Трансаминирование - Transamination

Аминотрансферная реакция между аминокислота и альфа-кетокислота

Трансаминирование, химическая реакция, которая переносит аминогруппа к кетокислота с образованием новых аминокислот. Этот путь ответственен за дезаминирование большинства аминокислот. Это один из основных путей деградации, которые преобразуют незаменимые аминокислоты к заменимые аминокислоты (аминокислоты, которые могут быть синтезированы организмом de novo).

Трансаминирование в биохимии осуществляется ферментами, называемыми трансаминазы или аминотрансферазы. α-кетоглутарат действует как преобладающий акцептор аминогруппы и производит глутамат как новая аминокислота.

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

Механизм действия

Трансаминирование, катализируемое аминотрансферазой, происходит в два этапа. На первом этапе α-аминогруппа аминокислоты передается ферменту, производя соответствующую α-кетокислоту и аминированный фермент. На втором этапе аминогруппа передается акцептору кетокислоты, образуя аминокислотный продукт при регенерации фермента. В хиральность аминокислоты определяется при трансаминировании. Для завершения реакции аминотрансферазам необходимо участие альдегидсодержащего кофермента, пиридоксаль-5'-фосфат (PLP), производное пиридоксина (Витамин B₆). Аминогруппа адаптируется путем превращения этого кофермента в пиридоксамин-5'-фосфат (PMP). PLP ковалентно присоединен к ферменту через связь основания Шиффа, образованного конденсацией его альдегидной группы с ε-аминогруппой ферментативного Lys остаток. Основание Шиффа, которое конъюгировано с пиридиниевым кольцом ферментов, является центром коферментной активности.

Ping Pong Bi Bi механизм PLP-зависимого ферментативно-катализируемого трансаминирования. Аминотрансферазная реакция происходит 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, в которой аминогруппа PMP переносится на другую альфа-кетокислоту с получением новой альфа-аминокислоты и PLP.

Продукт реакций трансаминирования зависит от наличия α-кетокислот. Продукты обычно либо аланин, аспартат или глутамат, поскольку соответствующие им альфа-кетокислоты образуются в результате метаболизма топлива. Являясь основным аминокислотным путем деградации, лизин, пролин и треонин 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 на аминовой или аммониевой соли.^[1] Например, атака первичного амина анионом первичного амида может быть использована для получения вторичных аминов:

RNH₂ + R'NH⁻ → RR'NH + NH₂⁻

Симметричные вторичные амины могут быть получены с использованием никеля Ренея (2RNH₂ → R₂NH + NH₃). И, наконец, соли четвертичного аммония можно деалкилировать с помощью этаноламина:

р₄N⁺ + NH₂CH₂CH₂ОН → R₃N + RN⁺ЧАС₂CH₂CH₂ОЙ

Аминонафталины также подвергаются трансаминированию.^[2]

Типы аминотрансфераз

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 распространенными типами аминотрансфераз являются аланинаминотрансфераза (ALT) и аспартатаминотрансфераза (AST).

использованная литература

^ Бут, Джеральд (2000-01-01). «Производные нафталина». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Дои:10.1002 / 14356007.a17_009. ISBN 9783527306732.

• Смит, М. Б. и Марч, Дж. Расширенная 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 Ульмана, 2005, Wiley-VCH, Weinheim. DOI: 10.1002 / 14356007.a17_009

Voet & Voet. «Биохимия» Четвертое издание

внешние ссылки

[:0-1] Бут, Джеральд (2000-01-01). «Производные нафталина». Энциклопедия промышленной химии Ульмана. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Дои:10.1002 / 14356007.a17_009. ISBN 9783527306732.

[1]