Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков - Биоорганическая химия (1125798), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Биологически важные химические реакции Ряд важных химических превращений а-аминокислот, осуще- ствляемых в организме под действием различных ферментов,, имеют общий механизм, обусловленный участием одного и того же кофермента --- пиридоксальфосфата (см. 10.3). Пиридоксальфосфат и а-аминокислота образуют альдимин ! путем взаимодействии альдегидной группы кофермента и амино- группы а-аминокислоты. Пиридоксальфосфат тесно связан с ферментом и существует в виде диполярного иона, н с сн 0 — Р— О н | Фер е Н,,М(СН21д с- '"н Π— Р— О н н соо !! Н ! О сн ! Н В СН»НН2 (Р)-ОСН ОН н,о и СН» 1 днпвпгорнал м.онсонислота Юонорнал м.амнно оно~а я — С вЂ” СОО !! О Тра сан ааа+ пилило са фосфаг И О НООС СН СН-СООН 2 у нн Н и-Оноомислота Пнрндоисвмн фосфаг С аппарат ковал кисло а Г и-О соглугарова ниспога И 2 2 2 г, о Щаввлввоу сус а кислота ! Ь гауками оаа н сло~а И д ивпгорнан и-оксо налога До орлан а-амннонислота Д корд к ллвл 2 1г.
, ',гг Амин о-Аминокислота 339 Трансаминирование — основной путь биосинтеза а-аминокислот из а-оксокислот. Донором аминогруппы служит а-аминокислота, имеющаяся а клетках в достаточном количестве илн избытке, а ее акцептором — а-оксокислота, а-Аминокислота при этом превращается в а-оксокислоту, а а-оксокислота — в а-аминокислоту с соответствующим строением радикалов. В итоге трансаминирование представляет обратимый процесс взаимообмена амина- и оксогрупп. Пример такой реакции — получение !.-глутамииовой кислоты из а-оксоглутаровой кислоты.
Донорной а-аминокислотой может служить, например !.-аспарагиновая кислота. Перенос аминогруппы. Процесс происходит с участием г ферментов транеаминаз и кофермента пиридоксальфосфата. Пиридоксальфосфат выполняет функцию переносчика аминогруппы от донорной а-аминокислоты к акцепторной а-оксокнслоте с промежуточным переходом в форму пиридоксамннфосфата, т.е.
Пиридоксальфосфат ведет себя как а к ц е и т о р, а пиридокса. минфосфат — как д о и о р аминогрупп. Процесс трансаминироваиия обусловлен последующим превращением альдимина 1 с участием полярной о-связи между а.углеродным атомом и атомом водорода. Наличие СН-кислотного центра и соответственно подвижного атома водорода создает условия для протекания ряда прототропных таутомерных превращений. Альдимин 1, отщепляя протон Н+, переходит в промежуточную «хииоидную» форму 11, в которой за счет присоединения протона восстанавливается ароматичность и образу- . ется Аетимин 111.
При гидролизе кетимина П1 получаются пиридоксамину~осфат и а-оксокнслота (в схемах остаток фосфорной кислоты РОз обозначенф). зза гиков водорода Н ! н.. СОО и — С вЂ” СОО С и Н. н Н ф 'С~ нН 'Н СН (Р)-ОСН У~ (Р)-Осн 1, й СН2 и СН2 ! н Н Лладнм и ! 2Тиридоксаминфосфат способен взаимодействовать в обрат- направлении с акцепторной а-оксокислотой, в результате получается а-аминокислота и «возвращается» пирядоксальат. еакция трансаминирования является связующим звеном ду процессами метаболизма белков (а-аминокислоты) и вводов (и-оксокислоты).
С помощью этой реакции устраня- избыток отдельных и-аминокислот и таким образом регууется содержание а-аминокислот в клетках. Декарбоксилирование — путь образования биогенных аминов :,п-аминокислот. в-Аминокислоты содержат в а-положении к карбоксильной впе электроноакцепторную аминогруппу (точнее — протонироую аминогруппу — МН2 ), в связи с чем легко декарбоксиуются. В лабораторных условиях эта реакция протекает нагревании а-аминокислот в присутствии поглотителей ксида углерода, например Ва(ОН)2. -нх н и ,',я-СН-Сн-СООИ ! х мн аммпмал и.а пном олотл х- он, вй апьмннны Ерлгмонт уй нго ЯСН2 С СООН вЂ” — ~ ЯСН2 (! Н (Е нмпмогруппл ОООН вЂ” -м и СН -С вЂ” ОООН -ннз О ;Р Яльдлмм у» Яльдомлл ( м «.Онсонпслота нпрс ам«пиал группо и-Им нопнслотп нсн нн, пмрмлопсппьрссвьт амсспнныа амп (снамннокнс лата) ОН '"' СН,— С-СООН ХНг М (Ь--- -' М ( СНз — С вЂ” СООН Пнроаннограанан кислота Гнстнанн Гнотамнм чс \, !( ' 34$ 340 Декарбоксилирование в организме.
