Синтез аминокислот в тканях.

Если в клетках имеются -кетокислоты, являющиеся аналогами соответствующих аминокислот, то эти аминокислоты могут быть образованы из кетокислот путем трансаминирования. Исключением является треонин и лизин, поскольку в клетках они не вступают в реакции трансаминирования.

Таким образом, фактически незаменимыми в своем большинстве являются не аминокислоты, а их кетоаналоги, которые не синтезируются в организме.

Источником амидного азота для синтеза аминокислот путем трансаминирования является глутамат. Если в клетках нет достаточного количества глутамата, то он может быть синтезирован из -кетоглютаровой кислоты и аммиака в реакции восстановительного аминирования за счет обратимости действия глютаматдегидрогиназы.

Комбинация реакций восстановительного аминирования -кетоглютарата с последующим переносом амидного азота на кетокислоту получило название трансреаминирования. Таким образом трансреаминирование является основным путем синтеза заменимых аминокислот.

Глутаматдегидрогиназа катализирует реакцию дезаминирования глютамата и восстановительное аминирование -кетоглютората с участием восстановленного НАД.

Трансреаминирование - это основной путь синтеза заменимых аминокислот в организме человека.

Декарбоксилирование аминокислот.

Декарбоксилирование - это процесс отщепления карбоксильной группы в виде углекислого газа.

Известно несколько вариантов декарбоксилирования, которые встречаются на разных уровнях организации живых систем. В тканях превалирующим является -декарбоксилирование аминокислот.

-декарбоксилирование сопровождается образованием биогенных аминов. Оно идет по схеме.

Коферментом декарбоксилаз, как и трансаминаз, является фосфопиридоксаль. Если в организме нет витамина В6, то говорить о нормальном процессе не приходиться.

Оказывается, декарбоксилированию подвергаются не все аминокислоты, а лишь те из них, при декарбоксилировании которых образуются биологически активные соединения, выполняющие в организме функции или биорегуляторов, или нейромедиаторов. Вся эта группа соединений получила название - биогенные амины.

Необходимо отметить, что в условии клетки декарбоксилирование является необратимым процессом. Биогенные амины обладают высокой биологической активностью и, несомненно, после выполнения основных функций они должны быть инактивированы. Общим путем инактивации биогенных аминов является их окислительное дезаминирование с участием ферментов моноаминооксидаз или диаминооксидаз.

Биогенный амин, в данном случае моноамин, поэтому фермент моноаминоксидаза (оксидаза способна переносить отщепляемый водород непосредственно на кислород с образованием перекиси водорода), превращается в альдегид, который затем окисляется до жирной кислоты, а перекись водорода расщепятся католазой. Некоторые биогенные амины, например гистамин, могут инактивироваться путем метилирования или ацетилирования.

Образование биологически активных соединений.

Из аминокислоты гистидина под действием гистидиндекарбоксилазы образуется биогенный амин - гистамин - клеточный медиатор. (медиатор воспаления, аллергии). Антигистаминные препараты используются крайне широко.

Гистамин обладает выраженным сосудорасширяющим действием, причем это эффект у единственного из биогенных аминов, кроме того

он участвует в развитии воспалительных, в том числе аллергических, реакциях.

Наконец он стимулирует выделение желудочного сока и в этом качестве он нашел применение в клиническо-лабораторной диагностике для установления причины нарушения секреции желудочного сока - гистаминовая проба.

Инактивация гистамина идет либо за счет его дезаминирования либо путем образования N-метилгистидина, т.е. путем метилирования.

Аминокислота триптофан служит предшественником еще одного очень важного амина – серотонина. Вначале триптофан подвергается гидроксилированию с превращением в 5-окситриптофан, а уже затем под действием соответствующей декарбоксилазы происходит образование серотонина.

Серотонин является нейромедиатором стволовой части головного мозга.

При нарушении его обмена развивается галлюциногенный синдром (галлюцинации устрашающего характера – и зрительные, и слуховые).

Сегодня считают, что нарушение обмена серотонина вносит весомый вклад в развитие шизофрении. Он является так же мощными сосудосуживающим средством.

Серотонин играет важную роль в развитии аллергии.

Серотонин является предшественником гормона эпифиза мелатонина.

Инактивация серотонина идет или путем его окислительного дезаминирования, или же путем метилирования по аминогруппе, т.е. по сути инактивация идет как у гистамина.

Три биогенных амина (дофамин, норадреналин и адреналин = катехоламины) образуются еще из одной циклической аминокислоты - тирозина. Тирозин гидроксилируется с превращением в ДОФА (диоксифенилаланин), затем ДОФА декарбоксилируется и превращается в дофамин.

Дофамин является промежуточным продуктом при синтезе норадреналина и адреналина, он обладает выраженным сосудосуживающим действием, самое важное то, что он является медиатором стволовой части головного мозга. При нарушении его образования в мозговой ткани развивается тяжелое заболевание – паркинсонизм. Для лечения которого используют подсадку в головной мозг эмбриональных клеток, способных синтезировать дофамин.

При гидроксилировании дофамина образуется норадреналин, который при последующем метилировании дает адреналин. В реакции превращения дофамина в норадреналин участвует аскорбат (аскорбат участвует в синтезе гормонов).

При переходе норадреналина в адреналин в качестве метилирующего агента используется активный метионин S-аденозилметионин.

Норадреналин и адреналин являются:

во-первых, медиаторами симпатической нервной системы

во-вторых, гормонами мозгового вещества надпочечников.

Оба этих биогенных амина обладают выраженным сосудосуживающим действием. В качестве гормона адреналин является мощным стимулятором расщепления гликогена в мышцах. Кроме того, адреналин является мощным стимулятором липолиза в жировой ткани. В стрессовых ситуациях люди худеют.

Инактивирование названных биогенных аминов осуществляется в основном путем их дезаминирования с участием моноаминооксидаз или же путем метилирования. Кроме названных 2-х путей есть еще один путь инактивации этих аминов - процессы глюкуронирования происходящее в печени.

Декарбоксилированию кроме ароматических аминокислот могут подвергаться аминокислоты жирного ряда, в частности глутамат.

Образующееся при декарбоксилировании глутамата соединение является медиатором и носит название - -аминомасляная кислота. Это соединение сегодня известно как тормозной медиатор коры головного мозга. В ходе декарбоксилирования таких аминокислот, как арнитин и лизин, образуется диамины - путрисцин и кодаверин эти соединения используются при синтезе полиаминов, сперминов и спермидина, которые участвуют в регуляции процессов пролиферации клеток.

Алифатические амины инактивируются под действием соответствующих моно- или диаминооксидаз, т.е. путем их окисления (это единственный путь их инактивации).