Проміжний обмін амінокислот у тканинах.
Проміжний метаболізм амінокислот білкових молекул, як і інших поживних речовин в організмі, включає катаболические (розпад до кінцевих продуктів) і стероїди (біосинтез амінокислот) процеси, а також ряд інших специфічних перетворень, що супроводжуються утворенням біологічно активних речовин. Умовно проміжний метаболізм амінокислот можна розділити на загальні шляху обміну та індивідуальні перетворення окремих амінокислот.

Загальні шляхи обміну амінокислот.
    Загальні шляхи перетворення амінокислот включають реакції дезамінування, трансамінування, декарбоксилювання, біосинтезу і рацемізаціі. Реакції рацемізаціі характерні тільки для мікроорганізмів, фізіологічна роль якої полягає в синтезі D-ізомерів амінокислот для побудови клітинної оболонки.
* Дезамінування (відщеплення аміногрупи) - існує чотири типи реакцій, каталізуються своїми ферментами:
1. Відновне дезамінорованіе (2 H +)
2. Гідролітичні дезамінування (+ H2О)
3. Внутрімолекулярної дезамінування
4. Окислювальне дезамінування (+1/2 О2)
У всіх випадках NH2-група амінокислоти вивільняється у вигляді аміаку. Крім аміаку продуктами дезамінування є жирні кислоти, окікіслоти і кетокислот. Для тканин тварин, рослин і більшості мікроорганізмів переважаючим типом реакцій є окисне дезамінування амінокислот, за винятком гістидину, який піддається внутрімолекулярної дезамінування.
Крім перерахованих чотирьох типів реакцій і каталізують їх ферментів в тканинах тварин і печінки людини відкриті також три специфічних ферменту (серін-і треоніндегідратази і цістатіонін-? - ЛіАЗ), каталізують неокіслітельное дезамінування серину, треоніну і цистеїну. Вони вимагають присутності піридоксаль-фосфату як кофермент. Кінцевими продуктами реакції є пируват і? - Кетобутірат, аміак і сірководень.
* Трансамінування - реакції міжмолекулярної перенесення аміногрупи (NH2) від амінокислоти на?-Кетокислот без проміжного утворення аміаку (глутамат + піруват =
?-кетоглутарат + аланін). Вперше ці реакції були відкриті в 1937р. А.Е. Браунштейн і М.Г. Кріцман. Реакції трансамінування є оборотними і універсальними для всіх живих організмів, вони протікають за участю специфічних ферментів - амінотрансфераз (трансамніназ). Теоретично можливі реакції між будь-аміно-і кетокислот, але найбільш інтенсивно вони протікають, якщо один з партнерів представлений дикарбонової аміно-або кетокислот. У перенесення амніогруппи активну участь бере кофермет трансміназ - піридоксальфосфат (похідне вітаміну В6). Для реакцій трансамінування характерний загальний механізм. Ферменти реакції каталізують перенесення аміногрупи не на? -кетокислот, а на кофермент; утворилося проміжне з'єднання (шіффово підстава) піддається внутрішньомолекулярних перетворень, що приводить до звільнення?-кетокислот і пірідоксамнофосфата. Останній на втолрой стадії реагує з будь-якої іншої?-Кетокислот, що через ті ж стадії призводить до синтезу нової амінокислоти і піридоксальфосфат.
* Декарбоксилювання - відщеплення карбоксильної групи у вигляді СО2, що утворюються продукти реакції називаються біогенними амінами, вони роблять сильний фармакологічну дію на безліч функцій. Ці реакції є незворотними, вони каталізіруютя специфічними ферментами - декарбоксилаз амінокмлот-які в якості кофермент містять піридоксальфосфат (крім гістідіндекарбоксілази і аденозілдекарбоксілази - містять залишок піровиноградної кислоти як кофермент). У живих організмах відкриті чотири типи декарбоксилювання амінокислот.
1. ?-декарбоксилювання - характерно для тканин тварин: від амінокислот відщеплюється сусідня від?-вуглецевого атома Карбоксильна група.

2. ?-декарбоксилювання-властиво мікроорганізмам

3. декарбоксилювання, пов'язане з реакцією трансамінування. Утворюється альдегід і нова амінокислота, що відповідає вихідної кетокислот.

4. Декарбоксилювання, пов'язане з реакцією конденсацією двох молекул:



Знешкодження аміаку в організмі.
В організмі людини піддається розпаду близько 70г амінокислот за добу: при цьому звільняється велика кількість аміаку, що є високотоксичною з'єднанням. Тому крнцентрація аміаку повинна зберігатися на низькому рівні (у нормі рівень його не перевищує 60 мкмоль/л). Концентрація аміаку 3 ммоль/л є летальної.
Одним із шляхів зв'язування та знешкодження аміаку в мозку, сітківці, нирках і м'язах, є біосинтез глутаміну (і, можливо, аспарагіну). Оскільки глутамін і аспарагін з сечею виділяються в невеликих кількостях, було висловлено припущення, що вони виконують швидше транспортну функцію перенесення аміаку в нетоксичної формі.
Частина аміаку легко зв'язується з?-Кетоглутаровой кислотою завдяки оборотності глутаматдегідрогеназной реакції; при синтезі глутаміну зв'язується ще 1 молекула, таким чином нейтралізуються дві молекули аміаку:



Орнітіновий цикл мочевінообразованія.
Основним механізмом знешкодження аміаку в організмі є біосинтез сечовини (в основному, в печінці). Вона виводиться із сечею в якості головного кінцевого продукту білкового, відповідно амінокислотного, обміну. На частку сечовини доводиться до 80-85% усього азоту сечі. Реакції синтезу сечовини, представлені у вигляді циклу, що отримав назву орнітінового циклу мочевінообразованія Кребса.
* На першому етапі синтезується макроергічні підключення карбамоілфосфат - це метаболічно активна форма аміаку, яка використовується як вихідного продукту для синтезу ряду інших азотистих з'єднань.
* На другому етапі циклу мочевінообразованія відбувається конденсація карбамоілфосфата і орнітіна з утворенням
          Цитрулін; реакцію каталізує орнітінкарбамоілтрансфераза:
На наступній стадії Цитрулін перетворюється на аргінін в результаті двох послідовно протікають реакцій. Перша з них, енергозалежна, зводиться до конденсації Цитрулін і аспаргіновой кислоти з утворенням аргініносукціната (цю реакцію каталізує аргініносукцінат-синтетазу). Аргінінсукцінат розпадається в другій реакції на аргінін і фумарат поддействіем аргініносукцінат-ліази.
На останньому етапі аргінін розщеплюється на сечовину і орнітін під дією аргінази. Сумарна реакція синтезу сечовини без урахування проміжних продуктів:
Це енергетично вигідна реакція, тому процес завжди протікає в напрямку синтезу сечовини.
У стані азотистого рівноваги організм людини споживає і відповідно виділяє приблизно 15 г азоту на добу; з екскретіруемого з сечею кількості азоту сечовини на частку припадає близько 85%, креатиніну-близько 5%, амонійних солей - 3%, сечової кислоти-1% і на інші форми-близько 6%.
Типи азотистого обміну. А м м о н н о т е л и ч е с к и й т і п, при якому головним кінцевим продуктом азотистого обміну є аміак, властивий риб. У р е о т е л и ч е с к и й т и п обміну - основним кінцевим продуктом обміну білків є сечовина, характерний для людини і тварин. У р и к о т е л и ч е с к и й т і п - головним кінцевим продуктом обміну є сечова кислота, характерний для птахів і рептилій.