Общие пути катаболизма аминокислот. Токсичность и пути обезвреживание аммиака

1. Источники аминокислот в организме человека. Пути использования аминокислот в тканях. Общие пути катаболизма аминокислот.

Организм может получить аминокислоты из двух источников.

Из внешней среды (экзогенные источники).

1. Это белки и аминокислоты пищи.

Или из эндогенных источников. Гидролаз собственных белков различных органов и тканей под влиянием тканевых гидролаз. Либо путем биосинтеза заменимых аминокислот.

Пути использования:

1. Главным образом для биосинтеза простых и сложных белков, общее содержания которых в организме около 15 кг. Например: для биосинтеза гема, ДНК, РНК, глутиона и др.;

2. Для биосинтеза БАА (биологически активных аминов).

3. Биосинтез углеводов. Глюконеогенез – это как бы альтернативный источник энергии.

4. Биосинтез ВЖК и липидов.

Общие пути катаболизма аминокислот в тканях идут в три этапа:

1. Декарбоксилирование и образование БАА.

2. Дезаминирования и трансаминирование.

3. Окисление углеводородного скелета до СО2 и Н2О и другие превращения.

2. Декарбоксилирование аминокислот: ферменты, коферменты, продукты. Биогенные амины (гистамин, триптамин, серотонин, ГАМК, катехоламины, холин и проч.).

Декарбоксилирование аминокислот – это процесс окислительного декарбоксилирования (удаление СО2) из аминокислот. Ферменты - декарбоксилазы. Их простетическая группа представлена пиридоксальфосфатом – это активная форма витамина В_6.

В реакциях декарбоксилирования участвует альдегидная группа пиридоксальфосфата

.

Аминокислота соединяется с активным центром фосфата, в состав которого входит альдегидная группа ПФ. Образуются Шиффовы основания (альдимины и кетимины). В результате СООН- группа становиться лабильной и отщепляется в виде СО2. Далее происходит гидролиз до соответствующего амина (БАА). Эта реакция необратима. Отнятие СО2 происходит без окисления.

Каждый фермент имеет свое название, в зависимости от реакции в которой он участвует (субстратная специфичность декарбоксилаз).

Триптофан (фермент – триптафандекарбоксилаза) à триптамин. Повышает тонус сосудов;

5-окситриптофан (фермент – 5-окситриптафандекарбоксилаза) à серотонин (нейромедиатор) – участвует в регуляции АД, температуры тела, дыхания, почечной фильтрации, перистальтики кишечник и др.

Тирозин à катехоламины (адреналин, дофамин, норадреналин). Участвуют в реакциях мобилизации из депо гликогена и липидов, повышают тонус сосудов периферических сосудов, являются медиаторами проведения нервных импульсов в пре-и постсинаптическую мембрану.

Гистидин (фермент – гистидиндекарбоксилаза) à гистамин. Нейромедиатор, стимулирует выделение желудочного сока, повышает проницаемость капилляров, увеличивая их проницаемость (при этом будут наблюдаться отёки), снижает АД, сокращает гладкую мускулатуру легких (вызывая удушье), участвует в развитии реакции воспаления, играет важную роль в развитии аллергических реакций и т.д.

Глутаминовая кислота (фермент – глутаматдекарбоксилаза) à гамма-аминомасляная кислота. Является медиатором тормозным импульсов в нервной системе. ГАМК и её аналоги применяются в медицине как нейротропные вещества для лечения эпилепсии и других заболеваний. Понижает активность ЦНС.

Серин à коламин à холин – участвует в биосинтезе фосфолипидов и ацетилхолина.

Инактивация биогенных аминов.

Если биогенные амины обладают высокой биологической функцией, то они должны быстро разрушаться после выполнения своей функции.

В организме имеются механизмы, позволяющие разрушать БАА.

Механизмы инактивации – окисление под действием оксидаз с отщеплением аминогруппы. Метилирование аминов. В результате исчезает биологическая активность амина.

Оксидазы отнимают два протона и два электрона и передают их сразу на кислород. Образуется перекись водорода, а амин превращается в имин. Этот имин легко гидролизуется без участия фермента и превращается в альдегид. Простетической группой ферментов оксидаз является ФАД или ФМН, т.е. они являются флавопротеинами.

*Биогенные амины инактивируются под действием окислительных ФАД–зависимых ферментов - моноамино–оксидаз (МАО). Происходит окислительное дезаминирование аминов до альдегидов.

Вторая реакция (гидролиз) необратима. Образовавшийся в итоге альдегид легко окисляется до карбоновой кислоты, которая распадается до СО₂ и H₂O. МАО в клетке больше, чем ДАО.
Аминокислоты декарбоксилируются в цитоплазме, а окисление аминов происходит в наружной мембране митохондрий. Поскольку реакция декарбоксилирования аминокислот и разрушение биогенных аминов происходят не одновременно, то биогенные амины могут некоторое время существовать и выполнять свою биологическую функцию