kub
Островок  здоровья

----
  
записная книжка врача акушера-гинеколога Маркун Татьяны Андреевны
----
 
 
 
Трансаминирование аминокислот

Под трансаминированием подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2) от аминокислоты на α-кетокислоту без промежуточного образования аммиака. Впервые реакции трансаминирования (прежнее наименование переаминирования) были открыты в 1937 г. советскими учеными А. Е. Браунштейном и М. Г. Крицман при изучении дезаминирования глутаминовой кислоты в мышечной ткани. Было замечено, что при добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пировиноградной кислот образуются α-кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточного образования аммиака; добавление аланина и α-кетоглутаровой кислоты соответственно приводило к образованию пировиноградной и глутаминовой кислот:

Реакции трансаминирования являются обратимыми, и, как выяснилось позже, универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участии специфических ферментову названных А. Е. Браунштейном аминоферазами (или, по совремменной классификации, аминотрансферазами либо трансаминазами). Теоретически реакции трансаминирования возможны между любой амино- и кетокислотой, однако наиболее интенсивно они протекают в том случае, когда один из партнеров представлен дикарбоновой амино- или кетокислотой.

Следует отметить, что в тканях животных и у микроорганизмов доказано существование реакций трансаминирования также между одними монокарбоновыми амино- и кетокислотами. Донаторами NH2-группы могут также служить не только α-, но и β-, γ-, δ- и ω-аминогруппы ряда аминокислот. В лаборатории А. Майстера доказано, кроме того, трансаминирование глутамина и аспарагина с кетокислотами в тканях животных.

В переносе аминогруппы активное участие принимает кофермент трансаминаз - пиридоксальфосфат (производное витамина В6, см. Витамины), который в процессе реакции обратимо превращается в пиридоксаминфосфат. Окисление пиридоксина (пищевого витамина В6) в пиридоксаль и превращение последнего в кофермент (пиридоксальфосфат, соответственно пиридоксаминфосфат) катализируется специфическими ферментами, в частности оксидазой, пиридоксаль- и пиридоксаминкиназами. Последние требуют присутствия АТФ в качестве субстрата, донатора фосфатной группы.

Механизм реакции трансаминирования. Общую теорию механизма ферментативного трансаминирования разработали советские ученые А. Е. Браунштейн и М. М. Шемякин. Одновременно подобный механизм был предложен американским биохимиком Э. Снеллом. Все трансаминазы (как и декарбоксилазы аминокислот, см. ниже) содержат один и тот же кофермент - пиридоксальфосфат. Для катализируемых этими ферментами реакций трансаминирования характерен общий механизм. Специфичность трансаминаз обеспечивается белковым компонентом. Обозначив пирифоксальфосфат 0=СН-ПФ (соответственно пиридоксаминфосфат- H2N-СН2-ПФ), поскольку именно альдегидная группа играет ключевую роль в переносе NH2-rpynnu аминокислот, механизм реакции трансаминирования можно представить в виде двух последовательных стадий:

Опуская промежуточные стадии образования шиффовых оснований, обе стадии реакции трансаминирования можно представить в виде обшей схемы:

Пиридоксальфосфат в первой стадии принимает NН2-группу от аминокислоты с образованием пиридоксаминофосфата и соответствующей кетокислоты. Этот процесс протекает через промежуточное образование шиффовых оснований (альдимина и кетимина). Во второй стадии образовавшийся пиридоксаминфосфат реагирует с какой-либо α-кетокислотой, причем образуется промежуточное соединение, которое также подвергается внутримолекулярным превращениям (перераспределение энергии двойной связи, лабйлизация а-водородного атома) и распадается гидролитически на аминокислоту, соответствующую исходной кетокислоте, и пиридоксальфосфат. Таким образом, пиридоксальфосфат в реакциях трансаминирования действительно выполняет роль промежуточного переносчика аминогруппы и в конечной стадии освобождается и может вновь вступить в ферментативный процесс.

