Прямое неокислительное дезаминирование.

3 аминокислоты из 20 (гистидин, серин и треонин) в организме человека могут подвергаться дезаминированию, которое может рассматриваться как внутримолекулярное дезаминирование. Гистидин под действием фермента гистидазы превращается в ураканиновую кислоту .

Ураканиновая кислота распадается дальше до L-глютамата, аммиака и муравьиной кислоты. Гистидаза обнаружена в печени и коже. В коже ураканиновая кислота выступает в качестве фактора, защищающего кожу от УФ-радиации.

Фермент, превращающий уроканиновую кислоту (уроканаза), оказывается, присутствует только в печени. Появление этого фермента в крови (в норме он практически отсутствует) наблюдается при развитии опухолевых процессов печени. В связи с этим определение активности (наличия) этого фермента используется в качестве диагностического теста на опухолевые поражения печени. Это своеобразный индикаторный фермент.

Аминокислоты серин и треонин при участии дегидротазы, содержащей ПЛФ (пиридоксальфосфат) в качестве кофермента, подвергаются сходным превращениям, в результате которых серин превращается в пируват, а треонин – в -кетобутират.

Непрямое дезаминирование, или трансдезаминирование.

В связи с малой эффективностью процессов прямого окислительного дезаминирования были предприняты интенсивные поиски более эффективных методов дезаминирования. Браунштейном была предложена концепция трансдезаминирования, которая в настоящее время является общепризнанной.

Суть ее заключается в следующем: Процесс трансдезаминирования – это 2-х этапный процесс.

На первом этапе различные L-аминокислоты вступают в реакцию трансаминирования с -кетоглутаратом. В результате образуется кетоаналог аминокислоты и глютаминовая кислота.

На втором этапе происходит окислительное дезаминирование глютамата с образованием аммиака и регенерации -кетоглютаровой кислоты. Схема (лучше – в тетради)

Обязательным участником этого процесса является -кетоглютаровая кислота (является промежуточным продуктом цикла Кребса, т.е. концентрация ее в тканях поддерживается на постоянном уровне).

Далее в итоге трансаминирования с участием соответствующей аминотрансферазы образуется кетоаналог соответствующей аминокислоты, а -кетоглутаровая кислота превращается, за счет трансаминирования в глутамат.

В правой части изображено прямое окислительное дезаминирование глютамата. Здесь вы видите так же 2 этапа. Фермент глутаматдегидрогиназа содержит в качестве кофермента НАД, который принимает кислород, образуется иминоглюторат.

Далее спонтанно присоединяется вода, происходит регенерация 2оксоглютората (-кетоглютората) и отщепляется аммиак, т.е. происходит регенерация соединения, которое вступает далее в реакцию трансаминирования. Таким образом за счет того, что активность фермента глутаматдегидрогиназы высокая – это по сути основной путь дезаминирование аминокислот.

Не только глутаматдегидрогиназа, но и аминотрансфераза в наших тканях - крайне высокоактивные ферменты. Несомненно, что высокая активность ферментов обеспечивает высокую скорость процесса трансдезаминирования в клетках.

Кроме того, преимущество этого механизма дезаминирования заключается в том, что не образуется токсичной перекиси водорода (при действии оксидазы L-аминокислот образуется перекись водорода) и, кроме того, при окислении глютомата образуется восстановленный НАД, окисление которого в цепи дыхательных ферментов дает 3 (2,5) молекулы АТФ.

Глутаматдегидрогиназа является регуляторным ферментом, т.е. аллостерическим. Ее активность угнетается по аллостерическому механизму высокими концентрациями АТФ в клетке, и наоборот, повышается при уменьшении концентрации и увеличении концентрации АДФ. За счет работы этого регуляторного механизма скорость процесса трансдезаминирования контролируется энергетическим статусом клетки.

Если энергии в клетки недостаточно, скорость процесса возрастает. При хорошем обеспечении клетки энергией расщепление аминокислот тормозится.