Трансаминирование

Трансаминирование, химическая реакция, при которой переносится аминогруппа до кетокислоты с образованием новых аминокислот. Этот путь отвечает за дезаминирование большинства аминокислот. Это один из основных путей разложения, при котором незаменимые аминокислоты преобразуются в заменимые аминокислоты (аминокислоты, которые могут быть синтезированы организмом de novo).

В биохимии трансаминирование осуществляется ферментами, называемыми трансаминазами или аминотрансферазами. α-кетоглутарат действует как преобладающий акцептор аминогруппы и продуцирует глутамат в качестве новой аминокислоты.

Аминокислота + α-кетоглутарат ↔ α-кетокислота + глутамат

Аминогруппа глутамата, в свою очередь, переносится в оксалоацетат во второй реакции трансаминирования с образованием аспартата.

Глутамат + оксалоацетат ↔ α-кетоглутарат + аспартат

• 1 Механизм действия
• 2 Типы аминотрансферазы
• 3 Ссылки
• 4 Внешние ссылки

Трансаминирование, катализируемое аминотрансферазой, происходит в две стадии. На первом этапе α-аминогруппа аминокислоты передается ферменту, образуя соответствующую α-кетокислоту и аминированный фермент. На втором этапе аминогруппа передается акцептору кетокислоты, образуя аминокислотный продукт при регенерации фермента. хиральность аминокислоты определяют во время трансаминирования. Для завершения реакции аминотрансферазам требуется участие альдегидсодержащего кофермента пиридоксаль-5'-фосфата (PLP), производного пиридоксина (витамин B 6 ). Аминогруппа адаптируется за счет преобразования этого кофермента в пиридоксамин-5'-фосфат (PMP). PLP ковалентно присоединен к ферменту посредством связи основания Шиффа, образованной конденсацией его альдегидной группы с ε-аминогруппой ферментативного остатка Lys. Основание Шиффа, которое конъюгировано с пиридиниевым кольцом ферментов, является центром активности кофермента.

Пинг-понг-би-би-механизм PLP-зависимого ферментативно-катализируемого трансаминирования. Аминотрансферазная реакция проходит в две стадии, состоящие из трех стадий: трансэлиминирование, таутомеризация и гидолиз. На первом этапе альфа-аминогруппа аминокислоты переносится на PLP с образованием альфа-кетокислоты и PMP. На второй стадии реакции, на которой аминогруппа PMP переносится на другую альфа-кетокислоту с получением новой альфа-аминокислоты и PLP. Продукт реакций трансаминирования зависит от доступности α-кетокислот. Эти продукты обычно представляют собой либо аланин, аспартат, или глутамат, поскольку соответствующие им альфа-кетокислоты образуются в результате метаболизма топлива. лизин, пролин и треонин, являясь основным аминокислотным путем деградации, являются единственными тремя аминокислотами, которые не всегда подвергаются трансаминированию и используют соответствующую дегидрогеназу.

Альтернативный механизм

Второй тип реакции трансаминирования можно описать как нуклеофильное замещение одного амина или амидного аниона в соли амина или аммония. Например, атака первичного амина анионом первичного амида может быть использована для получения вторичных аминов:

RNH 2 + R'NH → RR'NH + NH 2

Симметричный вторичные амины могут быть получены с использованием никеля Ренея (2RNH 2 → R 2 NH + NH 3). И, наконец, соли четвертичного аммония можно деалкилировать с использованием этаноламина:

R4N + NH 2CH2CH2OH → R 3 N + RNH 2CH2CH2OH

Аминонафталины также подвергаются трансаминированию.

Трансаминирование опосредуется несколькими различными ферментами аминотрансфераз. Они могут быть специфичными для отдельных аминокислот или могут обрабатывать группу химически подобных аминокислот. Последнее относится к группе аминокислот с разветвленной цепью, которая включает лейцин, изолейцин и валин. Двумя общими типами аминотрансфераз являются аланинаминотрансфераза (ALT) и аспартатаминотрансфераза (AST).

• Смит, М. Б. и Марч, Дж. Продвинутая органическая химия: реакции, механизмы и структура, 5-е изд. Wiley, 2001, стр. 503. ISBN 0-471-58589-0 • Джеральд Бут «Производные нафталина» в Энциклопедии промышленной химии Ульманна, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002 / 14356007.a17_009

Voet Voet. «Биохимия» Четвертое издание

• Биосинтез аминокислот
• Химическая логика разложения аминокислот и цикл мочевины