Наличие подобного механизма реакции трансаминирования доказано методами спектрального анализа по идентификации промежуточных продуктов, а существенность для реакции альдегидной группы пиридоксальфосфата показана в опытах с блокированием ее реагентами на карбонильную группу, в частности фенилгидразином, гидразидом изоникотиновой кислоты и др. Так, например, при взаимодействии пиридоксальфосфата с фенилгидразином образуется весьма прочный комплекс, не гидролизуемый водой, и кофермент выводится из сферы химической реакции:

В последнее время получены новые доказательства существования в живых организмах приведенного выше механизма трансаминирования и выяснены некоторые новые детали механизма действия трансаминаз и других пиридоксалевых (содержащих в качеству кофермента пиридоксальфосфат) ферментов. Методами спектрального анализа показано, что во всех пиридоксалевых ферментах карбонильная группа кофермента (-СНО) не свободна, а соединена иминной связью с ε-аминогруппой лизина белковой части фермента. В этом случае, по представлениям А. Е. Браунштейна и Снелла, взаимодействие между субстратом, т. е. аминокислотой, и пиридоксальфосфатом происходит не путем конденсации с выделением молекулы воды, а путем реакции замещения, при которой аминогруппа субстата вытесняет ε-аминогруппу остатка лизина в молекуле ферментного белка, что приводит к формированию пиридоксальфосфатсубстратного комплекса.

Роль трансаминаз (соответственно реакций трансаминирования) в обмене аминокислот. Чрезвычайно широкое распространение трансаминаз в животных тканях, у микроорганизмов и растений, их высокая резистентность к физическим, химическим и биологическим воздействиям (факторам), абсолютная стереохимическая специфичность по отношению к L- и D-аминокислотам, а также их высокая каталитическая активность в процессах трансаминирования послужили предметом детального исследования роли этих ферментов в обмене аминокислот. Выше было указано, что при физиологических значениях pH среды активность оксидазы L-аминокислот резко снижена. Учитывая эти обстоятельства, а также высокую скорость протекания реакции трансаминирования, А. Е. Браунштейн выдвинул гипотезу о возможности существования в животных тканях непрямого пути дезаминирования аминокислот через реакции трансаминирования, названного им трансдезаминированием. Основой для выдвижения этой гипотезы послужили также данные Г. Эйлера о том, что в животных тканях из всех природных аминокислот с высокой скоростью дезаминируется только L-глутаминовая кислота, катализируемое высокоактивной и специфической глутаматдегидрогеназой.

По этой теории все или почти все природные аминокислоты сначала реагируют с а-кетоглутаровой кислотой в реакции трансаминирования с образованием глутаминовой кислоты и соответствующей кетокислоты. Образовавшаяся глутаминовая кислота затем подвергается непосредственному окислительному дезаминированию (см. выше) под действием глутаматдегидрогеназы. Схематический механизм трансдезаминирования можно представить в следующем виде:

Суммарная реакция при этом сводится к следующей:

R1-CH(NH2)-СООН + НАД + Н10 --> R1-->CO-COOH + НАДН2 + NH2

Поскольку обе реакции (трансаминирование и дезаминирование глутаминовой кислоты) являются обратимыми, создаются условия для синтеза по существу любой аминокислоты, если в организме имеются соответствующие α-кетокислоты. Известно, что организм животных и человека не наделен способностью синтеза углеводных скелетов (α-кетокислот) так называемых незаменимых аминокислот (см. выше); этой способностью обладают только растения и многие микроорганизмы.

Механизм, при помощи которого в живых организмах осуществляется синтез природных аминокислот из α-кетокислот и аммиака, был назван А. Е. Браунштейном трансреаминированием. Сущность его сводится к восстановительному аминированию α-кетоглутаровой кислоты с образованием глутаминовой кислоты (реакцию катализирует НАДФ-зависимая глутаматдегидрогеназа, работающая в режиме синтеза, и к последующему трансаминированию глутамата с любой α-кетокислотой. В результате образуется L-аминокислота, соответствующая исходной кетокислоте, и вновь освобождается α-кетоглутаровая кислота, которая может акцептировать новую молекулу аммиака. Схематически роль реакций трансаминирования как в дезаминировании, так и биосинтезе аминокислот может быть представлена в следующем виде:

Видно, что трансаминазы катализируют опосредованное через глутаматдегидрогеназу как дезаминирование природных аминокислот (стрелки вниз), так и биосинтез аминокислот (стрелки вверх).

