Перетворення амінокислот. Біосинтез білків

В основі перетворення амінокислот лежать три основні види реакцій: реакції з аміногрупою, за карбоксильною групою і за радикалом амінокислот. Перші два види реакцій однотипні для всіх L- амінокислот. Реакції амінокислот за радикалом досить різноманітні і специфічні майже для кожної амінокислоти.

Перетворення амінокислот за аміногрупою. До таких реакцій належать два основні види перетворення амінокислот: дезамінування, і переамінування.

Дезамінування – процес відщеплення аміногрупи від амінокислоти з утворенням молекули аміаку. Відомо чотири види дезамінування: окислювальне, відновлювальне, гідролітичне і внутрішньомолекулярне.

Під час окислювального дезамінування амінокислоти перетворюються на кетокислоти:

Перетворення амінокислоти за карбоксильною групою. До таких реакцій належать реакції декарбоксилювання амінокислот з утворенням аміноациладенілатів.

Процес декарбоксилування амінокислот досить поширений як у тваринних, так і в рослинних організмах. Він пов’язаний з відщепленням від молекули амінокислоти СО2 за рахунок карбоксильної групи, в результаті чого утворюються відповідні аміни:

Перетворення амінокислот за радикалами. Для амінокислот, крім реакцій за аміно – та карбоксильною групами, властиві хімічні перетворення, пов’язані з реакціями за радикалом.

Характерною особливістю радикалів амінокислот є те, що вони містять рівні функціональні групи, рухомі атоми водню тощо. Цим зумовлена активна участь їх в багатьох хімічних реакціях, частина з яких приводить до утворення ряду замінних амінокислот в організмі. Під час окиснення радикала амінокислоти фенілаланіну утворюється амінокислота тирозин:

Реакцію каталізує фермент фенілаланін – гідроксилаза.

Кінцеві продукти обміну амінокислот. Підсумовуючи перетворення амінокислот за аміно- і карбоксильною групами та за радикалами, слід зазначити, що за цих самих умов утворюються аміак, оксид вуглецю (IV), карбоксильні кислоти, кетокислоти, аміни та інші сполуки. Якщо ці сполуки не використовуються в процесах синтезу, то вони піддаються дальшим перетворенням (крім NH3 і CO2). Аміни внаслідок окислювального дезамінування перетворюються на карбонові кислоти, карбонові кислоти і кетокислоти. які утворились внаслідок розщеплення амінокислот, піддаються β- окисненню і в трикарбоновому циклі розщеплюються до кінцевих продуктів – Н2О і CO2,Отже кінцевими продуктами розщеплення амінокислот є аміак, вода і оксид вуглецю (IV).

Аміак, що утворюється під час обміну амінокислот у низькоорганізованих організмів, в яких продукти обміну виділяються в порожнину тіла і вимиваються водою, є кінцевим продуктом білкового обміну. Він може виділятись як кінцевий продукт азотистого обміну й у вигляді солей амонію. Такі організми дістали назву амоніотелітичних. До них належать краби, річкові раки, п’явки, каракатиці і деякі інші. Для організмів людини високоорганізованих тварин аміак є токсичною речовиною. Особливо шкідливо він впливає на центральну нервову систему, значно порушує процеси тканинного дихання. Тому аміак в процесі утворення відразу ж зв’язується з утворенням нетоксичних для організму сполук. Одним з важливих методів знешкодження аміаку є взаємодія його з аспарагіновою і глютаміновою кислотами:

Аміак у складі аспарагіну і глютаміну надходить у печінку, де з нього синтезується сечовина, що є кінцевим продуктом обміну білків і амінокислот у більшості хребетних. Такі організми дістали назву уреотелітичних. До них належать ссавці, амфібії, деякі риби, черепахи та інші.

Слід зауважити, що є ряд факторів, які свідчать про використання сечовини в організмах тварин. Однак це властиве лише для жуйних тварин, які мають багатокамерний шлунок, що містить величезну кількість мікроорганізмів. У рубці карбамід розщеплюється ферментом уреазою, Який виділяється мікроорганізмами, до аміаку й оксиду вуглецю (IV). З аміаку і продуктів розщеплення вуглеводів корму мікроорганізми синтезують білок свого тіла, який надходить у сичуг і кишки, де перетравлюється і засвоюється організмом тварини. Саме ця особливість зумовлює широке використання сечовини як часткового замінника білка в раціоні жуйних тварин.

Дата добавления: 2014-01-11