Процесс происхо. дит с участием ферментов декарбоксилаэ и кофермента пиридоксальфосфата. Эта реакция осуществляется зв счет разрыва в альдимине ! полярной о-связи между а-углеродным атомом и карбоксилатной группой Промежуточная «хиноидная» форма ГЧ за счет присоединеии„ протона превращается в ольдимин (а, в результате гидролизв которого получаются пирндоксальфосфат н амин. н Н вЂ” С вЂ” )СОО лснн Снгя (! ' с(( г н н у» пн " «~ 'пн .) ''Ь С пн ср (Р)-ОСН2 СР)-ОСН (Р)-ОСН2 М' СН С"З й СНз . ( ( Н Н н Н. О (Р)-ОСН2, ОН ! С"з ( Н Биогенные амины в организме выполняют важные биологи.
ческие функции. Например, получающийся при декарбокснлироваиии гистидина биогенный амин — г и с т а м и н — обладает широким спектром биологического действия и, в частности, имеет отношение к аллергическнм реакциям организма. М ( С -СН-ОООН 2 -Оо, м ( Мн 2 Н у-Аминомасляная кислота (ГАМК), образующаяся при де. карбоксилировании глутаминовой кислоты, является нейромеди.
атором (см. 9.3.6). Большое биологическое значение имеет де. карбокснлироваиие многих природных а-аминокислот — серииа цистеина, лизина, триптофана, аспарагиновой кислоты и др. Лимвнирование характерно для о-аминокислот, у которых в ' 'вом радикале в рлположении к карбоксильной группе соатся злектроноакцепториые функциональные группы, напри. гидроксильная или тнольная, Их отщепление приводит к ежуточным реакционноспособным а-еиаминокислотам, легко 'ходящим в таутомерные иминокнслоты (аиалогия с кето' ьной таутомерией). а-Имннокислоты в результате реакции ратации по имниной группе и последующего отщепления екулы аммиака превращаются в а-оксокислоты. Такой тип превращений называют элиминирование-гидрагоплг. Примером служит получение пировнноградной кислоты из рина.
НОСН,— СН вЂ” с.СОН П СН,=С вЂ” СООН ~ СНз — С вЂ” СООН !( МНг МНг МН Сернн (с нмннокнслс. тз( Этот процесс основан на том, что в ольдимине ( за счет наличия Н-кислотного центра может происходить злиминирова«ие в радикале и-аминослоты с о бразованием промежуточного ильдимино !б, при гидролизе которого вновесии с шепляется и.енаминокислота Ч, находяшаяся в таутомерном равно .иминокислотоа 'та ' В результате гидратации и-иминокислоты и последуюшего шепления молекулы аммиаиа получается и-оксокислота. '.;(ф ( (,)у Он и ои.и в вв» л я-сн-с — соо С »Н я-сн=.г' — соо ( Н., ил 'н Ороси сн, н л ъ 1а н о о НООССНгСНгССООН к мн .
НООССНгСНг~нСООН Мна я-сн;с-сос о я-он=с-соо ин, и — Сыг — С вЂ” Сос -нив ин л.и»» оулууарова »слота Сна н Ь.глууа»»»овал »с оуа огих коферментов. Например, они могут превращаться в ксокислоты не только через трансаминированне, но н путем слительного дезаминирования, ', Окнслительное дезамннирование о-аминокислот может осуствляться с участием ферментов дегидрогеназ и кофермента 'АД+ или НАДФ+ (см. 13.3), Например, при окислнтельном заминировании (.-глутамнновой кислоты образуется а-оксоглуровая кислота. На первой стадии реакции осуществляется гндрирование (окисление) глутаминовой кислоты до а-иминоутаровой кислоты. На второй стадии происходит гидролнэ, в зультате которого получаются а.оксоглутаровая кислота и миак. Стадия гидролнэа протекает без участия фермента.
разующийся аммиак включается в цикл мочевины. НАДН Н' Альдольиое расщепление может осуществляться с и-аминокислотами, у которых в р-положении содержится гндроксильная группа. Например, серии расщепляется с образованием глнцина и формальдегида (последний не выделяется в свободном виде, а сразу связывается с другим коферментом — тетрагидрофолиевой кислотой). Эта реакция имеет большое значение как источник одноуглеродного фрагмента (в виде гидроксиметиленовой группы), включающегося далее в синтез многих соединений, в том числе метионина, пуриновых нуклеотидов (см.
!3.!). НОСНу — СН вЂ” СОО -СНу — СОО + С=О н мну н!1; Серии Глип»л Фариальдегид В основе этой реакции лежит расщепление в аладимцме ! и-связи между а- и 8-углеродными атомами в радикале аминокислотного остатка. Рассмотренные химические превпашеиия свнлетельствуют о болыной роли пиридоксальфосфата в метаболизма о-аминокислот С другой стороны, способность пиридоксальфосфата взаимодействовать с ННа-содержащими соединениями составляет химическую основу токскческого действия многих органических веюеств. В частности, зто относится к гидразину ХНаХНа и его производным, широко применяемым в производстве пластических масс, каучука, красителей. ядохимикатов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
