Вопрос 8. Аминокислотный пул организма

В жидкой среде организма постоянно имеется определенное количество свободных аминокислот. Они образуют аминокислотный пул. Для человека массой 70 кг величина этого пула - 30 гр.

Этот пул всегда пополняется за счет трех основных процессов.

1. всасывание или поступление аминокислот из кишечника - так называемые пищевые а/к

2. распад тканевых белков

3. синтез заменимых аминокислот.

Если речь касается пула отдельной аминокислоты то вы должны определить заменимая это аминокислота или нет. Если незаменимая, то только 2 источника.

Аминокислоты постоянно изымаются из пула для использования в самых различных метаболических процессах, что можно отразить на схеме.

• Пищевые АК Распад тканевых белков Синтез АК

• Синтез белков Окислительный распад

• Аминокислотный пул

• Синтез полипептидов АцетилКоА пурины, пиримидины Превращение в углеводы и липиды

• гормоны, холин, креатин, таурин

Несомненно, что большее количество аминокислот из пула изымается на синтез белков.

Второй путь использования ам. к. это окислительный распад до конечных продуктов. Около 100 гр распадается, обеспечивая 10-15 % необходимой энергии для жизнедеятельности человека.

Третий путь использование - синтез из ам.к. углеводов и липидов. Глюконеогенез идет достаточно интенсивно.

Четвертый путь - синтез других азотосодержащих соединений (креатин, холин, сфингозин, гем).

• Синтез азотистых оснований нуклеотидов

• Синтез биогенных аминов

• Синтез других аминокислот за счет реакции трансаминирования

• Синтез гормонов - производных аминокислот

Вопрос 9. Трансаминирование, его биологическая роль

Механизм реакции трансаминирования непрост и протекает по типу "пинг-понг". Катализируют реакцию ферменты аминотрансферазы, Они являются сложными ферментами, в качестве кофермента имеют пиридоксальфосфат (активная форма витамина В6).

пролина, лизина, треонина, которые не подвергаются трансаминированию.

Весь перенос аминогруппы совершается в две стадии:

• к пиридоксальфосфату сначала присоединяется первая а/к, отдает аминогруппу, превращается в кетокислоту и отделяется. Аминогруппа при этом переходит на кофермент и образуется пиридоксаминфосфат.

• на второй стадии к пиридоксаминфосфату присоединяется другая кетокислота, получает аминогруппу, образуется новая а/к и пиридоксальфосфат регенерирует.

Роль и превращение пиридоксальфосфата сводится к образованию промежуточных соединений – шиффовых оснований (альдимин и кетимин). В первой реакции после отщепления воды образуется иминовая связь между остатком аминокислоты и пиридоксальфосфатом. Полученное соединение называется альдимин. Перемещение двойной связи приводит к образованию кетимина, который гидролизуется по месту двойной связи. От фермента отщепляется готовый продукт – кетокислота.

После отщепления кетокислоты к комплексу пиридоксамин-фермент присоединяется новая кетокислота и процесс идет в обратном порядке: образуется кетимин, затем альдимин, после чего отделяется новая аминокислота.

Чаще всего аминокислоты взаимодействуют со следующими кетокислотами:

• пировиноградной с образованием аланина,

• щавелевоуксусной с образованием аспартата,

• α-кетоглутаровой с образованием глутамата.

Однако аланин и аспартат в дальнейшем все равно передают свою аминогруппу на α-кетоглутаровую кислоту. Таким образом, в тканях осуществляется поток избыточных аминогрупп на один общий акцептор – α-кетоглутаровую кислоту. В итоге образуется большое количество глутаминовой кислоты.

Далее глутаминовая кислота может вовлекается в процессы связывания аммиака (синтез глутамина) либо в прямое окислительное дезаминирование.

Вопрос 10.Дезаминирование а/к

Вопрос 11.Трансдезаминирование а/к

Непрямое окислительное дезаминирование включает 2 этапа и активно идет во всех клетках организма.

Первый этап заключается в обратимом переносе NH2-группы с аминокислоты на кетокислоту с образованием новой аминокислоты и новой кетокислоты при участии ферментов аминотрансфераз. Этот перенос называется трансаминирование и его механизм довольно сложен.

В качестве конечной кетокислоты-акцептора ("кетокислота 2") в организме обычно используется α-кетоглутаровая кислота, которая превращается в глутамат ("аминокислота 2").

В результате трансаминирования свободные аминокислоты теряют α-NH2-группы и превращаются в соответствующие кетокислоты. Далее их кетоскелет катаболизирует специфическими путями и вовлекается в цикл трикарбоновых кислот и тканевое дыхание, где сгорает до СО2 и Н2О.

Второй этап состоит в отщеплении аминогруппы от аминокислоты 2 – дезаминирование.

Т.к. в организме коллектором всех аминокислотных аминогрупп является глутаминовая кислота, то только она подвергается окислительному дезаминированию с образованием аммиака и α-кетоглутаровой кислоты. Этот этап осуществляется глутаматдегидрогеназой ,которая имеется в митохондриях всех клеток организма, кроме мышечных.

реакция активируется при дефиците энергии и ингибируется избытком АТФ и НАДН.

Роль трансаминирования и трансдезаминирования:

• активируются в печени, мышцах и других органах при поступлении в клетку избыточного количества тех или иных аминокислот – с целью оптимизации их соотношения,

• обеспечивают синтез заменимых аминокислот в клетке при наличии их углеродного скелета (кетоаналога),

• начинаются при прекращении использования аминокислот на синтез азотсодержащих соединений (белков, креатина, фосфолипидов, пуриновых и пиримидиновых оснований) – с целью дальнейшего катаболизма их безазотистого остатка и выработки энергии,

• необходимы при внутриклеточном голодании, например, при гипогликемиях различного генеза – для использования безазотистого остатка аминокислот в печени для кетогенеза и глюконеогенеза, в других органах – для его прямого вовлечения в реакции цикла трикарбоновых кислот.

Процесс трансдезаминирования идет в организме непрерывно, потому что:

• сопряженные реакции трансаминирования и дезаминирования создают поток лишнего аминного азота из периферических клеток в печень для синтеза мочевины и в почки для синтеза аммонийных солей.