазы) были рассмотрены ранее.

Рис. 12.9. Метаболические превращения глутамата и глутамина в тканях животных (схема по Майстеру). 1 — реакции цикла лимонной кислоты; 2 — глутаматдегидрогеназа; 3 — глутаматтрансаминаза; 4 — глутаминсинтетаза; 5 — глутаминаза; 6 — глутаминтрансаминаза; 7 — карбамоилфосфатсинте-таза (печень); 8 — ω-амидаза; 9 — γ-глутамилцистеинсинтетаза; 10 — глутатионсинтетаза; 11 — γ-глутамилтрансфераза; 12 — γ-глутамилциклотрансфераза; 13 — 5-оксопролиназа; 14 — цистеинил-глициназа; 15 — глутаматдекарбоксилаза; 16 — глутамат-N-ацетилаза; 17 — ферменты, катализирующие распад этих аминокислот; 18 — амидотрансферазы глутамина; 19 — глутамин-фенилаце-тилтрансфераза.

Декарбоксилирование аминокислот, образование биогенных аминов, их роль в обмене веществ и регуляции физиологических функций.

По мере функционирования клеток многие белки становятся непригодными для осуществления своих функций и подвергаются под влиянием клеточных эндо- и экзопептидаз распаду до аминокислот, которые при избыточном содержании в тканях могут подвергнуться распаду. Распад осуществляется в нескольких направлениях в митохондриях. Небольшая часть аминокислот в клет­ках животного организма декарбоксилируется, в резуль­тате из них образуются так называемые биогенные амины, которые в определенных тканях и органах оказывают выра­женное физиологическое действие. Биогенные амины образуются в небольшом количестве. Действие их мощное, но скоропроходящее, т.к. они быстро разрушаются. Разрушение биогенных аминов происходит под влиянием ДАО или МАО с образованием альдегидов, аммиака и перекиси водорода.

Легче и чаще всего декарбоксилируются циклические (тирозин, триптофан, гистидин) и дикарбоновые (глутаминовая и аспарагиновая) кислоты. В частности из тирозина образуются тирамин, дофамин, норадреналин; из триптофана — триптамин. Кро­ме того, триптофан может служить источником образования серотонина — 5-гидрокситриптамина, образующегося при декарбоксилировании 5-гидрокситриптофана, последний в свою очередь образу­ется при гидроксилировании триптофана.

Серотонин содержится в тромбоцитах, много его в мозге и слизистой кишечника (90—95%), где он был впервые обна­ружен. Серотонин обладает сосудосуживающим действием, по­вышает кровяное давление, усиливает перистальтику кишеч­ника, играет большую роль в процессах нервной деятельности (малые количества подавляют, большие — стимулируют нервную деятельность. Нарушения обмена серотонина способствует развитию психических заболеваний (мании, фобии, депрессии). Серотонин стимулирует коллагеногенезВозникновение психических рас­стройств (мании преследования, фобии) многие связывают с нарушением обмена серотонина. При действии серотонина на головной мозг снижается потребление мозгом глюкозы, по­глощение О2, лактата и неорганических фосфатов.

Гистамин образуется из гистидина. Содержится в больших количествах в стенке желудка. Накапливается при травмах, аллергических реакциях, способствует образованию НСI желудочного сока, резко расширяет сосуды и увеличивает проницаемость сосудов, участвует в патогенезе аллергических, воспалительных процессов, вызывает спазм бронхов и падение давления (расширение сосудов), отек мозга и легких (усиление проницаемости сосудов).

ГАМК образуется из глутаминовой кислоты, нейромедиатор, является медиатором торможения, улучшает кровоснабжение головного мозга, утилизацию глюкозы мозгом, улучшает память.

Видео (кликните для воспроизведения).

b-аланин образуется из аспарагиновой кислоты, входит в состав НSКоА, ансерина и карнозина, пантотеновой кислоты.

Источники


  1. Вайнбаум, Я. С. Гигиена физического воспитания и спорта / Я.С. Вайнбаум, В.И. Коваль, Т.А. Родионова. — М.: Академия, 2005. — 240 c.

  2. Евдокимов, В.И. Методология и методика проведения научной работы по физической культуре и спорту / В.И. Евдокимов. — М.: Советский спорт, 2010. — 442 c.

  3. Куликовская, Т. А. Артикуляционная гимнастика в считалках / Т.А. Куликовская. — М.: Гном, 2012. — 610 c.
  4. Анатомия силовых упражнений для мужчин и женщин. — М.: Харвест, 2010. — 784 c.
  5. Петров, Н. Н. Гимнастика для ленивых. Делаем с удовольствием / Н.Н. Петров. — М.: Феникс, 2007. — 256 c.
Декарбоксилирование аминокислот образование биогенных аминов
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here