Аминокислоталардын трансаминациясы – аммиак пайда болбостон, аминотоптун баштапкы затынан кето-кислотага молекулалар аралык өтүү процесси. Келгиле, бул реакциянын өзгөчөлүктөрүн, ошондой эле анын биологиялык маанисин кененирээк карап чыгалы.
Ачылуулар таржымалы
Аминокислота трансаминация реакциясын 1927-жылы советтик химиктер Крицман жана Брейнштейн ачышкан. Окумуштуулар булчуң тканындагы глютамин кислотасынын дезаминденүү процессинин үстүндө иштешип, булчуң тканынын гомогенатына пирожүздүү жана глютамин кислоталары кошулгандыктан аланин жана α-кетоглутар кислотасы пайда болоорун аныкташкан. Ачылыштын уникалдуулугу процесстин аммиактын пайда болушу менен коштолбогондугунда болгон. Тажрыйбалардын жүрүшүндө алар аминокислоталардын трансаминденүүсү кайра жаралуучу процесс экенин аныктай алышты.
Реакциялар жүрүп жатканда, аминоферазалар (трансмаминазалар) деп аталган өзгөчө ферменттер катализатор катары колдонулган.
Процесстин өзгөчөлүктөрү
Трансаминацияга катышкан аминокислоталар монокарбондук бирикмелер болушу мүмкүн. Лабораториялык изилдөөлөрдө трансаминация экени аныкталганкето-кислоталар менен аспарагин жана глутамин жаныбарлардын кыртыштарында кездешет.
Аминотоптун өтүшүнө активдүү катышуу трансаминазалардын коферменти болгон пиридоксалдык фосфатты алат. Өз ара аракеттенүү процессинде андан пиридоксаминфосфат пайда болот. Бул процесстин катализатору катары ферменттер иштешет: оксидаза, пиридоксаминаза.
Реакция механизми
Аминокислоталардын трансаминациясын советтик окумуштуулар Шемякин жана Браунштейн түшүндүрүшкөн. Бардык трансаминазалар пиридоксальфосфат коферментине ээ. Ал тездетүүчү өтүү реакциялары механизми боюнча окшош. Процесс эки этапта жүрөт. Биринчиден, пиридоксаль фосфат аминокислотадан функционалдык топту алат, натыйжада кето-кислота жана пиридоксамин фосфат пайда болот. Экинчи этапта ал α-кето-кислота менен реакцияга кирет, пиридоксалдык фосфат, тиешелүү кето-кислота акыркы продукты катары пайда болот. Мындай өз ара аракеттенишүүдө пиридоксалдык фосфат амин тобунун алып жүрүүчүсү болуп саналат.
Ушул механизм боюнча аминокислоталардын трансаминациясы спектралдык анализ методдору менен ырасталды. Учурда тирүү жандыктарда мындай механизмдин бар экендигинин жаңы далилдери бар.
Алмашуу процесстериндеги маани
Аминокислота трансаминациясы кандай роль ойнойт? Бул процесстин мааниси абдан чоң. Бул реакциялар өсүмдүктөрдө жана микроорганизмдерде, жаныбарлардын ткандарында химиялык, физикалык,биологиялык факторлор, D- жана L-аминокислоталарга карата абсолюттук стереохимиялык өзгөчөлүк.
Аминокислоталардын трансаминациясынын биологиялык мааниси көптөгөн окумуштуулар тарабынан талдоого алынган. Бул зат алмашуу аминокислота процесстеринде кылдат изилдөөнүн предмети болуп калды. Изилдөөлөрдүн жүрүшүндө трансдеаминдештирүү аркылуу аминокислоталардын трансаминация процессинин мүмкүндүгү жөнүндө гипотеза алдыга коюлган. Эйлер жаныбарлардын ткандарында L-глютамин кислотасы гана аминокислоталардан жогорку ылдамдыкта дезаминденерин, бул процесс глутаматдегидрогеназа тарабынан катализделе турганын аныктаган.
Глютамин кислотасынын дезаминденүү жана трансаминация процесстери кайра кайтарылуучу реакциялар.
Клиникалык мааниси
Амин кислотасын трансаминациялоо кантип колдонулат? Бул процесстин биологиялык мааниси клиникалык сыноолорду өткөрүү мүмкүнчүлүгүнөн турат. Мисалы, дени сак адамдын канында 15тен 20га чейин трансаминазалар болот. Органикалык ткандардын жабыркашы учурунда клетканын бузулушу байкалат, ал канга трансаминазалардын жабыркоодон чыгышына алып келет.
Миокард инфаркты болгон учурда 3 сааттан кийин аспартатаминотрансферазанын деңгээли 500 бирдикке чейин жогорулайт.
Амин кислотасын трансаминациялоо кантип колдонулат? Биохимия трансаминаза тестин камтыйт, анын жыйынтыгы боюнча пациентке диагноз коюлат жана аныкталган ооруну дарылоонун эффективдүү ыкмалары тандалат.
Атайын топтомдор оорулардын клиникасында диагностикалык максаттарда колдонулатлактатдегидрогеназа, креатинкиназа, трансаминаза активдүүлүгүн тез аныктоо үчүн химиялык заттар.
Гипертрансаминаземия бөйрөк, боор, уйку безинин ооруларында, ошондой эле төрт хлордуу көмүртек менен курч ууланганда байкалат.
Аминокислоталардын трансаминациясы жана дезаминдениши боордун курч инфекцияларын аныктоо үчүн заманбап диагностикада колдонулат. Бул боордун кээ бир көйгөйлөрүндө аланинаминотрансферазанын кескин көбөйүшүнө байланыштуу.
