Часть 5

Тема: Белки II. Общие пути обмена аминокислот. Биосинтез мочевины.

Факультеты: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический.

2 курс.

Всего известно около 300 видов АК, у человека в организме - 70, а в составе белков - 20.

Физико-химические свойства аминокислот

АК белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Имеют высокую температуру плавления, в твердом состоянии находятся в виде внутренней соли. Многие сладкие на вкус (гли).

АК амфотерные вещества – проявляют свойства кислот и оснований.

Рекомендуемые материалы

К наиболее важным общим реакциям АК относятся реакции:

1. декарбоксилирования,

2. переаминирования,

3. дезаминирования,

4. образование пептидных связей

5. образование оснований Шиффа (при гликозилировании белков).

Специфические реакции АК связаны с наличием функциональных групп в радикале (окислительно-восстановительные реакции цис).

Существует несколько классификаций аминокислот.

Классификация АК по природе радикала: 1). алифатические (гли, ала, вал, лей, иле и.т.д.); 2). ароматические (фен, тир, три, гис); 3). гетероциклические (про, оксипро).

Классификация АК по количеству карбоксильных и аминогрупп: 1). нейтральные; 2). кислые (глу, асп); 3) основные (арг, лиз).

Классификация АК по функциональным группам в радикале: 1). содержащие –ОН (сер, тре); 2). содержащие –SH (цис, мет); 3). содержащие –СОNH₂ (глн, асн);

Классификация АК по способности к синтезу:

1. АК, которые синтезируются в организме, называют заменимыми (глицин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, серии, пролин, аланин).

2. АК, которые не синтезируются в организме, но для него необходимы, называются незаменимыми (фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин).

3. Аргинин и гистидин - частично заменимые АК, у взрослых они образуются в достаточных количе­ствах, а у детей - нет. Поэтому, необходимо дополнительное поступление этих АК с пищей.

4. Тирозин и цистеин — условно заме­нимые, так как для их синтеза необходимы незаменимые АК (фенилаланин и метионин).

Функции аминокислот

• Используются для синтеза белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, биогенных аминов (гормонов, нейромедиаторов), других аминокислот
• Служат источником азота при синтезе всех азотсодержащих небелковых соединений (нуклеотиды, гем, креатин, холин и др);
• Выполняют регуляторную функцию (гли, глу - нейромедиаторы);
• служат источником энергии для синтеза АТФ.

ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ ПУЛА АМИНОКИСЛОТ В КРОВИ

И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ОРГАНИЗМЕ

Большая часть аминокислот организма человека, примерно 15кг, входит в состав белков. Фонд свободных АК организма составляет примерно 35г.

Источниками АК в организме являются белки пищи, белки тканей и синтез АК из углеводов. В сутки у человека распадается на АК около 400г белков, примерно такое же количество синтезируется. Специальной формы депонирова­ния АК, подобно глюкозе (в виде гли­когена) или жирных кислот (в виде ТГ), не существует (исключение - казеин молока). Поэтому резервом АК служат все белки тканей, но преимуще­ственно белки мышц (т.к. их много).

ОБЩИЕ РЕАКЦИИ ОБМЕНА АМИНОКИСЛОТ

АК, появившиеся в организме, включаются в общие и специфические реакции обмена.

К общим реакциям обмена АК относят реакции трансаминирования, дезаминирования и декарбоксилирования, биосинтеза белков и рацемизации (L переходы D).

 ТРАНСАМИНИРОВАНИЕ (ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ) АМИНОКИСЛОТ

Трансаминирование — реакция переноса α-аминогруппы с АК на α-кетокислоту, в результате чего образуются новая α-кетокислота и новая АК. Процесс трансаминирования легко обратим, при нем общее количество АК в клетке не меняется.

У человека найдено более 10 аминотрансфераз, которые локализуются в цитоплазме и митохондриях клеток. В реакции трансаминирования вступают почти все АК, за исключением лизина, треонина и пролина.

Механизм переаминирования

Вначале, АК передает свою аминогруппу на пиродоксальфосфат. АК при этом превращается в кетокислоту, а пиродоксальфосфат - в пиридоксаминфосфат.

Затем, реакции идут в обратную сторону: но уже другая кетокислота, принимает аминогруппу от пиридоксаминфосфата и превращается в новую АК, а пиридоксаминфосфат в пиродоксальфосфат.

Органоспецифичные аминотрансферазы  АЛТ и АСТ

Чаще всего в трансаминировании участвуют АК и кетокислоты, которых много в организме — глу, ала, асп,  α-КГ, ПВК и ЩУК. Основным донором аминогруппы служит глу, а кетогруппы - α-КГ.        

Наиболее распространёнными аминотрансферазами в большинстве тканей млекопитающих являются аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (ACT).

АЛТ катализирует реакцию трансаминирования между ала и α-КГ: ала+α-КГ↔ПВК+глу АЛТ локализуется в цитозоле клеток многих органов, больше всего ее в клетках печени и миокарде.

ACT катализирует реакцию трансаминирования между асп и α-КГ: асп+α-КГ↔ЩУК+глу

Вам также может быть полезна лекция "11. Устойчивость линейных импульсных систем".

ACT имеет как цитоплазматическую, так и митохондриальную формы. Наибольшее ее количество обнаружено в миокарде и печени.

АСТ и АЛТ являются органоспецифичными ферментами, их определяют в крови для диагностики заболеваний  печени, сердца и, в меньшей степени, скелетных мышц. Соотношение активностей АСТ/АЛТ называют «коэффициент де Ритиса ». В норме он равен 1,33±0,42.

При инфаркте миокарда активность ACT в крови увеличивается в 8—10 раз, а АЛТ — в 1,5—2,0 раза, коэффициент де Ритиса резко возрастает.

При гепатитах активность АЛТ в сыворотке крови увеличивается в - 8—10 раз по сравнению с нормой, a ACT — в 2—4 раза. Коэффициент де Ритиса снижается до 0,6.

Биологическое значение трансаминирования

Реакции трансаминирования обеспечивают синтез и распад амино- и кетокислот, перераспределение аминного азота в тканях организма.