Получены доказательства существования в организме теплокровных животных еще одного механизма непрямого дезаминирования α-аминокислот, при котором Глу, Асп и аденозинмонофосфат (АМФ) выполняют роль системы переноса NH2-группы; гидролитическое дезаминирование АМФ приводит к образованию инозинмонофосфаа (ИМФ) и аммиака.

Возможно, что в аналогичной системе в качестве промежуточного переносчика NH2-группы участвует вместо АМФ (и ИМФ) НАД (и дезамидо-НАД).

Клиническое значение определения активности трансаминаз. Ввиду широкого распространения и высокой активности трансаминаз в органах и тканях человка, а также сравнительно низких величин активности этих ферментов в крови были предприняты попытки определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови человека при органических и функциональных поражениях разных органов. Для клинических целей наибольшее значение имеют две трансаминазы - аспартатаминотрансфераза и аланинаминотрансфераза, катализирующие соответственно следующие обратимые реакции:

Аспартат + α-Кетоглутарат <--> ЩУК + Глутамат
Аланин + α-Кетоглутарат <--> ПВ + Глутамат

Табл. 38 дает представление об уровнях аспартат- и аланин-аминотрансфераз в сыворотке крови и некоторых других тканях здорового взрослого человека.

Таблица 38. Активность трансаминаз в органах и тканях здорового человека в условных единицах Боданского
Объект исследования Активность, уcл. ед.
аспартатамино- трансфераза аланинамино- транcфераза
Сердечная мышца 150 000 7 000
Печень 140 000 44 000
Скелетные мышцы 100 000 5 000
Почки 90 000 12 000
Поджелудочная железа 30 000 20 000
Сыворотка крови 5-40 (20) 4-35 (15)

Видно, что в сыворотке крови здоровых людей активность этих трансаминаз в среднем составляет 15 и 20 единиц по сравнению с десятками и сотнями тысяч единиц в других органах и тканях. Поэтому органические поражения при острых и хронических заболеваниях, сопровождающихся деструкцией клеток, приводят к выходу трансаминаз из очага поражения в кровь.

Так, при инфаркте миокарда уровень аспартатаминотрансферазы сыворотки крови уже через 3-5 ч после наступления инфаркта резко повышается, достигая 300-500 единиц. Максимум активности обеих трансаминаз крови приходится на конец первых суток, а уже через 2-3 дня при благоприятном исходе болезни уровень сывороточных трансаминаз возвращается к норме. Напротив, при затяжном процессе или при наступлении повторного инфаркта миокарда наблюдается новый пик повышения активности этих ферментов в крови. Этим объясняется тот факт, что в клинике трансаминазный тест используется не только для постановки диагноза заболевания, но и для прогноза и проверки эффективности метода лечения.

При гепатитах также наблюдается гипертрансаминаземия (за счет преимущественного повышения уровня аланинаминотрансферазы, см. табл. 38), но она имеет только более умеренный и затяжной характер, и повышение активности ферментов осуществляется медленно. При различного рода коронарной недостаточности (стенокардия, пороки сердца и др., кроме инфаркта миокарда) гипертрансаминаземия или не наблюдается или она имеет умеренный характер. Определение трансаминаз сыворотки крови при заболеваниях сердца следует отнести к дифференциально-диагностическим лабораторным тестам.

В настоящее время с диагностической целью в клинике внутренних болезней широко используются наборы химических реактивов для быстрого (экспрессного) определения активности трансаминаз, креатинкиназы и лактатдегидрогеназы.