Трансаминациянын катышуучулары
Глютамин кислотасы бул процессте өзгөчө роль ойнойт. Өсүмдүктөрдүн жана жаныбарлардын ткандарында кеңири таралышы, аминокислоталардын стереохимиялык өзгөчөлүгү жана каталитикалык активдүүлүгү трансаминазаларды изилдөө лабораторияларында изилдөө предметине айлантты. Бардык табигый аминокислоталар (метионинден башкасы) трансаминация учурунда α-кетоглутар кислотасы менен өз ара аракеттенип, кето- жана глютамин кислотасын пайда кылат. Ал глутаматдегидрогеназанын таасири астында дезаминденет.
Оксиденттүү дезаминдөө параметрлери
Бул процесстин түз жана кыйыр түрлөрү бар. Түздөн-түз дезаминдештирүү катализатор катары бир ферментти колдонууну камтыйт; реакция продукты - кето-кислота жана аммиак. Бул процесс кычкылтек бар экенине байланыштуу аэробдук жол менен же анаэробдук жол менен (кычкылтек молекулалары жок) жүрүшү мүмкүн.
Кисденүүчү дезаминдөөнүн өзгөчөлүктөрү
Аминокислоталардын D-оксидазалары аэробдук процесстин катализатору, ал эми L-аминокислоталардын оксидазалары коферменттердин ролун аткарышат. Бул заттар адамдын организминде бар, бирок алар минималдуу активдүүлүктү көрсөтөт.
Глутамин кислотасы үчүн кычкылдануу дезаминдештирүүнүн анаэробдук варианты мүмкүн, катализатор катары глутаматдегидрогеназа иштейт. Бул фермент бардык тирүү организмдердин митохондрияларында бар.
Кыйыр кычкылдануу дезаминдештирүү эки стадияга бөлүнөт. Биринчиден, аминокислоталар баштапкы молекуладан кето кошулмасына өтөт, жаңы кето жана аминокислоталар пайда болот. Андан ары кетоскелет конкреттүү жолдор менен катаболизацияланат, трикарбон кислотасынын циклине жана ткандардын дем алышына катышат, акыркы продуктылар суу жана көмүр кычкыл газы болот. Ачкачылыкта глюкогендик аминокислоталардын көмүртек скелети глюконеогенезде глюкоза молекулаларын түзүү үчүн колдонулат.
Экинчи этап дезаминация жолу менен амин тобун жок кылууну камтыйт. Адамдын денесинде ушундай процесс глютамин кислотасы үчүн гана мүмкүн. Бул өз ара аракеттенүүнүн натыйжасында α-кетоглутар кислотасы жана аммиак пайда болот.
Тыянак
Аспартатаминотрансфераза менен аланинаминотрансферазанын трансаминациясынын эки ферментинин активдүүлүгүн аныктоо медицинада колдонууну тапты. Бул ферменттер α-кетоглутар кислотасы менен кайра өз ара аракеттенип, аминокислоталардан функционалдык амин топторун ага өткөрүп,кето бирикмелерди жана глютамин кислотасын түзүү. Бул ферменттердин активдүүлүгү жүрөк булчуңдарынын жана боордун ооруларында жогорулаганына карабастан, максималдуу активдүүлүк АСТ үчүн кандын сыворотасында, ал эми гепатитте АЛТда болот.
Аминокислоталар белок молекулаларынын синтезинде, ошондой эле организмдеги зат алмашуу процесстерин жөнгө сала турган көптөгөн башка активдүү биологиялык кошулмалардын: гормондордун, нейротрансмиттерлердин түзүлүшү үчүн зарыл. Мындан тышкары, алар белок эмес азотту камтыган заттарды, анын ичинде холинди, креатинди синтездөөдө азот атомдорунун донорлору болуп саналат.
Аминокислоталардын кетаболизми аденозин-трифосфор кислотасын синтездөө үчүн энергия булагы катары колдонулушу мүмкүн. Ачкачылык процессинде, ошондой эле кант диабетинде аминокислоталардын энергетикалык функциясы өзгөчө мааниге ээ. Амино-кислоталардын алмашуусу тирүү организмде пайда болгон көптөгөн химиялык трансформациялардын ортосундагы байланышты түзүүгө мүмкүндүк берет.
Адамдын денесинде болжол менен 35 грамм эркин аминокислота бар жана алардын канында 3565 мг/дл болот. Алардын көп бөлүгү организмге тамак-аштан кирет, мындан тышкары, алар өздөрүнүн ткандарында болот, алар углеводдордон да пайда болушу мүмкүн.
Көптөгөн клеткаларда (эритроциттерден башкасы) алар бир гана белок синтези үчүн эмес, пурин, пиримидин нуклеотиддери, биогендик аминдер, мембраналык фосфолипиддерди түзүү үчүн колдонулат.
Күндүзү 400 г протеиндик кошулмалар адамдын организминде аминокислоталарга ыдырап, тескери процесс болжол менен бирдей өлчөмдө болот.
Матабелоктар катаболизм учурунда башка органикалык бирикмелердин синтези үчүн аминокислоталардын чыгымын аткара албайт.
Эволюция процессинде адамзат көптөгөн аминокислоталарды өз алдынча синтездөө мүмкүнчүлүгүн жоготкон, ошондуктан организмди алар менен толук камсыз кылуу үчүн бул азотту камтыган кошулмаларды тамак-аштан алуу зарыл.. Аминокислоталар катышкан химиялык процесстер дагы эле химиктердин жана дарыгерлердин изилдөө предмети болуп саналат.
