Transaminering

Skjema for en aminotransferensreaksjon mellom en aminosyre og en alfa-zoacid (kilde: Alcibiades via Wikimedia Commons)

Hva er transaminering?

De transaminering Det er en type kjemisk reaksjon som fungerer i "omfordeling" av aminosyregruppene, siden den omgir reversible prosesser med aminering (tilsetning av en aminogruppe) og hjertesorg (eliminering av en aminogruppe), som er katalysert av spesifikke enzymer kjent som transaminaser eller aminotransferaser.

Den generelle transamineringsreaksjonen innebærer utvekslingen mellom en aminosyre og eventuell a-Zo-Stoat, der utvekslingen av en aminogruppe gir ketoacidversjonen av det første underlaget aminosyre og aminosyreversjonen av det første a-Zo-ecotoacid-underlaget.

Amininogruppen som vanligvis utveksles er aminoen "alfa", det vil si den som deltar i dannelsen av peptidlenkene og som definerer strukturen til aminosyrene, selv om reaksjoner som involverer andre aminogrupper som er til stede i forskjellige posisjoner i Ulike posisjoner kan forekomme i.

Med unntak av lysin, treonin, prolin og hydroksyprolin, deltar alle aminosyrer i transamineringsreaksjoner, selv om for histidin, serin, metodin og fenylalanin er blitt beskrevet transaminaser, men deres metabolske ruter antyder ikke denne typen reaksjoner.

Transamineringsreaksjonene mellom aminosyrer og α-cetoacids ble oppdaget i 1937 av Braunstein og Kritzmann, og siden har de vært utsatt for intense studier, siden de forekommer i mange stoffer av forskjellige organismer og med forskjellige formål.

Hos mennesker, for eksempel, er transaminaser vidt distribuert i kroppsvev og er spesielt aktive i hjertemuskelvev, i leveren, i skjelettmuskelvev og i nyrene.

Reaksjonsmekanisme

Transamineringsreaksjoner innebærer mer eller mindre den samme mekanismen. Som nevnt ovenfor, oppstår disse reaksjonene som en reversibel utveksling av en aminogruppe mellom en aminosyre og en α-ZO-CID.

Kan tjene deg: Keramiske materialer: Kjennetegn, typer, eksempler

Disse reaksjonene avhenger av en forbindelse kjent som fosfatpyridoksal, et derivat av vitamin B6 som deltar som en aminogruppetransportør og som binder seg til transaminase-enzymer gjennom dannelse av en Schiff-base mellom aldehydgruppen til dette molekylet og ε-aminoen til en en en lysinrest på det aktive stedet for enzymet.

Foreningen mellom fosfatpyridoksal og lysinresten på det aktive stedet er ikke kovalent, men gis gjennom elektrostatisk interaksjon mellom den positive belastningen av nitrogen i lysin og den negative belastningen i fosfatgruppen til pyridoksalen.

I løpet av reaksjonen fortrenger aminosyren som fungerer som et underlag, ε-aminogruppen av lysinresten på det aktive stedet som deltar i Schiff-basen med pyridoksal.

I mellomtiden fjernes og overføres et par aminosyre-alfa-karbonelektron.

På denne måten deltar pyridoksalt fosfat ikke bare i overføring eller transport av aminosyrene mellom aminosyrene og a-ecotoacids som er underlag av transaminasene, men fungerer også som en "vask" av elektroner, og letter dissosiasjonen av Alfa -syrehydrogenet.

Oppsummert overfører det første underlaget, en aminosyre, aminogruppen til fosfatpyridoksal, hvor den deretter overføres til det andre underlaget, et a-Zo-ecotoide, som dannes, i mellomproduktet, en mellomliggende forbindelse kjent som pyridoksamin fosfat.

Kan tjene deg: kolonnekromatografi

Transamineringsfunksjon

Transaminase -enzymer finnes vanligvis i cytosol og mitokondrier og fungerer i integrering av forskjellige metabolske ruter.

Glutamatdehydrogenase i sin inverse reaksjon, for eksempel, kan gjøre glutamat til ammonium, NADH (eller NADPH) og α-Zetoglutarat, som kan komme inn i syklusen av trikarboksylsyrer og funksjon i energiproduksjon.

Dette enzymet, som er i mitokondriell matrise, representerer et grenpunkt som assosierer aminosyrer med energimetabolisme, slik at når en celle mangler tilstrekkelig energi i form av karbohydrater eller fett for å fungere, kan det vekselvis bruke noen aminosyrer for det samme hensikt.

Dannelsen av enzymet (glutamatdehydrogenase) under hjerneutvikling er essensiell for kontroll av ammoniumavgiftning, siden det har blitt vist at noen tilfeller av psykisk utviklingshemning har å gjøre med en lav aktivitet av dette, noe som fører til akkumulering av ammonium, som er skadelig for hjernehelsen.

I noen leverceller kan transamineringsreaksjoner også brukes til glukoneogenese glukosesyntese.

Glutamin omdannes til glutamat og ammonium ved glutaminase -enzym. Deretter omdannes glutamat til a-zetoglutarat, som kommer inn i Krebs-syklusen og deretter til glukoneogenese. Dette siste trinnet oppstår takket være Malo, et av produktene på ruten, blir transportert utenfor mitokondriene ved hjelp av en skyttelbuss.

Denne skyttelen etterlater a-cethoglutarat etter nåde av málica-enzymet, noe som gjør det til å pyruvatere. To pyruvatmolekyler kan konverteres, deretter et glukosemolekyl gjennom glukoneogenese.

Kan tjene deg: flat bakgrunnsflaske

Eksempler

De vanligste transamineringsreaksjonene er relatert til alaninaminosyrer, glutaminsyre og asparaginsyre.

Noen aminotransferase-enzymer kan, i tillegg til pyridoksalt fosfat, bruke pyruvat som "koenzym", som tilfellet er med transaminase glutamat-pirruvat, som katalyserer følgende reaksjon:

glutamat + pyruvat ↔ alanin + α-cetoglutarat

Muskelceller er avhengige av denne reaksjonen for å produsere alanin fra pyruvat og for å oppnå energi gjennom Krebs-syklusen ved hjelp av α-Zetoglutorate. I disse cellene avhenger bruken av alanin som en energikilde av eliminering av aminogrupper som ammoniumioner i leveren, gjennom ureasyklusen.

Alanine transamineringsreaksjon (kilde: Tomas Drab [Public Domain] via Wikimedia Commons)

En annen veldig viktig transamineringsreaksjon hos forskjellige arter er som katalysert av enzymet aspartataminotransferase:

L-Partato + α-ketoglutarat ↔ oksalacetat + L-glutamat

Til slutt, men ikke minst, y-aminobutyric acid transamineringsreaksjon (GABA), en ikke-proteinaminosyre for sentralnervesystemet som fungerer som en hemmende nevrotransmitter. Reaksjonen katalyseres av en y-aminobutirisk transaminasesyre og er mer eller mindre som følger:

α-ketoglutarat + 4-aminobutansyre ↔ Glutamat + Succinic Semi-bil

Den ravsiniske semi -semi -bruken omdannes til ravsyre ved en oksidasjonsreaksjon, og sistnevnte kan komme inn i Krebs -syklusen for energiproduksjon.