Гипертрансаминаземия может иметь место при заболеваниях других органов (печени, почек, поджелудочной железы, скелетной мускулатуры) и при острых отравлениях (например, четыреххлористым углеродом). Для некоторых болезней печени наиболее характерным является более резкое повышение, уровня аланинаминотрансферазы, в связи с чем значительно снижается величина коэффициента К, отражающего отношение аспартат- к уровню аланинаминотрансферазы. У здоровых людей К равен 1,33±0,42, а у больных вирусным гепатитом К составляет примерно 0,65. Показано также, что при вирусных гепатитах существует прямая зависимость между тяжестью заболевания, распространенностью патологического процесса и гипертрансаминаземией. Другие заболевания печени (холангиты, холециститы, механическая желтуха и , др.) обычно не сопровождаются гипертрансаминаземией. Учитывая эти данные, трансаминазный тест рассматривают как вспомогательный диагностический тест при острых инфекционных поражениях печени.

Укажем также, что опухоли печени или метастазы опухолей, органов в печень характеризуются умеренным повышением трансаминазной активности сыворотки крови. Однако этот тест не является абсолютно специфичным для опухолей, поскольку при циррозах печени наблюдается аналогичная гипертрансаминаземия. Повышение уровня трансаминаз сыворотки крови отмечено, кроме того, при некоторых заболеваниях мышц, в частности при обширных травмах, гангрене конечностей, прогрессивной мышечной дистрофии и т. д.

Интересно, что инфаркт легкого и кровоизлияния в мозг не сопровождаются повышением уровня трансаминаз в крови. Ряд исследователей на основании этих данных склонны рассматривать определение аспартатаминотрансферазы сыворотки крови в качестве основного теста при проведении дифференциального диагноза между инфарктом миокарда и инфарктом легких. Таким образом, трансаминазный тест сыворотки крови, несомненно, является весьма перспективным лабораторным методом, оказывая врачу большую помощь при постановке диагноза болезней сердца, печени, скелетной мускулатуры и других органов.

Возврат к исходному тексту




 
 

Куда пойти учиться



 

Виртуальные консультации

На нашем форуме вы можете задать вопросы о проблемах своего здоровья, получить поддержку и бесплатную профессиональную рекомендацию специалиста, найти новых знакомых и поговорить на волнующие вас темы. Это позволит вам сделать собственный выбор на основании полученных фактов.

Медицинский форум КОМПАС ЗДОРОВЬЯ

Обратите внимание! Диагностика и лечение виртуально не проводятся! Обсуждаются только возможные пути сохранения вашего здоровья.

Подробнее см. Правила форума  

Последние сообщения



Реальные консультации


Реальный консультативный прием ограничен.

Ранее обращавшиеся пациенты могут найти меня по известным им реквизитам.

Заметки на полях


навязывание услуг компании Билайн, воровство компании Билайн

Нажми на картинку -
узнай подробности!

Новости сайта

Ссылки на внешние страницы

20.05.12

Уважаемые пользователи!

Просьба сообщать о неработающих ссылках на внешние страницы, включая ссылки, не выводящие прямо на нужный материал, запрашивающие оплату, требующие личные данные и т.д. Для оперативности вы можете сделать это через форму отзыва, размещенную на каждой странице.
Ссылки будут заменены на рабочие или удалены.

Тема от 05.09.08 актуальна!

Остался неоцифрованным 3-й том МКБ. Желающие оказать помощь могут заявить об этом на нашем форуме

05.09.08
В настоящее время на сайте готовится полная HTML-версия МКБ-10 - Международной классификации болезней, 10-я редакция.

Желающие принять участие могут заявить об этом на нашем форуме

25.04.08
Уведомления об изменениях на сайте можно получить через раздел форума "Компас здоровья" - Библиотека сайта "Островок здоровья"

Островок здоровья

 
----
Чтобы сообщить об ошибке на данной странице, выделите текст мышью и нажмите Ctrl+Enter.
Выделенный текст будет отправлен редактору сайта.
----
 
Информация, представленная на данном сайте, предназначена исключительно для образовательных и научных целей,
не должна использоваться для самостоятельной диагностики и лечения, и не может служить заменой очной консультации врача.
Администрация сайта не несёт ответственности за результаты, полученные в ходе самолечения с использованием справочного материала сайта
Перепечатка материалов сайта разрешается при условии размещения активной ссылки на оригинальный материал.
© 2008 blizzard. Все права защищены и охраняются законом.



 
----